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這篇文章主要介紹“區(qū)塊鏈的概念以及用Python的實(shí)現(xiàn)方法”，在日常操作中，相信很多人在區(qū)塊鏈的概念以及用Python的實(shí)現(xiàn)方法問(wèn)題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”區(qū)塊鏈的概念以及用Python的實(shí)現(xiàn)方法”的疑惑有所幫助！接下來(lái)，請(qǐng)跟著小編一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！
區(qū)塊鏈幾乎是數(shù)日間成為人盡皆知的名詞，這個(gè)名詞也勾起了我強(qiáng)烈的興趣，但是通過(guò)在網(wǎng)上搜羅資料，多方閱讀，發(fā)現(xiàn)很多介紹區(qū)塊鏈的文獻(xiàn)要么模棱兩可，要么作者本身的理解也很有限，導(dǎo)致很多關(guān)鍵的問(wèn)題敘述不清。本人花了一些時(shí)間總結(jié)歸納，希望可以給讀者一個(gè)比較全面清晰的認(rèn)識(shí)。
區(qū)塊鏈的官方定義是：一個(gè)分布式賬本，一種通過(guò)去中心化、去信任的方式集體維護(hù)一個(gè)可靠數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)方案。那么對(duì)于圈外人該如何理解呢？以下我會(huì)詳細(xì)描述一個(gè)區(qū)塊鏈的產(chǎn)生過(guò)程和實(shí)現(xiàn)意義，從而給大家構(gòu)建出一個(gè)清晰的區(qū)塊鏈概念。我們先講原理、再說(shuō)特點(diǎn)、然后論用途、最后回歸代碼，這樣你就會(huì)有一種恍然大悟的感覺(jué)。
我們以btc為例：“區(qū)塊鏈”，顧名思義，就是由一個(gè)個(gè)區(qū)塊依次連接起來(lái)組成的鏈條，可以類比為一條無(wú)限長(zhǎng)度的直線鐵鏈，每個(gè)鐵環(huán)就是一個(gè)區(qū)塊。那么區(qū)塊的內(nèi)容應(yīng)該是什么呢？區(qū)塊狹義上是有兩種的，一個(gè)是普通區(qū)塊，一個(gè)就是創(chuàng)世區(qū)塊。創(chuàng)世區(qū)塊就是一項(xiàng)區(qū)塊鏈項(xiàng)目中的第一個(gè)區(qū)塊，由于個(gè)人水平有限，對(duì)創(chuàng)世區(qū)塊沒(méi)有做過(guò)詳細(xì)研究，但是根據(jù)我的了解，創(chuàng)世區(qū)塊應(yīng)該是具備與普通區(qū)塊相似結(jié)構(gòu)的，但會(huì)肯定會(huì)加入一些創(chuàng)始人想說(shuō)的東西，并且在有些項(xiàng)目中可能會(huì)多一條記錄，就是coin的發(fā)行量，例如swtc的6000億數(shù)目就是寫(xiě)在創(chuàng)世區(qū)塊之中的，一旦發(fā)行，無(wú)法修改。
那么，一個(gè)普通區(qū)塊中到底有什么？
1.index：就是從0-n依次產(chǎn)生的數(shù)字，可以稱之為鏈高度。
2.hash：一個(gè)長(zhǎng)度為256位隨機(jī)數(shù)，是這個(gè)區(qū)塊的唯一編號(hào)。
3.previous hash：上一個(gè)區(qū)塊的hash，一個(gè)普通區(qū)塊有且僅有一個(gè)previous hash，這就是區(qū)塊鏈之所以稱為鏈的原因，就是這么一環(huán)套一環(huán)鏈接而成的。
4.tempstamp：用于記錄該區(qū)塊誕生的時(shí)間。
5.difficulty：直觀體現(xiàn)創(chuàng)造該區(qū)塊的難度。
6.nonce：隨機(jī)數(shù)，用于產(chǎn)生下一個(gè)區(qū)塊。
上述的都存在區(qū)塊頭中。
7.data：存儲(chǔ)的交易記錄。只有這個(gè)存在區(qū)塊體中。
Ok，上述提到了一個(gè)區(qū)塊需要具備的最基本的幾條要素，可能你現(xiàn)在還處于一臉懵逼的狀態(tài)：這些東西到底是怎么工作的呢？下面我將一步步分析區(qū)塊鏈的工作過(guò)程，不過(guò)，這里要先問(wèn)兩個(gè)問(wèn)題：為什么要產(chǎn)生新的區(qū)塊？怎么產(chǎn)生新的區(qū)塊？
之前說(shuō)了，一個(gè)區(qū)塊記錄的就是一份賬單，賬單中存儲(chǔ)著若干條交易記錄，是買賣雙方具體活動(dòng)的最有力的證明，例如我們?cè)谔詫毶系馁?gòu)買記錄，就是我們的消費(fèi)賬單。人們每天的消費(fèi)記錄是不斷增長(zhǎng)的，不可能永遠(yuǎn)放在一個(gè)區(qū)塊里，那么跟現(xiàn)在的中心化存儲(chǔ)機(jī)制還有什么區(qū)別？所以，隨著買賣記錄的不斷增加，就需要不斷產(chǎn)生新的區(qū)塊來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。
我相信，最近除了區(qū)塊鏈這個(gè)名詞如雷貫耳以外，“挖礦”應(yīng)該也沒(méi)少聽(tīng)吧。挖礦實(shí)際上就是由那些礦工來(lái)生成新的區(qū)塊的過(guò)程。在btc項(xiàng)目中，btc礦工挖礦成功（其實(shí)就是成功的創(chuàng)建了一個(gè)區(qū)塊）就可以獲得一定數(shù)量的被btc獎(jiǎng)勵(lì)，所以btc數(shù)量是在一定范圍內(nèi)慢慢增加的。在一般允許挖礦的區(qū)塊鏈項(xiàng)目（也存在限制coin數(shù)量不允許挖礦的區(qū)塊鏈項(xiàng)目）中，礦工的數(shù)量一般會(huì)大于6個(gè)，一般超過(guò)6個(gè)礦工認(rèn)可的新區(qū)塊就可以加入到區(qū)塊鏈中。到此為止，有人會(huì)說(shuō)：哇！btc這么值錢，挖礦不是很爽？其實(shí)不然，如果區(qū)塊無(wú)限制的快速增加，會(huì)引起很大的問(wèn)題，根據(jù)中本聰?shù)脑O(shè)定，目前全網(wǎng)每10分鐘只能產(chǎn)生一個(gè)新區(qū)塊。而且這10分鐘不是靠自己掐表算的，生成新的區(qū)塊是需要大量的運(yùn)算的，這10分鐘是人家預(yù)先設(shè)計(jì)好的，讓計(jì)算量大到全網(wǎng)10分鐘一般只能產(chǎn)生一個(gè)。
好了，至此，區(qū)塊鏈的基本概念已經(jīng)介紹的差不多了，下面言歸正傳，講下區(qū)塊的工作流程：
1.如果A要和B達(dá)成一筆交易，比如A轉(zhuǎn)給B一個(gè)btc，B給A打10w的RMB。A首先將自己的btc來(lái)源信息、交易人等發(fā)送給B，同時(shí)還要拷貝一份發(fā)到全網(wǎng)。什么？這樣還有隱私可言嗎？當(dāng)然，聰明的中本聰當(dāng)然不會(huì)犯這么低級(jí)的錯(cuò)誤。在區(qū)塊鏈中，每個(gè)交易個(gè)體（也可以理解為每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)）都會(huì)有一對(duì)公鑰和私鑰，公鑰相當(dāng)于一個(gè)“收款地址”，而私鑰是一個(gè)表明自己身份的256位的數(shù)字，目前一般是用sha265來(lái)生成的，這樣，別人并不知道交易的雙方是誰(shuí)。發(fā)送報(bào)文時(shí)，發(fā)送方用一個(gè)哈希函數(shù)從報(bào)文文本中生成報(bào)文摘要，然后用自己的私鑰對(duì)摘要進(jìn)行加密，加密后的摘要將作為報(bào)文的數(shù)字簽名和報(bào)文一起發(fā)送給接收方，接收方首先用與發(fā)送方一樣的哈希函數(shù)從接收到的原始報(bào)文中計(jì)算出報(bào)文摘要，接著再用發(fā)送方的公鑰來(lái)對(duì)報(bào)文附加的數(shù)字簽名進(jìn)行解密，如果這兩個(gè)摘要相同、那么接收方就能確認(rèn)該數(shù)字簽名是發(fā)送方的。
2.那么此時(shí)，這筆交易是否就完成了呢？如果這就算完成了，那跟A直接用包裹裝10w現(xiàn)金快遞給B有什么區(qū)別呢？此時(shí)，全網(wǎng)的礦工都會(huì)得到這個(gè)交易記錄，那么全網(wǎng)的礦工都會(huì)為了若干獎(jiǎng)勵(lì)開(kāi)始創(chuàng)建區(qū)塊的工作，礦工會(huì)利用hash函數(shù)生成一個(gè)256位的唯一編號(hào)賦予這個(gè)區(qū)塊，但是這個(gè)編號(hào)并不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單隨便生成的。編號(hào)是根據(jù)區(qū)塊的具體內(nèi)容如交易內(nèi)容、nonce等唯一確定的，換句話說(shuō)，兩塊內(nèi)容相同的區(qū)塊所對(duì)應(yīng)的編號(hào)一定是唯一的?？墒悄銜?huì)問(wèn)：這又怎么了？并不難啊。錯(cuò)！中本聰為了控制區(qū)塊的生成時(shí)間，使區(qū)塊的生成速率滿足全網(wǎng)的每10分鐘一個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)，制定了嚴(yán)格的區(qū)塊生成校驗(yàn)規(guī)則，也就是說(shuō)，能不能生成一個(gè)成功的區(qū)塊要看你的編號(hào)是否符合這個(gè)規(guī)則。例如：生成編號(hào)中的前n位必須為‘0’。
由于區(qū)塊的交易內(nèi)容是無(wú)法修改的，因此礦工們只能通過(guò)修改nonce去不斷嘗試這個(gè)函數(shù)，直到生成了一個(gè)成功的區(qū)塊為止。如果當(dāng)區(qū)塊平均生成時(shí)間變快或者變慢，那么系統(tǒng)會(huì)對(duì)區(qū)塊校驗(yàn)規(guī)則進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而使平均的生成時(shí)間能夠控制在規(guī)定范圍。
如果一個(gè)礦工完成了一個(gè)區(qū)塊，會(huì)立刻告知其他礦工，如果其他礦工此時(shí)沒(méi)有完成新的區(qū)塊生成，則會(huì)停下手頭的工作，對(duì)區(qū)塊進(jìn)行驗(yàn)證，需要確認(rèn)的信息主要有如下幾點(diǎn)：
1）.區(qū)塊的編號(hào)有效；這個(gè)只要將區(qū)塊放入哈希函數(shù)中，看產(chǎn)生的編號(hào)是否和該區(qū)塊中的編號(hào)一致即可。
2）.區(qū)塊的前一個(gè)區(qū)塊有效；之前提過(guò)，區(qū)塊是一個(gè)串聯(lián)的，每一個(gè)普通區(qū)塊都會(huì)記載前一個(gè)區(qū)塊的編號(hào)，這需要其他礦工對(duì)比當(dāng)前的區(qū)塊鏈的最后一個(gè)區(qū)塊，看是否相同。
3）.交易清單有效；就是說(shuō)要驗(yàn)證A到底有沒(méi)有這一個(gè)btc可以給B。在區(qū)塊鏈的交易信息中，會(huì)記錄交易中所有btc的前世今生，區(qū)塊鏈可以做到追本溯源，因此每一個(gè)btc在哪里，為什么在這里都可以一目了然，所以這點(diǎn)也沒(méi)問(wèn)題。
當(dāng)驗(yàn)證完一個(gè)全新的區(qū)塊后，全網(wǎng)就會(huì)認(rèn)為這個(gè)區(qū)塊有效，會(huì)將它添加到現(xiàn)有的區(qū)塊鏈末端，同時(shí)結(jié)束針對(duì)該區(qū)塊的挖礦工作，投入到下一個(gè)挖礦周期中。
3.但是不難想象，這樣的機(jī)制是存在沖突的隱患的，就是這么巧，兩個(gè)礦工同時(shí)制作了一個(gè)正確的區(qū)塊，那么此時(shí)不必二選一，可以將原來(lái)線性的區(qū)塊鏈改成樹(shù)狀：
但是這樣會(huì)導(dǎo)致未來(lái)在A、B后都會(huì)增加相應(yīng)的區(qū)塊，那么誰(shuí)長(zhǎng)誰(shuí)將作為主鏈延伸下去，另一個(gè)也許會(huì)漸漸被遺忘，除非哪天它變得更長(zhǎng)。
好啦，這就是區(qū)塊鏈最基本的知識(shí)，接下來(lái)應(yīng)該談?wù)剝?yōu)缺點(diǎn)了。
世界上沒(méi)有一樣?xùn)|西可以稱為完美無(wú)瑕的，要知道區(qū)塊鏈一樣，雖然它被扣上了可以顛覆未來(lái)的帽子，但是仍然存在它的局限性：
1.時(shí)效性。很容易發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊鏈中存在很多的驗(yàn)證、傳遞環(huán)節(jié)，這就會(huì)導(dǎo)致其時(shí)效性較差。
2、能耗，這點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，區(qū)塊鏈需要大量無(wú)用計(jì)算來(lái)控制區(qū)塊的生成時(shí)間。所以區(qū)塊鏈不適用于高時(shí)效的網(wǎng)絡(luò)中。
至于區(qū)塊鏈的優(yōu)點(diǎn)，諸如安全、去中心化等等在網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)描述的非常清楚，這里就不再贅述。接下來(lái)我用一段python代碼來(lái)簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)一個(gè)挖礦的流程。
首先創(chuàng)建一個(gè)表示區(qū)塊鏈的類：
class BlockChain: def __init__(self, initialHash): # init block chain self.chain = [] # init pitman self.pitmen = [] for i in range(6): self.pitmen.append(Pitman) # collect mine results self.results = [] # generate GenesisBlock self.new_block(initialHash)
初始化函數(shù)中的chain表示當(dāng)前的區(qū)塊鏈，我會(huì)在其中存儲(chǔ)區(qū)塊對(duì)象；pitmen表示為這個(gè)區(qū)塊鏈服務(wù)的礦工們，這個(gè)列表中也會(huì)存有礦工對(duì)象；results則會(huì)存儲(chǔ)每個(gè)階段產(chǎn)生的區(qū)塊；new_block方法是創(chuàng)建區(qū)塊的方法，如果當(dāng)前生成的區(qū)塊為第一個(gè)區(qū)塊，則產(chǎn)生創(chuàng)世區(qū)塊。
下面看看區(qū)塊鏈類型的方法：
@property def last_block(self): if len(self.chain): return self.chain[-1] else: return None
last_block會(huì)返回當(dāng)前區(qū)塊鏈的最后一個(gè)區(qū)塊對(duì)象。
def get_trans(self):
return json.dumps({
'sender': ''.join(random.sample(string.ascii_letters + string.digits, 8)),
'recipient': ''.join(random.sample(string.ascii_letters + string.digits, 8)),
'amount': random.randrange(1, 10000)
})get_trans方法則用來(lái)隨機(jī)生成一份交易信息。
def new_block(self, initialHash=None):
if initialHash:
# generate Genesis Block
block = Block()
block.index = 0
block.nonce = random.randrange(0, 99999)
block.previousHash = '0'
block.difficulty = 0
block.transactionData = self.get_trans()
guess = f'{block.previousHash}{block.nonce}{block.transactionData}'.encode()
block.hash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()
block.time = time()
self.chain.append(block)
else:
for i in range(len(self.pitmen)):
pm = MyThread(target=self.pitmen[i].mine,
args=(self.pitmen[i],
len(self.chain),
self.last_block.get_block()['Hash'],
self.get_trans()))
pm.start()
pm.join()
self.results.append(pm.get_result())
# show all blocks
print("All blocks generated by pitmen:")
for result in self.results:
print(result[0].get_block())
# get new block
firstblock = self.results[0][0]
mintime = Decimal(self.results[0][1])
for i in range(1, len(self.results)):
if Decimal(self.results[i][1]) < mintime:
firstblock = self.results[i][0]
else:
continue
self.chain.append(firstblock)
self.results = []這是生成區(qū)塊的核心部分，這個(gè)方法主要分成兩個(gè)部分：根據(jù)傳參區(qū)分是否是創(chuàng)世區(qū)塊，如果需要的是創(chuàng)世區(qū)塊，那就由該類型自動(dòng)生成一個(gè)區(qū)塊占據(jù)區(qū)塊鏈的頭一個(gè)位置。如果需要生成的是普通區(qū)塊，那么則會(huì)將一些基本信息分發(fā)給礦工們進(jìn)行挖礦操作。我在這里設(shè)置了6個(gè)礦工，為了公平起見(jiàn)，這里也開(kāi)了個(gè)多線程盡量讓礦工們同時(shí)收到消息從而可以同時(shí)進(jìn)行挖礦操作。按理說(shuō)，最先挖礦成功的礦工會(huì)將消息發(fā)給其他礦工，其他礦工會(huì)立刻停止進(jìn)行校驗(yàn)，但由于時(shí)間有限，這一步校驗(yàn)環(huán)節(jié)我沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。在這里，我允許所有礦工都完成工作，并提交成果和相應(yīng)的工作時(shí)間，生成耗時(shí)最短的區(qū)塊講作為正確的區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈上。本質(zhì)上也是依照了“快者優(yōu)先”的區(qū)塊鏈生成原則。
class Block:
def __init__(self):
self.index = None
self.time = None
self.difficulty = None
self.nonce = None
self.hash = None
self.previousHash = None
self.transactionData = None
def get_block(self):
return {
'Index': self.index,
'Time': self.time,
'Difficulty': self.difficulty,
'Hash': self.hash,
'Nonce': self.nonce,
'PreviousHash': self.previousHash,
'TransactionData': self.transactionData
}我用了一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的類型表示區(qū)塊，在這里區(qū)塊就是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這里的所有字段在上述中已經(jīng)有了詳細(xì)的說(shuō)明，因此不再贅述。
那么我們?cè)倏纯吹V工，畢竟礦工才是區(qū)塊鏈的生產(chǎn)者和推動(dòng)者，地位最為核心。礦工類中我設(shè)計(jì)了兩個(gè)方法，一個(gè)mine方法，也就是挖礦的意思，用來(lái)生成新的區(qū)塊，并會(huì)返回該區(qū)塊生成的用時(shí)長(zhǎng)短。
def mine(self, index, previousHash, transactionData): beginTime = time() block = Block() block.index = index block.previousHash = previousHash block.transactionData = transactionData block.difficulty, block.hash, block.nonce = self.generate_hash(previousHash, transactionData) block.time = time() endTime = time() return block, endTime - beginTime
另一個(gè)方法是hash生成的方法，生成原則我自己意淫了一個(gè)，大家莫怪，因?yàn)楸救擞?jì)算機(jī)的實(shí)在不給力，區(qū)塊的成功標(biāo)準(zhǔn)很簡(jiǎn)單，就是用sha256生成的編碼最后結(jié)尾是0就滿足要求，如果改成00，那會(huì)半天看不到結(jié)果。
下面我們看下這套實(shí)例的運(yùn)行結(jié)果，我設(shè)置了一個(gè)長(zhǎng)度為6的區(qū)塊鏈，由于第一個(gè)區(qū)塊是創(chuàng)世區(qū)塊，所以真正開(kāi)始創(chuàng)建的區(qū)塊是從第二個(gè)開(kāi)始的，大家注意index。
這是6個(gè)礦工完成的第一區(qū)塊：
All blocks generated by pitmen:
{'Index': 1, 'Time': 1516268156.5971138, 'Difficulty': 2, 'Hash': '01f505a276e3f55a868d9ee18f70bcff75429e1de70f5ab59471a3551cc67a30', 'Nonce': 91554, 'PreviousHash': '7532402844a1c130833a27600298d09a007d6124603cf44be9c05fcd5428c34a', 'TransactionData': '{"sender": "OY8z0Rrx", "recipient": "iSGFJsEm", "amount": 8723}'}
{'Index': 1, 'Time': 1516268156.5971138, 'Difficulty': 5, 'Hash': 'c3ba406bad0d87f816f629830a15e2997638bfa230484c224e5470eaa24d8790', 'Nonce': 62372, 'PreviousHash': '7532402844a1c130833a27600298d09a007d6124603cf44be9c05fcd5428c34a', 'TransactionData': '{"sender": "9o8UMDLe", "recipient": "qTOQu7kv", "amount": 2746}'}
{'Index': 1, 'Time': 1516268156.5981123, 'Difficulty': 5, 'Hash': '8ff243885e9017296aa2ef1a611ef5b3927ddce818cb7255a04ff3228c982c60', 'Nonce': 67644, 'PreviousHash': '7532402844a1c130833a27600298d09a007d6124603cf44be9c05fcd5428c34a', 'TransactionData': '{"sender": "kIqy1c8C", "recipient": "WSdK0EXh", "amount": 9329}'}
{'Index': 1, 'Time': 1516268156.5981123, 'Difficulty': 3, 'Hash': 'ff9716bf9379e2ab7a8640419e7c7b7c7329a5e6e1bbf83a1249f49d070ca8b0', 'Nonce': 37336, 'PreviousHash': '7532402844a1c130833a27600298d09a007d6124603cf44be9c05fcd5428c34a', 'TransactionData': '{"sender": "vBwU0luH", "recipient": "d7o6cRCj", "amount": 5628}'}
{'Index': 1, 'Time': 1516268156.5981123, 'Difficulty': 3, 'Hash': '3410c70c31f9bacbfcbd74d63f25f69f27d36075e2d44bddaa60bd72fa042e60', 'Nonce': 34617, 'PreviousHash': '7532402844a1c130833a27600298d09a007d6124603cf44be9c05fcd5428c34a', 'TransactionData': '{"sender": "yzcNpBnh", "recipient": "vbIr7SKo", "amount": 6387}'}
{'Index': 1, 'Time': 1516268156.5981123, 'Difficulty': 27, 'Hash': '91e3dc3ef1a151557a1edd837528410b916362bcfb77dbb14dc54c8929f5a0d0', 'Nonce': 49121, 'PreviousHash': '7532402844a1c130833a27600298d09a007d6124603cf44be9c05fcd5428c34a', 'TransactionData': '{"sender": "p1MguhVz", "recipient": "gVSom4D3", "amount": 7356}'}很明顯前兩個(gè)是最快的，為了簡(jiǎn)單，我在最快的里面隨便選取一個(gè)，意思到了就行。大家可以看到，難度值，根據(jù)上文所說(shuō)，這是反應(yīng)一個(gè)區(qū)塊生成的難易程度的，難度高的，在我這里會(huì)表示這個(gè)礦工為了得到這個(gè)區(qū)塊進(jìn)行了多少次嘗試?？吹竭@里也許你會(huì)問(wèn)：為什么難度最大的時(shí)間并沒(méi)有明顯長(zhǎng)呢？也就是用時(shí)并沒(méi)有按照難度的增加而增加。我猜想應(yīng)該是因?yàn)槲业氖纠惴ê?jiǎn)單，因此結(jié)果也不是十分精確，如果計(jì)算量達(dá)到一定的規(guī)模，應(yīng)該會(huì)有明顯的差距。（如果有高人知道，可以回復(fù)我，在此謝過(guò)?。┑谌降诹鶄€(gè)的區(qū)塊創(chuàng)建結(jié)果格式是與之一樣的，就不刷屏了。
{'Index': 0, 'Time': 1516268156.5971138, 'Difficulty': 0, 'Hash': '7532402844a1c130833a27600298d09a007d6124603cf44be9c05fcd5428c34a', 'Nonce': 87688, 'PreviousHash': '0', 'TransactionData': '{"sender": "OuVCmHbs", "recipient": "kFxbwSLc", "amount": 503}'}
{'Index': 1, 'Time': 1516268156.5971138, 'Difficulty': 2, 'Hash': '01f505a276e3f55a868d9ee18f70bcff75429e1de70f5ab59471a3551cc67a30', 'Nonce': 91554, 'PreviousHash': '7532402844a1c130833a27600298d09a007d6124603cf44be9c05fcd5428c34a', 'TransactionData': '{"sender": "OY8z0Rrx", "recipient": "iSGFJsEm", "amount": 8723}'}
{'Index': 2, 'Time': 1516268156.5991132, 'Difficulty': 4, 'Hash': '098544436793881e8041c0c903c96c0055e16396113d73c63bc55e7ba78ec130', 'Nonce': 12875, 'PreviousHash': '01f505a276e3f55a868d9ee18f70bcff75429e1de70f5ab59471a3551cc67a30', 'TransactionData': '{"sender": "HJZSX1hk", "recipient": "j82k51yY", "amount": 3521}'}
{'Index': 3, 'Time': 1516268156.6001143, 'Difficulty': 27, 'Hash': '7c10243223caf39bc5a6067de8d93f6ea46bad62c4a0fbcc0aa4e086585d8200', 'Nonce': 18663, 'PreviousHash': '098544436793881e8041c0c903c96c0055e16396113d73c63bc55e7ba78ec130', 'TransactionData': '{"sender": "cJrGxN5R", "recipient": "wkZI8QCv", "amount": 1224}'}
{'Index': 4, 'Time': 1516268156.601114, 'Difficulty': 3, 'Hash': '60a099d3fe53e031800669fcc1d9b5ab6df1f80a40354135310a799892f1c3d0', 'Nonce': 51446, 'PreviousHash': '7c10243223caf39bc5a6067de8d93f6ea46bad62c4a0fbcc0aa4e086585d8200', 'TransactionData': '{"sender": "nCNJoy52", "recipient": "kYBT9f65", "amount": 3603}'}
{'Index': 5, 'Time': 1516268156.605163, 'Difficulty': 2, 'Hash': '765f69163cf95584721015e3ce819c1980ce33752f8a4dea553d3bedd39f8920', 'Nonce': 31804, 'PreviousHash': '60a099d3fe53e031800669fcc1d9b5ab6df1f80a40354135310a799892f1c3d0', 'TransactionData': '{"sender": "FqOkiTEu", "recipient": "y9EDcSYA", "amount": 4185}'}這就是由這6個(gè)礦工依次創(chuàng)建的六個(gè)區(qū)塊，根據(jù)hash值環(huán)環(huán)相扣。
到底我想說(shuō)的基本就結(jié)束了，最后我想說(shuō)區(qū)塊鏈?zhǔn)莻€(gè)神奇的技術(shù)，從聽(tīng)到它就深深的吸引著我，期望未來(lái)區(qū)塊鏈可以真的帶來(lái)巨大的變革。要知道，隨著AI的興起，區(qū)塊鏈的問(wèn)世，屬于程序員的數(shù)字時(shí)代會(huì)進(jìn)一步升華，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代只是一個(gè)開(kāi)始！謝謝閱讀，本人水平有限，如果您發(fā)現(xiàn)問(wèn)題或我理解偏差的地方可以及時(shí)指出，再次表示感謝。文章末尾會(huì)附上完整代碼。
import hashlib
import random
import string
import json
import threading
from decimal import Decimal
from time import time
class MyThread(threading.Thread):
def __init__(self, target, args=()):
super(MyThread, self).__init__()
self.func = target
self.args = args
def run(self):
self.result = self.func(*self.args)
def get_result(self):
try:
return self.result
except Exception:
return None
class BlockChain:
def __init__(self, initialHash):
# init block chain
self.chain = []
# init pitman
self.pitmen = []
for i in range(6):
self.pitmen.append(Pitman)
# collect mine results
self.results = []
# generate GenesisBlock
self.new_block(initialHash)
@property
def last_block(self):
if len(self.chain):
return self.chain[-1]
else:
return None
def get_trans(self):
return json.dumps({
'sender': ''.join(random.sample(string.ascii_letters + string.digits, 8)),
'recipient': ''.join(random.sample(string.ascii_letters + string.digits, 8)),
'amount': random.randrange(1, 10000)
})
def new_block(self, initialHash=None):
if initialHash:
# generate Genesis Block
block = Block()
block.index = 0
block.nonce = random.randrange(0, 99999)
block.previousHash = '0'
block.difficulty = 0
block.transactionData = self.get_trans()
guess = f'{block.previousHash}{block.nonce}{block.transactionData}'.encode()
block.hash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()
block.time = time()
self.chain.append(block)
else:
for i in range(len(self.pitmen)):
pm = MyThread(target=self.pitmen[i].mine,
args=(self.pitmen[i],
len(self.chain),
self.last_block.get_block()['Hash'],
self.get_trans()))
pm.start()
pm.join()
self.results.append(pm.get_result())
# show all blocks
print("All blocks generated by pitmen:")
for result in self.results:
print(result[0].get_block())
# get new block
firstblock = self.results[0][0]
mintime = Decimal(self.results[0][1])
for i in range(1, len(self.results)):
if Decimal(self.results[i][1]) < mintime:
firstblock = self.results[i][0]
else:
continue
self.chain.append(firstblock)
self.results = []
def show_chain(self):
print('This is mine first block chain!')
for block in self.chain:
print(block.get_block())
class Block:
def __init__(self):
self.index = None
self.time = None
self.difficulty = None
self.nonce = None
self.hash = None
self.previousHash = None
self.transactionData = None
def get_block(self):
return {
'Index': self.index,
'Time': self.time,
'Difficulty': self.difficulty,
'Hash': self.hash,
'Nonce': self.nonce,
'PreviousHash': self.previousHash,
'TransactionData': self.transactionData
}
class Pitman:
def mine(self, index, previousHash, transactionData):
beginTime = time()
block = Block()
block.index = index
block.previousHash = previousHash
block.transactionData = transactionData
block.difficulty, block.hash, block.nonce = self.generate_hash(previousHash, transactionData)
block.time = time()
endTime = time()
return block, endTime - beginTime
@staticmethod
def generate_hash(previousHash, transactionData):
difficulty = 0
nonce = random.randrange(0, 99999)
guess = f'{previousHash}{nonce}{transactionData}'.encode()
myhash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()
while myhash[-1] != '0':
difficulty += 1
nonce += difficulty
guess = f'{previousHash}{nonce}{transactionData}'.encode()
myhash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()
return difficulty, myhash, nonce
if __name__ == '__main__':
chain = BlockChain(1)
length = 5
for i in range(length):
chain.new_block()
chain.show_chain()到此，關(guān)于“區(qū)塊鏈的概念以及用Python的實(shí)現(xiàn)方法”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！
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