Java语言实现区块链（四）
一、签名和校验
比特币通过对交易进行签名和校验，保证交易的安全性。
下图展示了数据签名和交易的过程。
签名过程：
1）使用哈希算法对数据文件进行加密处理，得到一个哈希值；
2）使用私钥对哈希值进行加密，生成数字签名；
3）最后把数据文件和数字签名一起发送给对方；
校验过程：
1）对方接收到数据文件和数字签名之后，首先使用相同的哈希算法对数据文件进行加密处理，得到一个哈希值；
2）使用公钥对数字签名进行解密，得到解密后的哈希；
3）将1和2得到的哈希值进行比较，如果相等代表验证通过；
二、添加交易功能
（1）定义和初始化钱包
// 钱包
public class Wallet {// 钱包私钥public PrivateKey privateKey;// 钱包公钥public PublicKey publicKey;// 用户名字，创建钱包时候传入private String name;public Wallet(String name) {this.name = name;// 判断私钥和公钥是否存在，如果不存在，则创建它们File priKeyFile = new File(name + ".pri");File pubKeyFile = new File(name + ".pub");if (!priKeyFile.exists() || priKeyFile.length() == 0|| !pubKeyFile.exists() || pubKeyFile.length() == 0) {RSAUtils.generateKeysJS("RSA", name + ".pri", name + ".pub");}}
}
（2）定义交易
// 交易
public class Transaction {// 付款方公钥public String senderPublicKey;// 收款方公钥public String receiverPublicKey;// 金额public String content;// 签名public String signaturedData;public Transaction() {}public Transaction(String senderPublicKey, String receiverPublicKey, String content, String signaturedData) {this.senderPublicKey = senderPublicKey;this.receiverPublicKey = receiverPublicKey;this.content = content;this.signaturedData = signaturedData;}...
}（3）在Wallet中提供创建交易的方法。
// 转账
// 参数一：接收方的公钥
// 参数二：交易数据
public Transaction sendMoney(String receiverPublicKey, String content) {// 生成签名String signature = RSAUtils.getSignature("SHA256withRSA", privateKey, content);// 把publicKey对象转换成字符串String senderPublicKey = Base64.encode(publicKey.getEncoded());// 创建并返回交易return new Transaction(senderPublicKey, receiverPublicKey, content, signature);
}（4）在Transaction中定义校验交易的方法。
// 校验交易的方法
public boolean verify() {PublicKey publicKey = RSAUtils.getPublicKeyFromString("RSA", senderPublicKey);return RSAUtils.verifyDataJS("SHA256withRSA", publicKey, content, signaturedData);
}（5）在客户端生成私钥。
第一步：添加发送方的私钥和公钥（数字签名和认证），以及接收方公钥（对方钱包地址）的输入框；
注意：赋值内容到textarea输入框时候，标签之间不要有空格和换行。因为空格和换行都要导致哈希运算的结果不正确。
第二步：修改addBlock方法，在该方法中生成私钥，并发送给后台处理。
// 创建普通区块
function addBlock() {// 发送方私钥var senderPrivateKey = $("#senderPrivateKey").val();// 发送方公钥var senderPublicKey = $("#senderPublicKey").val();// 接收方公钥var receiverPublicKey = $("#receiverPublicKey").val();// 获取用户输入的内容var content = $("#content").val();//-------------------- 生成签名信息 -----------------// 获取私钥var prvKey = KEYUTIL.getKey(senderPrivateKey);// 指定算法var sig = new KJUR.crypto.Signature({"alg": "SHA256withRSA"});// 初始化私钥sig.init(prvKey);// 传入原文sig.updateString(content)// 生成签名var sigValueHex = sig.sign()console.log(sigValueHex);//----------------------------------------------------// 显示进度条loading.baosight.showPageLoadingMsg(false);// 发起请求$.post("addBlock", {senderPublicKey: senderPublicKey,receiverPublicKey: receiverPublicKey,content: content,signaturedData: sigValueHex}, function(data) {// 展示操作结果$("#result").html(data)// 展示最新数据showList();// 清空输入框$("#content").val("");// 隐藏进度条loading.baosight.hidePageLoadingMsg();});
}（6）修改BlockController的addBlock方法，把方法参数改为Transaction对象，并且添加签名校验。
@RequestMapping(value = "/addBlock", method = RequestMethod.POST)
//public String addBlock(String content) {
public String addBlock(Transaction tx) {try {//noteBook.addBlock(content);//System.out.println(tx);if (tx.verify()) {// 把Transaction对象转换成字符串ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();String txInfo = objectMapper.writeValueAsString(tx);// 执行添加操作noteBook.addBlock(txInfo);return "添加区块成功！";} else {throw new RuntimeException("交易数据校验失败！");}} catch (Exception e) {return "添加失败：" + e.getMessage();}
}
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