TypeScript) 블록체인 만들기

1. 블록체인

• 데이터 블록들이 서로 연결되어 체인 형태를 이루는 구조

• 각 블록은 이전 블록의 해시 값을 포함하여 데이터의 무결성을 보장

2. 디자인하기

• 인터페이스 사용
• 블록이 가져야 할 속성을 정의
• 클래스가 이 인터페이스를 구현하도록 하여 일관된 구조를 유지하도록 강제함

interface BlockShape {
    hash: string;
    prevHash:string;
    height: number;
    data: string;
}

class Block implements BlockShape {
    constructor(
        public prevHash:string,
        public height: number,
        public data:string
    ) {}
}

3. 해시

• 데이터의 고유한 서명을 생성

• 데이터가 변경되면 해시 값도 변경되어 데이터 무결성 보장

• 초기화가 필요함

interface BlockShape {
    hash: string;
    prevHash:string;
    height: number;
    data: string;
}

class Block implements BlockShape {
    public hash: string;
    constructor(
        public prevHash:string,
        public height: number,
        public data:string
    ) {}
}

4. crypto 모듈 사용하기

• ‘crypto’ import 하는 방법

- * as 

import * as crypto from "crypto";

interface BlockShape {
    hash: string;
    prevHash:string;
    height: number;
    data: string;
}

class Block implements BlockShape {
    public hash: string;
    constructor(
        public prevHash:string,
        public height: number,
        public data:string
    ) {
        this.hash = Block.calculateHash(prevHash, height, data);
    }
    static calculateHash(prevHash:string, height: number, data:string) {
        const toHash = `${prevHash}${height}${data}`;
    }
}

• CommonJS 모듈을 ECMAScript 모듈처럼 다룰 수 있게 되어 두 시스템 간의 호환성이 향상됨

{
  "include": ["src", "src/myPackage.js"], 
  "compilerOptions": {
      "outDir": "build", 
      "target": "ES6",
      "lib": ["ES6"], 
      "strict": true,
      "esModuleInterop": true,
      "module": "CommonJS" // 브라우저 앱 -> umd
  }
}

import crypto from "crypto";

5. 타입 정의 패키지 설치

• Node.js 및 기타 패키지의 타입 정의를 설치하여 TypeScript에서 정확한 타입 검사를 지원

• Node.js의 내장 모듈들에 대한 TypeScript 타입 정의를 제공
• Node.js에서 제공하는 다양한 기능(예: crypto, fs, http, 등)에 대해 TypeScript가 타입 검사를 수행할 수 있도록 해줌

npm i -D @types/node

• Axon이라는 패키지의 TypeScript 타입 정의를 제공
• 이 패키지의 타입 정보를 TypeScript에 제공하여 코드의 타입 안정성을 높임
• Axon 패키지를 사용하는 코드에서 TypeScript의 타입 검사를 활성화하여 코드 품질을 향상시킴

npm i -D @types/axon

• Express.js 프레임워크의 TypeScript 타입 정의를 제공
• Express.js를 사용하는 서버 애플리케이션에서 TypeScript가 올바른 타입 검사를 수행할 수 있게 해줌
• xpress의 라우터, 미들웨어, 요청 및 응답 객체에 대한 타입 정보를 제공하여 개발자가 타입 관련 오류를 미리 방지할 수 있음

npm i -D @types/express

6. 블록 생성과 해시 값 계산

• 블록을 생성하면서 데이터의 해시 값을 계산하고 블록의 hash에 저장

import crypto from "crypto"; // Node.js의 crypto 모듈을 임포트하여 해시를 생성

// 블록의 구조를 정의하는 인터페이스
interface BlockShape {
    hash: string;       // 블록의 해시 값
    prevHash: string;  // 이전 블록의 해시 값
    height: number;    // 블록의 높이 (블록체인에서의 위치)
    data: string;      // 블록에 저장된 데이터
}

// BlockShape 인터페이스를 구현하며 블록을 정의
class Block implements BlockShape {
    public hash: string; // 블록의 해시 값을 저장하는 속성

    // 블록을 생성할 때 호출되며, 블록의 속성을 초기화
    constructor(
        public prevHash: string, // 이전 블록의 해시 값
        public height: number,   // 블록의 높이
        public data: string      // 블록에 저장된 데이터
    ) {
        // 블록 생성 시 해시 값을 계산하여 설정
        this.hash = Block.calculateHash(prevHash, height, data);
    }

    // 정적 메서드: 블록의 해시 값을 계산(클래스 인스턴스와 무관하게 사용)
    static calculateHash(prevHash: string, height: number, data: string) {
        // 블록의 해시를 생성하기 위한 문자열 생성
        const toHash = `${prevHash}${height}${data}`;
        // SHA-256 해시를 계산하고, 결과를 16진수 문자열로 반환
        return crypto.createHash("sha256").update(toHash).digest("hex");
    }
}

import crypto from "crypto"; // Node.js의 crypto 모듈을 임포트하여 해시를 생성

// 블록의 구조를 정의하는 인터페이스
interface BlockShape {
    hash: string;       // 블록의 해시 값
    prevHash: string;  // 이전 블록의 해시 값
    height: number;    // 블록의 높이 (블록체인에서의 위치)
    data: string;      // 블록에 저장된 데이터
}

// BlockShape 인터페이스를 구현하며 블록을 정의
class Block implements BlockShape {
    public hash: string; // 블록의 해시 값을 저장하는 속성

    // 블록을 생성할 때 호출되며, 블록의 속성을 초기화
    constructor(
        public prevHash: string, // 이전 블록의 해시 값
        public height: number,   // 블록의 높이
        public data: string      // 블록에 저장된 데이터
    ) {
        // 블록 생성 시 해시 값을 계산하여 설정
        this.hash = Block.calculateHash(prevHash, height, data);
    }

    // 정적 메서드: 블록의 해시 값을 계산(클래스 인스턴스와 무관하게 사용)
    static calculateHash(prevHash: string, height: number, data: string) {
        // 블록의 해시를 생성하기 위한 문자열 생성
        const toHash = `${prevHash}${height}${data}`;
        // SHA-256 해시를 계산하고, 결과를 16진수 문자열로 반환
        return crypto.createHash("sha256").update(toHash).digest("hex");
    }
}

// 블록체인을 정의하는 클래스
class Blockchain {
    private blocks: Block[]; // 블록체인에 포함된 블록들을 저장하는 배열

    // 블록체인 인스턴스 생성
    constructor() {
        this.blocks = []; // 초기에는 블록이 없는 빈 배열
        // 첫 번째 블록(제네시스 블록)을 추가할 수 있음
        this.addBlock("제네시스 블록");
    }

    // 가장 최근 블록의 해시 값을 반환
    private getPrevHash() {
        if (this.blocks.length === 0) return ""; // 블록이 없으면 빈 문자열 반환
        return this.blocks[this.blocks.length - 1].hash; // 마지막 블록의 해시 반환
    }

    // 블록체인에 새 블록을 추가
    public addBlock(data: string) {
        // 새로운 블록 생성: 이전 블록의 해시, 현재 블록의 높이, 데이터를 인자로 전달
        const newBlock = new Block(this.getPrevHash(), this.blocks.length + 1, data);
        this.blocks.push(newBlock); // 새 블록을 블록체인 배열에 추가
    }

    // 블록체인에 포함된 모든 블록을 반환
    public getBlocks() {
        return this.blocks;
    }
}

// 블록체인 인스턴스 생성
const blockchain = new Blockchain();

// 블록 추가
blockchain.addBlock("첫 번째 블록 데이터");
blockchain.addBlock("두 번째 블록 데이터");
blockchain.addBlock("세 번째 블록 데이터");

// 블록체인에 포함된 블록 출력
console.log(blockchain.getBlocks());

7. 보안 문제

• 블록을 추가할 때 아무런 권한 검증이 없기에 누구든지 블록을 추가할 수 있음

• 블록을 리턴할 때 this.blocks를 리턴하기에 getBlocks()로 배열에 접근이 가능함

• 새로운 블록을 배열에 추가하거나 기존 해시값이나 높이, 데이터를 조작할 수 있음

• this.blocks 리턴 대신 새로운 배열을 리턴 하기

import crypto from "crypto"; // Node.js의 crypto 모듈을 임포트하여 해시를 생성

// 블록의 구조를 정의하는 인터페이스
interface BlockShape {
    hash: string;       // 블록의 해시 값
    prevHash: string;  // 이전 블록의 해시 값
    height: number;    // 블록의 높이 (블록체인에서의 위치)
    data: string;      // 블록에 저장된 데이터
}

// BlockShape 인터페이스를 구현하며 블록을 정의
class Block implements BlockShape {
    public hash: string; // 블록의 해시 값을 저장하는 속성

    // 블록을 생성할 때 호출되며, 블록의 속성을 초기화
    constructor(
        public prevHash: string, // 이전 블록의 해시 값
        public height: number,   // 블록의 높이
        public data: string      // 블록에 저장된 데이터
    ) {
        // 블록 생성 시 해시 값을 계산하여 설정
        this.hash = Block.calculateHash(prevHash, height, data);
    }

    // 정적 메서드: 블록의 해시 값을 계산(클래스 인스턴스와 무관하게 사용)
    static calculateHash(prevHash: string, height: number, data: string) {
        // 블록의 해시를 생성하기 위한 문자열 생성
        const toHash = `${prevHash}${height}${data}`;
        // SHA-256 해시를 계산하고, 결과를 16진수 문자열로 반환
        return crypto.createHash("sha256").update(toHash).digest("hex");
    }
}

// 블록체인을 정의하는 클래스
class Blockchain {
    private blocks: Block[]; // 블록체인에 포함된 블록들을 저장하는 배열

    // 블록체인 인스턴스 생성
    constructor() {
        this.blocks = []; // 초기에는 블록이 없는 빈 배열
        // 첫 번째 블록(제네시스 블록)을 추가할 수 있음
        this.addBlock("제네시스 블록");
    }

    // 가장 최근 블록의 해시 값을 반환
    private getPrevHash() {
        if (this.blocks.length === 0) return ""; // 블록이 없으면 빈 문자열 반환
        return this.blocks[this.blocks.length - 1].hash; // 마지막 블록의 해시 반환
    }

    // 블록체인에 새 블록을 추가
    public addBlock(data: string) {
        // 새로운 블록 생성: 이전 블록의 해시, 현재 블록의 높이, 데이터를 인자로 전달
        const newBlock = new Block(this.getPrevHash(), this.blocks.length + 1, data);
        this.blocks.push(newBlock); // 새 블록을 블록체인 배열에 추가
    }

    // 블록체인에 포함된 모든 블록을 새 배열로 반환
    public getBlocks() {
        return [...this.blocks]; 
    }
}

// 블록체인 인스턴스 생성
const blockchain = new Blockchain();

// 블록 추가
blockchain.addBlock("첫 번째 블록 데이터");
blockchain.addBlock("두 번째 블록 데이터");
blockchain.addBlock("세 번째 블록 데이터");

blockchain.getBlocks().push(new Block("xxxx", 1111, "hacking???"));

// 블록체인에 포함된 블록 출력
console.log(blockchain.getBlocks());