比特币从诞生到现在已经10年了,最近接触到了区块链相关的技术,为了揭开其背后的神秘面纱,我就从头开始构建一个简单的区块链。0 g1 M1 {0 Q* ]7 o 从技术上来看：区块是一种记录交易的数据结构，反映了一笔交易的资金流向。系统中已经达成的交易的区块连接在一起形成了一条主链，所有参与计算的节点都记录了主链或主链的一部分。- r3 g I2 ^! p; g; w6 A' E' }
# S8 j& c' e3 R. F! d2 l# b* | 一、比特币内部结构 # P7 [% d4 ]/ D. ~ ~# R ! w- K- i( f9 i, S( ` `6 ~$ n! M previous hash: 上一个区块的hash data:交易数据 time stamp:区块生成的时间戳 nonce:挖矿计算次数- D2 m0 ^2 Z% g, s" `0 V* ^* H 二、实现的比特币结构 , u4 r! g) \- I4 V) ] index ：当前区块索引 timestamp ：该区块创建时的时间戳 data ：交易信息 previous hash： 前一个区块的hash hash: 当前区块的hash nonce : 挖矿计算次数 K4 h; a) A$ T, X3 F$ W/ \) n r & {" \9 I( w; e' F% R. ^ 三、代码实现 1 f* @* |, z7 W 1.定义区块的结构 ) L, y) K; j& r4 w( B/ Q/ w """
区块设计
"""
import time
import hashlib
class Block:
# 初始化一个区块
def __init__(self,previous_hash,data):
self.index = 0
self.nonce = ''
self.previous_hash = previous_hash
self.time_stamp = time.time()
self.data = data
self.hash = self.get_hash()
# 获取区块的hash
def get_hash(self):
msg = hashlib.sha256()
msg.update(str(self.previous_hash).encode('utf-8'))
msg.update(str(self.data).encode('utf-8'))
msg.update(str(self.time_stamp).encode('utf-8'))
msg.update(str(self.index).encode('utf-8'))
return msg.hexdigest()
# 修改区块的hash值
def set_hash(self,hash):
self.hash = hash2.创世区块构造 . U: a! e/ D1 y/ i+ H. u( H 创世区块：没有前一个区块，这里的previous_hash和data是自己写死的。0 j3 ^8 K7 O% S* N2 I. U # 生成创世区块，这是第一个区块，没有前一个区块
def creat_genesis_block():
block = Block(previous_hash= '0000',data='Genesis block')
nonce,digest = mime(block=block)
block.nonce = nonce
block.set_hash(digest)
return block+ R7 v1 G( L# H0 W 3.挖矿函数定义 2 i2 M6 c2 g5 n( ] U% ^* J: c 代码如下：/ b# h" f1 W0 v1 D8 ~ def mime(block):
"""
挖矿函数——更新区块结构，加入nonce值
block:挖矿区块
"""
i = 0
prefix = '0000'
while True:
nonce = str(i)
msg = hashlib.sha256()
msg.update(str(block.previous_hash).encode('utf-8'))
msg.update(str(block.data).encode('utf-8'))
msg.update(str(block.time_stamp).encode('utf-8'))
msg.update(str(block.index).encode('utf-8'))
msg.update(nonce.encode('utf-8'))
digest = msg.hexdigest()
if digest.startswith(prefix):
return nonce,digest
i+=14.定义区块链结构 + ]" h' _0 B% m, I' ^ 代码如下：- g6 c8 W/ y0 A2 }) ]; R """
区块链设计
"""
from Block import *
# 区块链
class BlockChain:
def __init__(self):
self.blocks = [creat_genesis_block()]
# 添加区块到区块链上
def add_block(self,data):
pre_block = self.blocks[len(self.blocks)-1]
new_block = Block(pre_block.hash,data)
new_block.index = len(self.blocks)
nonce,digest = mime(block=new_block)
new_block.nonce = nonce
new_block.set_hash(digest)
self.blocks.append(new_block)
return new_block& P M& W9 J% l+ x/ f 四、代码运行 2 Y& R9 O, j/ M- | ) ]$ _- ^0 [1 J7 b, g. p( }+ } from BlockChain import *
# 创建一个区块链
bc = BlockChain()
# 添加区块
bc.add_block(data='second block')
bc.add_block(data='third block')
bc.add_block(data='fourth block')
for bl in bc.blocks:
print("Index:{}".format(bl.index))
print("Nonce:{}".format(bl.nonce))
print("Hash:{}".format(bl.hash))
print("Pre_Hash:{}".format(bl.previous_hash))
print("Time:{}".format(bl.time_stamp))
print("Data:{}".format(bl.data))
print('\n')# ~3 o+ u$ L' o. H, D; F$ q' d! I. v
$ Y6 E+ ?4 A2 r$ K) @5 b8 U6 R 
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发表于 2021-4-25 19:46:12
