区块链技术的 ABAP 模拟实现

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汪子熙 发表于 2023/12/01 20:15:55 2023/12/01
【摘要】 思路本文这段ABAP代码是一个简单的区块链(Blockchain)模拟实现,主要用于演示和理解区块链的基本概念。下面将逐行解释该代码的主要功能和实现逻辑。报表声明:REPORT zblockchain.这是ABAP报表的声明,用于创建一个独立的ABAP报表程序。参数声明:PARAMETERS: diffle TYPE char5 default '00000', no...

思路

本文这段ABAP代码是一个简单的区块链(Blockchain)模拟实现,主要用于演示和理解区块链的基本概念。下面将逐行解释该代码的主要功能和实现逻辑。

  1. 报表声明:

    REPORT zblockchain.
    

    这是ABAP报表的声明,用于创建一个独立的ABAP报表程序。

  2. 参数声明:

    PARAMETERS: diffle TYPE char5 default '00000',
                noblock TYPE i DEFAULT 2.
    

    这里声明了两个输入参数,diffle 是一个长度为5的字符型参数,noblock 是一个整数参数,用于控制生成区块链的区块数量和工作量。

  3. 数据声明:

    DATA: blockdata TYPE zcl_abap_blockchain_tool=>tt_block,
          blockdataline LIKE LINE OF blockdata,
          timestamp TYPE timestampl,
          combineddata TYPE string,
          prevblockdata LIKE LINE OF blockdata,
          nonce TYPE i VALUE 1,
          noncestring TYPE string,
          flag TYPE c,
          difflength TYPE i,
          gethash TYPE REF TO cl_abap_message_digest.
    

    这些语句声明了用于存储区块链数据、时间戳、工作量证明(nonce)、以及其他辅助变量的数据结构。

  4. 初始区块的创建:

    blockdataline-index = 0.
    blockdataline-data = 'Jerry first Genesis block'.
    blockdataline-phash = '000000'.
    GET TIME STAMP FIELD timestamp.
    blockdataline-timestamp = timestamp.
    blockdataline-nonce = 0.
    

    这些语句用于创建区块链的初始区块,通常称为“创世区块”。它设置了区块的索引、数据、前一个区块的哈希、时间戳等信息,并初始化工作量证明的 nonce。

  5. 计算初始区块的哈希:

    CONCATENATE blockdataline-index blockdataline-data blockdataline-phash blockdataline-timestamp blockdataline-nonce INTO combineddata.
    CALL METHOD cl_abap_message_digest=>calculate_hash_for_char
      EXPORTING
        if_algorithm = 'SHA1'
        if_data = combineddata
      IMPORTING
        ef_hashstring = blockdataline-chash.
    APPEND blockdataline TO blockdata.
    

    这段代码将区块的各个属性合并为一个字符串,然后使用 SHA-1 哈希算法计算这个字符串的哈希值,并将哈希值存储在 blockdataline-chash 中。最后,创世区块被添加到 blockdata 中。

  6. 生成后续区块:

    noblock = noblock - 1.
    difflength = strlen( diffle ).
    DO noblock TIMES.
    

    这部分代码使用一个循环来生成更多的区块。noblock 参数控制要生成的区块数量。

  7. 设置新区块的属性:

    blockdataline-index = sy-tabix.
    CONCATENATE `Jerry's Block ` blockdataline-index INTO blockdataline-data SEPARATED BY '-'.
    READ TABLE blockdata INTO prevblockdata INDEX blockdataline-index.
    

    这段代码用于为新区块设置索引和数据,并尝试读取上一个区块的数据以获取前一个区块的哈希值。

  8. 计算工作量证明:

    GET TIME STAMP FIELD timestamp.
    blockdataline-timestamp = timestamp.
    WHILE flag EQ abap_false.
    

    接下来,使用一个循环来计算工作量证明,直到找到一个符合条件的哈希值。这个过程包括不断增加 nonce,重新计算哈希值,直到满足指定的条件(blockdataline-chash 的前几位等于 diffle)为止。

  9. 更新哈希值:

    noncestring = nonce.
    CONCATENATE blockdataline-index blockdataline-data blockdataline-phash blockdataline-timestamp noncestring INTO combineddata.
    CALL METHOD cl_abap_message_digest=>calculate_hash_for_char
      EXPORTING
        if_algorithm = 'SHA1'
        if_data = combineddata
      IMPORTING
        ef_hashstring = blockdataline-chash.
    

    在每次循环迭代中,将 nonce 附加到区块数据中,重新计算哈希值,并将其存储在 blockdataline-chash 中。

  10. 检查工作量证明条件:

    IF blockdataline-chash(difflength) = diffle.
      flag = 'X'.
      blockdataline-nonce = nonce.
      APPEND blockdataline TO blockdata.
      nonce = 1.
      CLEAR: blockdataline.
    ENDIF.
    

    当找到符合条件的哈希值时,退出循环,将 nonce 的值和新区块添加到区块链数据中,并重置相关变量。

  11. 清除标志:

    CLEAR flag.
    

    清除循环中使用的标志 flag

  12. 数据表声明:

    DATA: g_alv_tree TYPE REF TO cl_gui_alv_tree,
          gt_data TYPE STANDARD TABLE OF zcl_abap_blockchain_tool=>ty_displayed_node,
          ok_code LIKE sy-ucomm,
          save_ok LIKE sy-ucomm,
          ls_data LIKE LINE OF gt_data.
    

    这部分声明用于创建数据表和 ALV 树的相关变量。

  13. 区块链工具的初始化:

    DATA(lo_tool) = NEW zcl_abap_blockchain_tool( blockdata ).
    

    创建了一个区块链工具对象,该对象将使用之前生成的区块链数据。

  14. 字段目录的生成:

    DATA(lt_fieldcat) = lo_tool->get_fieldcat_by_data( ls_data ).
    

    生成字段目录,用于定义 ALV 表格的列属性。

  15. 标签字段的定义:

    PERFORM change_label.
    

    调用 change_label 子程序来为各

个列定义标签。

  1. 屏幕调用:

    CALL SCREEN 100.
    

    调用屏幕编号 100,其中将显示 ALV 表格。

  2. 定义标签子程序:

    DEFINE define_label.
    ...
    END-OF-DEFINITION.
    

    这是一个子程序,用于为字段定义标签和其他属性。在 change_label 子程序中会调用该子程序来定义列的标签、宽度和其他属性。

  3. 初始化 ALV 树:

    FORM init_tree.
    ...
    ENDFORM.
    

    这个子程序初始化 ALV 树,包括设置 ALV 表格的标题和显示。

  4. 创建 ALV 树:

    FORM create_tree.
    ...
    ENDFORM.
    

    这个子程序用于创建 ALV 树,将数据显示在 ALV 表格中。

  5. 构建层次标题:

    FORM build_hierarchy_header CHANGING p_hierarchy_header TYPE treev_hhdr.
    ...
    ENDFORM.
    

    这个子程序用于构建 ALV 树的层次标题,指定树的标题和宽度。

  6. 退出程序:

    FORM exit_program.
    ...
    ENDFORM.
    

    这个子程序用于退出程序。

  7. PBO 模块(Process Before Output):

    MODULE pbo OUTPUT.
    ...
    ENDMODULE.
    

    这个模块用于在输出数据到屏幕之前进行处理,包括设置屏幕的标题和菜单。

  8. PAI 模块(Process After Input):

    MODULE pai INPUT.
    ...
    ENDMODULE.
    

    这个模块用于处理用户输入,包括响应用户的退出请求和其他输入操作。

总的来说,这段ABAP代码实现了一个简单的区块链模拟,包括初始区块的创建、工作量证明的计算以及区块链数据的显示。通过区块链工具对象和ALV树表格,用户可以查看和探索生成的区块链数据。这个示例主要用于教育和演示区块链的基本原理和工作方式。

完整源代码

*&---------------------------------------------------------------------*
*& Report ZBLOCKCHAIN
*&---------------------------------------------------------------------*
*&
*&---------------------------------------------------------------------*
REPORT zblockchain.

PARAMETERS: diffle  TYPE char5 default '00000',
            noblock TYPE i DEFAULT 2.

DATA:blockdata TYPE zcl_abap_blockchain_tool=>tt_block .

DATA:blockdataline LIKE LINE OF blockdata,
     timestamp     TYPE timestampl,
     combineddata  TYPE string,
     prevblockdata LIKE LINE OF blockdata,
     nonce         TYPE i VALUE 1,
     noncestring   TYPE string,
     flag          TYPE c,
     difflength    TYPE i,
     gethash       TYPE REF TO cl_abap_message_digest.

blockdataline-index = 0.
blockdataline-data = 'Jerry first Genesis block'.
blockdataline-phash = '000000'.
GET TIME STAMP FIELD timestamp.
blockdataline-timestamp = timestamp.
blockdataline-nonce  = 0.
CONCATENATE blockdataline-index blockdataline-data blockdataline-phash blockdataline-timestamp blockdataline-nonce INTO combineddata.
CALL METHOD cl_abap_message_digest=>calculate_hash_for_char
  EXPORTING
    if_algorithm  = 'SHA1'
    if_data       = combineddata
  IMPORTING
    ef_hashstring = blockdataline-chash.
APPEND blockdataline TO blockdata.

noblock = noblock - 1.
difflength = strlen( diffle ).

DO noblock TIMES.
  blockdataline-index = sy-tabix.
  CONCATENATE `Jerry's Block ` blockdataline-index INTO blockdataline-data SEPARATED BY '-'.
  READ TABLE blockdata INTO prevblockdata INDEX blockdataline-index.
  IF sy-subrc EQ 0.
    blockdataline-phash = prevblockdata-chash.
  ENDIF.
  GET TIME STAMP FIELD timestamp.
  blockdataline-timestamp = timestamp.

  WHILE flag EQ abap_false.
    noncestring = nonce.
    CONCATENATE blockdataline-index blockdataline-data blockdataline-phash blockdataline-timestamp noncestring INTO combineddata.
    CALL METHOD cl_abap_message_digest=>calculate_hash_for_char
      EXPORTING
        if_algorithm  = 'SHA1'
        if_data       = combineddata
      IMPORTING
        ef_hashstring = blockdataline-chash.

    IF blockdataline-chash(difflength) = diffle.
      flag = 'X'.
      blockdataline-nonce  = nonce.
      APPEND blockdataline TO blockdata.
      nonce = 1.
      CLEAR:blockdataline.
    ENDIF.
    nonce = nonce + 1.
  ENDWHILE.
  CLEAR flag.
ENDDO.

DATA: g_alv_tree TYPE REF TO cl_gui_alv_tree,
      gt_data    TYPE STANDARD TABLE OF zcl_abap_blockchain_tool=>ty_displayed_node,
      ok_code    LIKE sy-ucomm,
      save_ok    LIKE sy-ucomm,
      ls_data    LIKE LINE OF gt_data.
  FIELD-SYMBOLS: <field> TYPE LINE OF LVC_T_FCAT.

  DATA(lo_tool) = NEW zcl_abap_blockchain_tool( blockdata ).
  DATA(lt_fieldcat) = lo_tool->get_fieldcat_by_data( ls_data ).
  PERFORM change_label.
  CALL SCREEN 100.

DEFINE define_label.

  READ TABLE lt_fieldcat ASSIGNING <field> INDEX &1.
  <field>-seltext = <field>-reptext = <field>-scrtext_m = <field>-scrtext_s = <field>-scrtext_l = &2.
  <field>-outputlen = &3.

END-OF-DEFINITION.

FORM change_label.
  define_label 1 'Block Data' 20.
  define_label 2 'Hash' 40.
  define_label 3 'Nonce' 10.
  define_label 4 'Timestamp' 20.

ENDFORM.
FORM init_tree.
  g_alv_tree = lo_tool->get_tree( ).
  DATA l_hierarchy_header TYPE treev_hhdr.
  PERFORM build_hierarchy_header CHANGING l_hierarchy_header.
  CALL METHOD g_alv_tree->set_table_for_first_display
    EXPORTING
      is_hierarchy_header = l_hierarchy_header
    CHANGING
      it_fieldcatalog     = lt_fieldcat
      it_outtab           = gt_data.
  PERFORM create_tree.
  g_alv_tree->frontend_update( ).
  lo_tool->expand( ).
ENDFORM.
FORM create_tree.
  lo_tool->render_tree( ).
ENDFORM.
FORM build_hierarchy_header CHANGING p_hierarchy_header TYPE treev_hhdr.
  p_hierarchy_header-heading = 'BlockChain list'.
  p_hierarchy_header-width = 30.
  p_hierarchy_header-width_pix = ' '.
ENDFORM.

FORM exit_program.
  LEAVE PROGRAM.
ENDFORM.

MODULE pbo OUTPUT.
  SET PF-STATUS 'MAIN100'.
  SET TITLEBAR 'MAINTITLE'.
  IF g_alv_tree IS INITIAL.
    PERFORM init_tree.
    CALL METHOD cl_gui_cfw=>flush
      EXCEPTIONS
        cntl_system_error = 1
        cntl_error        = 2.
    ASSERT sy-subrc = 0.
  ENDIF.
ENDMODULE.

MODULE pai INPUT.
  save_ok = ok_code.
  CLEAR ok_code.
  CASE save_ok.
    WHEN 'EXIT' OR 'BACK' OR 'CANC'.
      PERFORM exit_program.
    WHEN OTHERS.
      CALL METHOD cl_gui_cfw=>dispatch.
  ENDCASE.
  CALL METHOD cl_gui_cfw=>flush.
ENDMODULE.
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