從零開始構建一個區塊鏈(三)： API
一、挖礦獎勵
在開始改造我們的程式碼之前，我們先來看一下什麼是挖礦獎勵。
上一篇專欄講解了挖礦的原理並且實現了POW演算法，可是伺服器為什麼願意去耗費自己的CPU資源來打包區塊呢？答案就是挖礦時有一個獎勵機制。礦工在打包一個時間段的交易後，會在區塊的第一筆交易的位置建立一筆新的交易。這筆交易沒有傳送人，接收人可以設為任何人（一般就是自己啦），獎勵的數額是多少呢？目前比特幣中是12。5個BTC。這筆獎勵交易是由系統保證的，可以透過任何一個其他節點的驗證。
這裡面幾個問題。首先是獎勵金額的問題。比特幣剛開始發行時，每個區塊的獎勵是50BTC，其後每隔四年時間減半，今年剛剛減半到12。5個了。另外一個是礦工能否建立多比獎勵交易或者加大獎勵金額？礦工當然可以這麼幹，但是這麼做以後廣播出去的區塊是無法透過其它節點驗證的，因此其他節點收到區塊後會丟棄該區塊，而該區塊最終也不會被新增到
區塊鏈
中。
二、程式碼重構
為了把我們當前的程式碼改造成適合透過API對外提供的形式，我們需要做幾個處理：
1。 在Blockchain類中新增屬性currentTransactions，由於收集最新交易，並且準備打包到
下一個
區塊中。
constructor（） {
this。chain = ［this。createGenesisBlock（）］；
this。difficulty = 3；
this。currentTransactions = ［］；
}
2。 把Block類中的addNewTransaction方法移到Blockchain類裡。
3。 把Block類和Blockchain類export出去，重新命名app。js為
blockchain。js
。
最後的blockchain。js應該為：
const SHA256 = require（‘
crypto-js
/sha256’）；
class Block {
constructor（index， timestamp） {
this。index = index；
this。timestamp = timestamp；
this。transactions = ［］；
this。previousHash = ‘’；
this。hash = this。calculateHash（）；
this。nonce = 0；
}
calculateHash（） {
return SHA256（this。index + this。previousHash + this。timestamp + JSON。stringify（this。transactions） + this。nonce）。toString（）；
}
mineBlock（difficulty） {
console。log（`Mining block ${this。index}`）；
while （this。hash。substring（0， difficulty） ！== Array（difficulty + 1）。join（“0”）） {
this。nonce++；
this。hash = this。calculateHash（）；
}
console。log
（“BLOCK MINED： ” + this。hash）；
}
getTransactions（） {
return this。transactions；
}
}
class Blockchain {
constructor（） {
this。chain = ［this。createGenesisBlock（）］；
this。difficulty = 3；
this。currentTransactions = ［］；
}
addNewTransaction（sender， recipient， amount） {
this。currentTransactions。push（{
sender，
recipient，
amount
}）
}
createGenesisBlock（） {
const genesisBlock = new Block（0， “01/10/2017”）；
genesisBlock。previousHash = ‘0’；
genesisBlock。transactions。push（{
sender： ‘Leo’，
recipient： ‘Janice’，
amount： 520
}）
return genesisBlock；
}
getLatestBlock（） {
return this。chain［this。chain。length - 1］；
}
addBlock（newBlock） {
newBlock。previousHash = this。getLatestBlock（）。hash；
newBlock。mineBlock（this。difficulty）；
this。chain。push（newBlock）；
}
isChainValid（） {
for （let i = 1； i < this。chain。length； i++）{
const currentBlock = this。chain［i］；
const previousBlock = this。chain［i - 1］；
if（currentBlock。hash ！== currentBlock。calculateHash（））{
return false；
}
if（currentBlock。previousHash ！== previousBlock。hash）{
return false；
}
}
return true；
}
}
module。exports = {
Block，
Blockchain
}
注意上面順便修改了Blockchain裡的
方法createGenesisBloc
k的程式碼。
三、 使用Express提供API服務
為了能夠提供API服務，這裡我們採用Node。js中最流行的Express框架，對外提供三個介面：
/transactions/new 新增新的交易，格式為JSON；
/mine 打包目前的交易到新的區塊
/chain 返回當前的區塊鏈
基礎程式碼如下：
const express = require（‘express’）；
const uuidv4 = require（‘uuid/v4’）；
const Blockchain = require（‘。/blockchain’）。Blockchain；
const port = process。env。PORT || 3000；
const app = express（）；
const nodeIdentifier = uuidv4（）；
const testCoin = new Blockchain（）；
app。get（‘/mine’， （req， res） => {
res。send（“We‘ll mine a new block。”）；
}）；
app。post（’/transactions/new‘， （req， res） => {
res。send（“We’ll add a new transaction。”）
}）；
app。get（‘/chain’， （req， res） => {
const response = {
chain： testCoin。chain，
length： testCoin。chain。length
}
res。send（response）；
}）
app。listen（port， （） => {
console。log（`Server is up on port ${port}`）；
}）；
下面我們完善路由‘/mine’以及‘/transactions/new’，並新增一些日誌的功能（非必需）。
先來看路由/transactions/new，在這個介面中，我們接受一個JSON格式的交易，內容為
{
“sender”： “my address”，
“recipient”： “someone else‘s address”，
“amount”： 5
}
然後把該交易新增到當前區塊鏈的currentTransactions中。這裡會利用到
body-parser
模組，最後的程式碼為：
const bodyParser = require（“body-parser”）；
const jsonParser = bodyParser。json（）；
app。post（’/transactions/new‘， jsonParser， （req， res） => {
const newTransaction = req。body；
testCoin。addNewTransaction（newTransaction）
res。send（`The transaction ${JSON。stringify（newTransaction）} is successfully added to the blockchain。`）；
}）；
接下來是路由/mine。該介面實現的功能是收集當前未被打包的交易，打包到一個新的區塊中；新增獎勵交易（這裡設定為50，接收地址為uuid）；進行符合難度要求的挖礦，返回新區塊資訊。程式碼實現如下：
app。get（’/mine‘， （req， res） => {
const latestBlockIndex = testCoin。chain。length；
const newBlock = new Block（latestBlockIndex， new Date（）。toString（））；
newBlock。transactions = testCoin。currentTransactions；
// Get a reward for mining
the new block
newBlock。transactions。unshift（{
sender： ’0‘，
recipient： nodeIdentifier，
amount： 50
}）
testCoin。addBlock（newBlock）；
testCoin。currentTransactions = ［］；
res。send（`Mined new block ${JSON。stringify（newBlock， undefined， 2）}`）；
}）；
至此程式碼基本完成，最後我們新增一個記錄日誌的中介軟體
app。use（（req， res， next） => {
var now = new Date（）。toString（）；
var log = `${now}： ${req。method} ${req。url}`；
console。log（log）；
fs。appendFile（’server。log‘， log + ’\n‘， （err） => {
if （err） console。log（err）；
}）；
next（）；
}）
完整程式碼請參考Github liangpeili/testcoin
四、 測試API
使用node server。js啟動應用，我們使用Postman來對當前的API進行測試。
在啟動應用後，當前區塊鏈應該只有一個創世區塊，我們使用/chain來獲取當前區塊鏈資訊；
可以看到當前區塊鏈只有一個區塊。那怎麼新增新的交易呢？我們使用以下方式：
把交易以JSON的形式新增到請求的body中，應該會返回以下結果：
接下來我們可以進行挖礦了：把當前的交易打包到新的區塊，並給自己分配獎勵。這次我們使用/mine介面。
返回結果如下：
可以看到交易已經被打包到新的區塊中了。新的區塊中包含一筆獎勵交易，難度也符合要求（連續3個0）。
至此三個介面全部工作正常，我們也可以繼續新增交易、挖礦，一直進行下去。
有人會問：如果不新增交易是否可以挖礦呢？答案是Yes！一般在一個區塊鏈專案的早期，交易的數量可能一天也沒有幾筆。但是挖礦的工作是要一直進行下去的，只不過每個區塊除了獎勵交易再沒有其他了，這種區塊一般被成為“空塊”。在我們這裡也可以實現，不新增交易，直接呼叫mine介面：
此時再檢視區塊鏈資訊，就可以看到剛剛的兩個區塊了。
參考：
https：//
hackernoon。com/learn-bl
ockchains-by-building-one-117428612f46
