怎么用python代碼實現區塊鏈

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區塊鏈

區塊鏈是一個公開的數字賬本，它按時間順序記錄比特幣或其他加密貨幣發生的交易。

更一般的講，區塊鏈是一個公共數據庫，新的數據將存儲在一個被稱為”塊“的容器中，然后塊會被添加到一個不可篡改的鏈，因此被稱為”區塊鏈“。當我們談到比特幣或其他加密貨幣時，這些數據指的是交易記錄。當然，你可以將任何類型的數據存入區塊鏈。

區塊鏈技術已經催生了全新的、完全數字化的貨幣，如比特幣和萊特幣，這些貨幣并不是由中央政府發行或管理的。這一技術給那些不認可當前銀行系統人帶來了新的自由。區塊鏈同時也為分布式計算帶來了革命性的創新，例如，以太坊區塊鏈引入了一些有趣的概念，比如智能合約。

在本文中，我將用不到50行的Python 2代碼來做一個簡單的區塊鏈。我稱它為SnakeCoin。

我們首先將定義“塊”的數據結構。在區塊鏈中，每個塊都存儲一個時間戳和一個可選地索引。在SnakeCoin中，我們將把兩者都存儲起來。為了確保整個區塊鏈的完整性，每個塊都有一個用于自我標識的哈希。與比特幣一樣，每個塊的哈希將是對塊索引、時間戳、數據和前塊哈希計算出的加密哈希值。其中你可以在數據中保存任何內容。

import hashlib as hasher

class Block:
  def __init__(self, index, timestamp, data, previous_hash):
    self.index = index
    self.timestamp = timestamp
    self.data = data
    self.previous_hash = previous_hash
    self.hash = self.hash_block()
  
  def hash_block(self):
    sha = hasher.sha256()
    sha.update(str(self.index) + 
               str(self.timestamp) + 
               str(self.data) + 
               str(self.previous_hash))
    return sha.hexdigest()

太棒了！現在有了塊的數據結構，不過我們的目的是實現一個區塊鏈，所以需要將塊添加到一個鏈中。如前所述，每個塊都需要前一個塊的信息。但是按照這個說法就會有一個問題，如何添加區塊鏈的第一個塊？嗯，鏈中的第一個塊，或者說創世塊，是一個特殊的塊。在很多情況下需要手動添加或者采用單獨的處理邏輯。

下面將創建一個函數，它的作用就是簡單地返回一個創世塊。這個塊的索引為0：

import datetime as date

def create_genesis_block():
  # Manually construct a block with
  # index zero and arbitrary previous hash
  return Block(0, date.datetime.now(), "Genesis Block", "0")

現在已經創建好了創世塊，接下來需要一個函數，以便在區塊鏈中生成后續的塊。這個函數將以鏈中的前一個塊為參數，生成并返回新塊。當新塊的哈希值計算利用了來自前面塊的信息時，區塊鏈的完整性就會隨著每個新塊而增加。如果不這樣的話，外部組織就更容易“改變過去”，用他們偽造的塊來取代鏈中的塊。這一系列的塊哈希可以作為加密的證據，有助于確保一旦將塊添加到區塊鏈，它就不能被替換或刪除。

def next_block(last_block):
  this_index = last_block.index + 1
  this_timestamp = date.datetime.now()
  this_data = "Hey! I'm block " + str(this_index)
  this_hash = last_block.hash
  return Block(this_index, this_timestamp, this_data, this_hash)

大部分的重要工作已經完成，現在可以創建區塊鏈了！在我們的實現中，區塊鏈就是一個簡單的 Python列表。列表的第一個元素是創世塊。當然，我們還需要添加后續的塊。因為SnakeCoin可以說是世界上最迷你的區塊鏈，我們在這里只添加20個新的塊。可以用for循環來生成新塊：

# Create the blockchain and add the genesis block
blockchain = [create_genesis_block()]
previous_block = blockchain[0]

# How many blocks should we add to the chain
# after the genesis block
num_of_blocks_to_add = 20

# Add blocks to the chain
for i in range(0, num_of_blocks_to_add):
  block_to_add = next_block(previous_block)
  blockchain.append(block_to_add)
  previous_block = block_to_add
  # Tell everyone about it!
  print "Block #{} has been added to the blockchain!".format(block_to_add.index)
  print "Hash: {}\n".format(block_to_add.hash)

下面來測試一下我們的區塊鏈。

怎么用python代碼實現區塊鏈