学习区块链之记录

前言，请自行安装最新 nodejs 环境

安装所需依赖

npm i bitcoinjs-lib 
 
npm i create-hash
 
npm i bip32
 
npm install ecpair tiny-secp256k1

生成私钥、公钥、WIF、地址

const bitcoin = require('bitcoinjs-lib');
// bitcoin -> mainnet, testnet -> testnet
const TestNet=bitcoin.networks.bitcoin;
const createHash = require('create-hash');
const { ECPairFactory } = require('ecpair');
const crypto = require('crypto');
// 导入tiny-secp256k1库,它提供了必要的椭圆曲线加密功能
const tinysecp = require('tiny-secp256k1');
//WIF编码
const wif=require('wif');
 
// 使用ECPairFactory创建ECPair API,传入tinysecp作为ECC库
const ECPair = ECPairFactory(tinysecp);
 
 
 
let keyPair=ECPair.makeRandom({network:TestNet});
 
//16进制表示的私钥和公钥
var private_key=keyPair.privateKey.toString('hex');
var public_key=keyPair.publicKey.toString('hex');
console.log('pri_key = '+private_key);
console.log('pub_key = '+public_key);
 
var encoded=wif.encode(0x80,Buffer.from(private_key,'hex'),false);
console.log('WIF编码 = '+encoded);
 
//利用公钥生成地址
const { address }=bitcoin.payments.p2pkh({pubkey:keyPair.publicKey});
console.log('address = '+address);

以上代码可能有点杂乱，看到一篇在 quicknode 的文档，比较规范 https://www.quicknode.com/guides/other-chains/bitcoin/how-to-create-a-bitcoin-address-using-bitcoinlibjs

找到有效 nonce 的过程确实可能很快，也可能很慢，这完全取决于运气。这种不可预测性是比特币工作量证明（Proof of Work）机制的核心，它确保了网络的安全性和去中心化特性。在实际的比特币网络中，由于难度极高，即使使用最先进的专用硬件，平均也需要大量的尝试才能找到有效的 nonce。

const bitcoin = require('bitcoinjs-lib');
const ECPairFactory = require('ecpair').default;
const ecc = require('tiny-secp256k1');
const fs = require('fs');
 
const ECPair = ECPairFactory(ecc);
const network = bitcoin.networks.testnet; // Otherwise, bitcoin = mainnet and regnet = local
 
async function createP2PKHwallet() {
    try {
        const keyPair = ECPair.makeRandom({ network: network });
        const { address } = bitcoin.payments.p2pkh({
          pubkey: keyPair.publicKey,
          network: network, //这里是network，不填写该参数则默认为主网
        });
        const privateKey = keyPair.toWIF()
 
        console.log(`| Public Address | ${address} |`)
        console.log(`| Private Key | ${privateKey} |`)
 
        const wallet = {
            address: address,
            privateKey: privateKey
        };
 
        const walletJSON = JSON.stringify(wallet, null, 4);
 
        fs.writeFileSync('wallet.json', walletJSON);
 
        console.log(`Wallet created and saved to wallet.json`);
    } catch (error) {
        console.log(error)
    }
}
 
createP2PKHwallet();

在这里说下，如果你想使用更少的代码来生成这些信息，你可以使用 http://cryptocoinjs.com/guide/getting-started/

安装

npm i coinkey

使用

var CoinKey = require('coinkey') //1.0.0
 
var ck = new CoinKey.createRandom()
 
console.log("Private Key (Wallet Import Format): " + ck.privateWif)
console.log("Private Key (Hex): " + ck.privateKey.toString('hex'))
console.log("Address: " + ck.publicAddress)

接下来是一个矿工接收到新的区块开始开始尝试计算出有效的 nonce 值的代码示例

const crypto = require('crypto');
 
class Block {
    constructor(previousHash, transactions, timestamp) {
        this.previousHash = previousHash;
        this.transactions = transactions;
        this.timestamp = timestamp;
        this.nonce = 0;
        this.merkleRoot = this.calculateMerkleRoot();
    }
 
    calculateMerkleRoot() {
        // 简化的 Merkle root 计算
        return crypto.createHash('sha256').update(this.transactions.join('')).digest('hex');
    }
 
    calculateHash() {
        const blockHeader = this.previousHash + this.merkleRoot + this.timestamp + this.nonce;
        return crypto.createHash('sha256').update(blockHeader).digest('hex');
    }
}
 
class Miner {
    constructor() {
        this.currentTransactions = [];
        this.difficulty = 4; // 目标难度：哈希前4位必须为0
    }
 
    receiveNewBlock(newBlock) {
        console.log(`收到新区块，哈希值: ${newBlock.calculateHash()}`);
        this.previousBlockHash = newBlock.calculateHash();
        this.currentTransactions = []; // 重置当前交易池
    }
 
    addTransaction(transaction) {
        this.currentTransactions.push(transaction);
    }
 
    mineBlock() {
        const timestamp = Math.floor(Date.now() / 1000);
        const newBlock = new Block(this.previousBlockHash, this.currentTransactions, timestamp);
         
        console.log("开始挖矿...");
        const startTime = Date.now();
        while (true) {
            const blockHash = newBlock.calculateHash();
            if (blockHash.startsWith('0'.repeat(this.difficulty))) {
                const endTime = Date.now();
                console.log(`找到有效的 nonce: ${newBlock.nonce}`);
                console.log(`新区块哈希: ${blockHash}`);
                console.log(`挖矿耗时: ${(endTime - startTime) / 1000} 秒`);
                return newBlock;
            }
            newBlock.nonce++;
        }
    }
}
 
// 使用示例
const miner = new Miner();
 
// 模拟接收新区块
const previousBlock = new Block("00000000000000", ["transaction1", "transaction2"], 1623456789);
miner.receiveNewBlock(previousBlock);
 
// 添加一些新交易
miner.addTransaction("Alice支付Bob 1 BTC");
miner.addTransaction("Charlie支付David 0.5 BTC");
 
// 开始挖矿
const minedBlock = miner.mineBlock();
 
console.log("挖矿完成！新区块信息：");
console.log(JSON.stringify(minedBlock, null, 2));

下面时关于以太坊区块链，先说一下和比特币两个的区别

以太坊和比特币作为两个最知名的区块链项目，有许多显著的区别。以下是它们最直观和重要的一些区别：

主要目的：

比特币：主要设计为一种去中心化的数字货币系统。

以太坊：设计为一个去中心化的应用平台，支持智能合约和去中心化应用（DApps）。

智能合约：

比特币：有限的脚本支持，主要用于简单的交易逻辑。

以太坊：完全支持图灵完备的智能合约，允许复杂的程序逻辑。

代币创建：

比特币：主要只有比特币一种原生代币。

以太坊：允许轻松创建和部署新的代币（如ERC-20代币）。

交易速度：

比特币：平均每10分钟生成一个新区块。

以太坊：平均每12-14秒生成一个新区块。

挖矿算法：

比特币：使用SHA-256算法。

以太坊：目前使用Ethash算法，但正在向权益证明（PoS）过渡。

总供应量：

比特币：固定上限2100万个。

以太坊：没有固定上限，但有通胀控制机制。

编程语言：

比特币：使用一种简单的脚本语言。

以太坊：使用Solidity等高级编程语言来编写智能合约。

账户系统：

比特币：使用UTXO（未花费交易输出）模型。

以太坊：使用账户余额模型。

区块大小：

比特币：有固定的区块大小限制。

以太坊：使用燃料（Gas）机制来限制区块容量。

应用生态系统：

比特币：主要聚焦于支付和价值存储。

以太坊：拥有丰富的DApp生态系统，包括DeFi、NFT等。

共识机制发展：

比特币：保持工作量证明（PoW）。

以太坊：正在从PoW过渡到PoS（以太坊2.0）。

代码更新频率：

比特币：相对保守，更新较少。

以太坊：更频繁地进行协议升级和改进。

货币单位：

比特币：使用BTC，最小单位是聪（Satoshi）。

以太坊：使用ETH，最小单位是Wei。

下面演示生成私钥、公钥、钱包地址，当然有更简单的库 https://www.quicknode.com/guides/ethereum-development/wallets/how-to-generate-a-new-ethereum-address-in-javascript

npm i randombytes
npm i ethereumjs-util

const 
    randomBytes = require('randombytes');
    ethUtil = require('ethereumjs-util');

// 生成256bit的随机数作为私钥:
let priKey = randomBytes(32).toString('hex');
// 计算公钥(非压缩格式):
let pubKey = ethUtil.privateToPublic(Buffer.from(priKey, 'hex')).toString('hex');
// 计算地址:
let addr = ethUtil.pubToAddress(Buffer.from(pubKey, 'hex')).toString('hex');

console.log('Private key: 0x' + priKey);
console.log('Public key: 0x' + pubKey);
console.log('Address: 0x' + addr);