欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

区块链java代码实现

程序员文章站 2023-12-13 12:07:16
概述 merkletree被广泛的应用在比特币技术中,本文旨在通过代码实现一个简单的merkletree,并计算出merkle tree的 treeroot。 mer...

概述

merkletree被广泛的应用在比特币技术中,本文旨在通过代码实现一个简单的merkletree,并计算出merkle tree的 treeroot。
merkle tree 是一种数据结构,用于验证在计算机之间和之间存储,处理和传输的任何类型的数据。
目前,merkle树的主要用途是确保从对等网络中接收的数据块未受损和未改变,和检查其他对等网络没有撒谎发送假数据块。

区块链java代码实现

merkle tree应用举例

比特币

gita

mazon's dynamo

gassandra

比特币中的应用

比特币中每个块中都包含了所有交易的集合签名,这个签名就是用merkle tree实现的,merkle树用于比特币以汇总块中的所有事务,产生整个事务集合的整体数字指纹,提供非常有效的过程来验证事务是否包括在块中。

区块链java代码实现 

merkle树一个很重要的用处是检查块中是否包含指定的交易,merkle树是通过递归哈希节点对来构造的,直到只有一个哈希。

区块链java代码实现

merkle tree 代码实现

哈希树的跟节点称为merkle根,merkle树可以仅用log2(n)的时间复杂度检查任何一个数据元素是否包含在树中:

package test;
import java.security.messagedigest;
import java.util.arraylist;
import java.util.list;
public class merkletrees {
  // transaction list
  list<string> txlist;
  // merkle root
  string root;

  /**
  * constructor
  * @param txlist transaction list 交易list
  */
  public merkletrees(list<string> txlist) {
  this.txlist = txlist;
  root = "";
  }

  /**
  * execute merkle_tree and set root.
  */
  public void merkle_tree() {

  list<string> temptxlist = new arraylist<string>();

  for (int i = 0; i < this.txlist.size(); i++) {
   temptxlist.add(this.txlist.get(i));
  }

  list<string> newtxlist = getnewtxlist(temptxlist);

  while (newtxlist.size() != 1) {
   newtxlist = getnewtxlist(newtxlist);
  }

  this.root = newtxlist.get(0);
  }

  /**
  * return node hash list.
  * @param temptxlist
  * @return
  */
  private list<string> getnewtxlist(list<string> temptxlist) {

  list<string> newtxlist = new arraylist<string>();
  int index = 0;
  while (index < temptxlist.size()) {
   // left
   string left = temptxlist.get(index);
   index++;
   // right
   string right = "";
   if (index != temptxlist.size()) {
   right = temptxlist.get(index);
   }
   // sha2 hex value
   string sha2hexvalue = getsha2hexvalue(left + right);
   newtxlist.add(sha2hexvalue);
   index++;

  }

  return newtxlist;
  }

  /**
  * return hex string
  * @param str
  * @return
  */
  public string getsha2hexvalue(string str) {
   byte[] cipher_byte;
   try{
    messagedigest md = messagedigest.getinstance("sha-256");
    md.update(str.getbytes());
    cipher_byte = md.digest();
    stringbuilder sb = new stringbuilder(2 * cipher_byte.length);
    for(byte b: cipher_byte) {
     sb.append(string.format("%02x", b&0xff) );
    }
    return sb.tostring();
   } catch (exception e) {
     e.printstacktrace();
   }

   return "";
  }

  /**
  * get root
  * @return
  */
  public string getroot() {
  return this.root;
  }

 }

数据准备

我们将交易的数据,放入到list中:

list<string> temptxlist = new arraylist<string>();
temptxlist.add("a");
temptxlist.add("b");
temptxlist.add("c");
temptxlist.add("d");
temptxlist.add("e");

实现过程

准备交易数据
计算出每个数据的hash值,从左到右逐步组成树的左右节点
执行循环知道最后只剩下一个数据

区块链java代码实现

private list<string> getnewtxlist(list<string> temptxlist) {
 list<string> newtxlist = new arraylist<string>();
 int index = 0;
 while (index < temptxlist.size()) {
  // left
  string left = temptxlist.get(index);
  index++;
  // right
  string right = "";
  if (index != temptxlist.size()) {
   right = temptxlist.get(index);
  }
  // sha2 hex value
  string sha2hexvalue = getsha2hexvalue(left + right);
  newtxlist.add(sha2hexvalue);
  index++;
 }


测试

package test;
import java.util.arraylist;
import java.util.list;
public class app {
   public static void main(string [] args) {
    list<string> temptxlist = new arraylist<string>();
    temptxlist.add("a");
    temptxlist.add("b");
    temptxlist.add("c");
    temptxlist.add("d");
    temptxlist.add("e");

    merkletrees merkletrees = new merkletrees(temptxlist);
    merkletrees.merkle_tree();
    system.out.println("root : " + merkletrees.getroot());
   }
  }


执行结果

区块链java代码实现

本文从简单二叉树的形式实现了简单的merkletree,计算出treeroot,但是实际上的的merkletree不拘谨与二叉树还可能是多叉树。

本文90%来着于翻译,

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

上一篇:

下一篇: