最简单的区块链实现

释放双眼,带上耳机,听听看~!

一个电子记账本,以比特币和其他密码加密货币进行的交易公开地、按照日期顺序记录其中。

总的来说,它是一个公开的数据库,新的数据存储在一个称为区块的容器中,并且附加到一个“不可变”的链条(即区块链)上,链条上还有以前附加的数据。这里的“不可变”指的是以前的数据一旦附加到链条上,后面是不可更改的。所以说白了,区块链就是一个特殊的历史不可更改的链表数据结构而已。qq;1302816645

在比特币和其他密码加密货币的情况下,这些数据指的是一组组交易数据。当然在其他情况下,这个数据可以是任何数据类型。

区块链技术引起了新的“全电子”货币,如比特币和莱特币的发展,这些货币不是由一个集中式的权威机构发行和管理的。同时,区块链也给分布式计算带来了革命,带来了以太坊技术,出现了像智能合约(smart contracts)这样的概念。

本文将实现一个只有50行代码的最简区块链,称为SnakeCoin。

一、首先我们定义区块,在一个区块中,存储着一个时间戳和一个(可选的)索引。为了保证整个区块链的完整性,每个区块有一个标记自己身份的哈希值,像莱特币,每个区块的哈希值都是由一个密码学算法根据区块的索引、时间戳、数据以及前一个区块的哈希值生成的。区块的数据可以是任何你想要的东西。

 

  1.  
    import hashlib as hasher
  2.  
     
  3.  
    class Block:
  4.  
    def __init__(self, index, timestamp, data, previous_hash):
  5.  
    self.index = index
  6.  
    self.timestamp = timestamp
  7.  
    self.data = data
  8.  
    self.previous_hash = previous_hash
  9.  
    self.hash = self.hash_block()
  10.  
     
  11.  
    def hash_block(self):
  12.  
    sha = hasher.sha256()
  13.  
    sha.update(str(self.index) +
  14.  
    str(self.timestamp) +
  15.  
    str(self.data) +
  16.  
    str(self.previous_hash))
  17.  
    return sha.hexdigest()

太棒了!我们有自己的区块结构了,但我们需要创建一个区块链啊。我们需要开始把区块附加到实际的链条上。前面提到过,每个区块需要前面区块的信息,那么问题来了:区块链里的第一个区块是怎么来的?好吧,第一个区块,或者说创世区块,是一个特殊的区块,在许多情况下,这是通过手工或者一个唯一的逻辑添加上去的。

 

这里我们创建一个函数,为了简化起见,简单地返回一个创世区块。这个区块的索引是0,它的数据值和previous hash参数是任意指定的。

 

  1.  
    import datetime as date
  2.  
     
  3.  
    def create_genesis_block():
  4.  
    # Manually construct a block with
  5.  
    # index zero and arbitrary previous hash
  6.  
    return Block(0, date.datetime.now(), “Genesis Block”, “0”)

现在,我们能够创建一个创世区块了,接下来我们需要一个函数来生成区块链里的后续区块,这个函数将链条中的前一个区块作为参数,为新的区块创建数据,并返回带有一个带有合适的数据的新区块。当新的区块哈希来自前面的区块的信息,伴随着新区块的加入,区块链的完整性也得以增强。如果我们不这么做的话,那么外界就很容易用他们的新区块来替换我们的链条里的区块,以达到“篡改历史”的目的。

这个哈希值的链条起到了密码学证据的作用,并确保一旦一个区块加入了区块链,它就不能被替换和修改。

 

  1.  
    def next_block(last_block):
  2.  
    this_index = last_block.index + 1
  3.  
    this_timestamp = date.datetime.now()
  4.  
    this_data = “Hey! I’m block “ + str(this_index)
  5.  
    this_hash = last_block.hash
  6.  
    return Block(this_index, this_timestamp, this_data, this_hash)

这就是主要的工作了,现在我们可以创建我们的区块链了。在我们这个例子里,区块链本身是一个简单的Python list。list的第一个元素就是创世区块,当然,我们需要继续添加区块。因为SnakeCoin是一个最简区块链,只有20个新的区块,我们可以在一个for循环里搞定。


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本文标题:最简单的区块链实现
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