用 C# 实现一个简单的区块链

如今，我们经常在各种场合听到“区块链”这个词。虽然它听起来像是一个难以理解的复杂概念，但实际上却非常简单易行。

那么，区块链究竟是什么？大多数人会将其与加密货币联系起来，但重要的是要理解，区块链本身就是一项独立的技术。它是一项革命性的技术，彻底改变了我们存储信息的方式。想象一下，有一本书记录着小镇上发生的每一件事。每当发生一件新事，我们就把它记在书上。然而，我们并非只有一本书，而是制作多份副本，分发给镇上的许多人，每个人都持有自己的副本。有趣的是：每当发生一件新事，所有持有副本的人都会验证信息的准确性。如果他们一致认为属实，就会将新信息添加到自己的副本中。由于每个人都拥有自己的副本，因此几乎不可能有人作弊或撒谎，因为其他人会发现并提出异议。这正是区块链技术的工作原理。我们不再使用纸质书籍，而是使用数字账本来记录交易；我们也不再依靠人，而是依靠遍布全球的计算机来存储账本副本。每当发生新的交易时，所有计算机都会验证其合法性。如果他们同意，他们会将新交易添加到他们的账簿副本中，这样一来，任何人就很难作弊或欺骗，因为其他人会注意到并拒绝它。

从技术角度来说，区块链是一种分布式、去中心化的数字账本，用于记录跨多台计算机的交易。在区块链中，每个区块都包含前一个区块的加密哈希值、时间戳以及交易信息。

现在让我们开始构建简单的区块链。以下是您需要遵循的步骤：

设置开发环境。要使用 C# 构建区块链应用程序，您的系统需要安装 .NET Core 框架。安装框架后，在 Visual Studio 中创建一个新的 C# 控制台应用程序项目。

创建区块。区块链中的一个区块包含交易数据、时间戳以及前一个区块的哈希值。我们用哈希值来表示一个区块。生成区块的哈希值称为“挖矿”。在 C# 中，我们可以将区块定义为一个具有以下属性的类：

public class Block
{
  public int Index { get; set; }. 
  public DateTime Timestamp { get; set; }
  public string Data { get; set; }
  public string PreviousHash { get; set; }
  public string Hash { get; set; }
}

要生成哈希值，我们需要创建一个函数，该函数以区块数据和前一个哈希值作为输入，并输出该区块的哈希值。在 C# 中，我们可以使用 SHA256 哈希算法来生成区块的哈希值。以下是在 C# 中生成哈希值的示例：

public static string CalculateHash(Block block)
{
    string data = 
        $"{block.Index}{block.Timestamp}{block.Data}{block.PreviousHash}";

    using (SHA256 sha256 = SHA256.Create())
    {
        byte[] hashData = sha256.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(data));
        return Convert.ToBase64String(hashData);
    }
}

构建区块链。现在我们有了区块和生成哈希值的方法，就可以开始构建区块链了。区块链是由一系列区块组成的链，每个区块都指向前一个区块。在 C# 中，我们可以将区块链创建为一个区块列表：

public class Blockchain { private List _chain = new List<Block>() };

public void AddBlock(Block block)
{
    if (_chain.Any())
    {
        block.PreviousHash = _chain.Last().Hash;
        block.Index = _chain.Last().Index + 1;
    }
    block.Hash = CalculateHash(block);
    _chain.Add(block);
}

构建区块链之后，我们可以通过向区块链中添加一些区块，并检查每个区块的哈希值是否与前一个区块的哈希值匹配来验证它。

这是一个简短的示例，旨在帮助您理解区块链应用在代码中的概念。我们创建了一个新的区块链实例，并向其中添加了三个区块。然后，我们遍历区块链中的每个区块，并打印出其详细信息。我们还通过比较区块的哈希值与前一个区块的哈希值来检查该区块是否有效。在下一篇文章中，我们将深入探讨每个概念。