前言

学习区块链有些时间了，根据大佬的文章用Go也实现了一遍，但作用一名web码农，平时用的最多的还是PHP，所以打算用PHP再搞一搞，当是复习了。

本教程基于LaravelZero（因为构建命令行省事儿 ）简单构建一个属于你的区块链，如果你有一些区块链的前置知识那就最好不过啦。

项目仓库在这儿 php-blockchain，欢迎star。水平有限，如有错误之处，也欢迎指出。

初始化

1. 根据 LaravelZero 文档，先创建一个项目，确保能顺利跑起来。
2. 在app目录下创建 Services 文件夹，咱们的代码都写在这里面。

区块链是什么

简单来说，区块链是一个提供了拜占庭容错、并保证了最终一致性的分布式数据库；从数据结构上看，它是基于时间序列的链式数据块结构；从节点拓扑上看，它所有的节点互为冗余备份；从操作上看，它提供了基于密码学的公私钥管理体系来管理账户。

组成区块链的核心技术主要有：

1. P2P 网络协议
2. 分布式一致性算法
3. 加密签名算法
4. 账户与存储模型

在本文中，我们将利用数组来存储区块，来实现区块链的基本原型。

区块

在区块链中，真正存储有效信息的是区块（block）。

那就创建一个区块，在 App/Services 目录新建一个 Block.php。

<?php

namespace App\Services;

use Carbon\Carbon;

class Block
{
    /**
     * 当前时间戳，也就是区块创建的时间
     * @var int $timestamp
     */
    public $timestamp;

    /**
     * 区块存储的信息，也就是交易
     * @var string $data
     */
    public $data;

    /**
     * 前一个块的哈希，即父哈希
     * @var string $prevBlockHash
     */
    public $prevBlockHash;

    /**
     * 当前块的哈希 
     * @var string $hash
     */
    public $hash;
}

在比特币中，区块的结构主要有如下信息：

区块头的主要结构：

其中交易（Transactions）也就是我们创建的 data 字段；而其他字段（prevBlockHash，timestamp）在比特币中由专门的数据结构，即区块头存储；另外为了方便，我们还加上了当前块的 hash 字段，在比特币中是没有直接存储当前块的哈希的。

为了方便，我们就不单独实现区块头了，而是所有数据都放在一起，这样我们就创建了一个简单的区块。

下面我们来完善区块的创建：
Block.php

    public function __construct(string $data, string $prevBlockHash)
    {
        $this->prevBlockHash = $prevBlockHash;
        $this->data = $data;
        $this->timestamp = time();
        $this->hash = $this->setHash();
    }

    public function setHash(): string
    {
        return hash('sha256', implode('', [$this->timestamp, $this->prevBlockHash, $this->data]));
    }

区块链

本质上，区块链就是一个有着特定结构的数据库，是一个有序，每一个块都连接到前一个块的链表。也就是说，区块按照插入的顺序进行存储，每个块都与前一个块相连。这样的结构，能够让我们快速地获取链上的最新块，并且高效地通过哈希来检索一个块。

有了区块，下面让我们来实现区块链。在基本原型阶段，我们用数组来存放区块结构。新建一个文件 BlockChain.php

<?php
namespace App\Services;

class BlockChain
{
    /**
     * @var Block[] $blocks
     */
    public $blocks;

    public function __construct(Block $block)
    {
        $this->blocks[] = $block;
    }

    // 加入一个块到区块链中
    public function addBlock(string $data)
    {
        $prevBlock = $this->blocks[count($this->blocks) - 1];
        $newBlock = new Block($data, $prevBlock->hash);
        $this->blocks[] = $newBlock;
    }
}

addBlock() 方法使我们有了向链中添加区块的能力，但是还没完，在添加区块以前，区块链中应该存在一个创世区块。

    // 初始化创世区块
    public static function NewGenesisBlock()
    {
        $block = new Block('Genesis Block', '');

        return new BlockChain($block);
    }

大功告成，下面让我们来测试一下！

$bc = BlockChain::NewGenesisBlock();
$bc->addBlock('i am 2 block');
$bc->addBlock('i am 3 block');
dd($bc->blocks);

结果如下：

array:3 [
  0 => App\Services\Block {#155
    +timestamp: 1587700797
    +data: "Genesis Block"
    +prevBlockHash: ""
    +hash: "e0ecf169c2ea5143743438fd91778ca6cdff1c870120c784f836650cfaaaff38"
  }
  1 => App\Services\Block {#153
    +timestamp: 1587700797
    +data: "i am 2 block"
    +prevBlockHash: "e0ecf169c2ea5143743438fd91778ca6cdff1c870120c784f836650cfaaaff38"
    +hash: "c33a37e9708a2871c6b03fd2f6468081edb4e96d911c7227ad84271d9c4f8b6d"
  }
  2 => App\Services\Block {#160
    +timestamp: 1587700797
    +data: "i am 3 block"
    +prevBlockHash: "c33a37e9708a2871c6b03fd2f6468081edb4e96d911c7227ad84271d9c4f8b6d"
    +hash: "de300a998179bfeeb3ea60be3f49e205f8552b8ab9d506a76d847f0ba9d93646"
  }
]

NICE！
至此，我们就完成了区块链基本原型的实现，就下来我们会尝试构建出工作量证明系统。

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