这项技术之所以吸引了如此多的关注，主要是因为它具有保证安全，强制分权和加快多个行业(尤其是金融行业)流程的能力。
本质上，区块链是一个公共数据库，它不可逆地记录和认证数字资产的拥有和传输。像比特币和以太坊这样的数字货币就是基于这个概念。
区块链是一项令人兴奋的技术，可用于转换应用程序的功能。
最近，我们看到政府，组织和个人使用区块链技术来创建自己的加密货币。值得注意的是，当Facebook提出自己的加密货币Libra时，这一公告激起了全世界的许多热潮。
如果您也可以效仿并创建自己的加密货币版本，你应该如何着手?
我考虑了这一点，决定开发一种可以创建加密货币的算法。
我决定将加密货币称为fccCoin。
在本教程中，我将逐步说明构建数字货币的过程(我使用了Python编程语言的面向对象概念)。
这是用于创建fccCoin的区块链算法的基本蓝图：
class Block:
def __init__():
#first block class
pass
def calculate_hash():
#calculates the cryptographic hash of every block
class BlockChain:
def __init__(self):
# constructor method
pass
def construct_genesis(self):
# constructs the initial block
pass
def construct_block(self, proof_no, prev_hash):
# constructs a new block and adds it to the chain
pass
@staticmethod
def check_validity():
# checks whether the blockchain is valid
pass
def new_data(self, sender, recipient, quantity):
# adds a new transaction to the data of the transactions
pass
@staticmethod
def construct_proof_of_work(prev_proof):
# protects the blockchain from attack
pass
@property
def last_block(self):
# returns the last block in the chain
return self.chain[-1]
现在，让我解释一下接下来应该怎么做……
1.建立第一个Block类
区块链由几个相互连接的块组成，因此，如果一个块被篡改，则链将变为无效。
在应用上述概念时，我创建了以下初始块类：
import hashlib
import time
class Block:
def __init__(self, index, proof_no, prev_hash, data, timestamp=None):
self.index = index
self.proof_no = proof_no
self.prev_hash = prev_hash
self.data = data
self.timestamp = timestamp or time.time()
@property
def calculate_hash(self):
block_of_string = "{}{}{}{}{}".format(self.index, self.proof_no,
self.prev_hash, self.data,
self.timestamp)
return hashlib.sha256(block_of_string.encode()).hexdigest()
def __repr__(self):
return "{} - {} - {} - {} - {}".format(self.index, self.proof_no,
self.prev_hash, self.data,
self.timestamp)
从上面的代码中可以看到，我定义了__init __()函数，该函数将在启动Block类时执行，就像在其他任何Python类中一样。
我为启动函数提供了以下参数：
- self-引用Block类的实例，从而可以访问与该类关联的方法和属性;
- 索引—跟踪区块链在区块链中的位置;
- proof_no-这是在创建新块(称为挖矿)期间产生的数量;
- prev_hash —这是指链中上一个块的哈希值;
- 数据-提供所有已完成交易的记录，例如购买数量;
- 时间戳记-为事务放置时间戳记。
类中的第二个方法calculate_hash将使用上述值生成块的哈希。SHA-256模块被导入到项目中，以帮助获得块的哈希值。
将值输入到密码哈希算法后，该函数将返回一个256位字符串，表示该块的内容。
这就是在区块链中实现安全性的方式-每个块都将具有哈希，并且该哈希将依赖于前一个块的哈希。
因此，如果有人试图破坏链中的任何区块，其他区块将具有无效的哈希值，从而导致整个区块链网络的破坏。
最终，一个块将如下所示：
{
"index": 2,
"proof": 21,
"prev_hash": "6e27587e8a27d6fe376d4fd9b4edc96c8890346579e5cbf558252b24a8257823",
"transactions": [
{'sender': '0', 'recipient': 'Quincy Larson', 'quantity': 1}
],
"timestamp": 1521646442.4096143
}
2.建立区块链类
顾名思义，区块链的主要思想涉及将多个区块相互“链接”。
因此，我将构建一个对管理整个链的工作很有用的Blockchain类。这是大多数动作将要发生的地方。
该Blockchain类将在blockchain完成各种任务的各种辅助方法。
让我解释一下每个方法在类中的作用。
A.构造方法
此方法确保实例化区块链。
class BlockChain:
def __init__(self):
self.chain = []
self.current_data = []
self.nodes = set()
self.construct_genesis()
以下是其属性的作用：
- self.chain-此变量保留所有块;
- self.current_data-此变量将所有已完成的事务保留在该块中;
- self.construct_genesis() -此方法将负责构造初始块。
B.构建创世块
区块链需要一个construct_genesis方法来构建链中的初始块。在区块链惯例中，此块是特殊的，因为它象征着区块链的开始。
在这种情况下，让我们通过简单地将一些默认值传递给Construct_block方法来构造它。
尽管您可以提供所需的任何值，但我都给了proof_no和prev_hash一个零值。
def construct_genesis(self):
self.construct_block(proof_no=0, prev_hash=0)
def construct_block(self, proof_no, prev_hash):
block = Block(
index=len(self.chain),
proof_no=proof_no,
prev_hash=prev_hash,
data=self.current_data)
self.current_data = []
self.chain.append(block)
return block
C.建造新的街区
该construct_block 方法用于在blockchain创造新的块。
这是此方法的各种属性所发生的情况：
- 索引-代表区块链的长度;
- proof_nor&prev_hash —调用者方法传递它们;
- 数据-包含节点上任何块中未包含的所有事务的记录;
- self.current_data-用于重置节点上的事务列表。如果已经构造了一个块并将事务分配给该块，则会重置该列表以确保将来的事务被添加到该列表中。并且，该过程将连续进行;
- self.chain.append()-此方法将新构建的块连接到链;
- return-最后，返回一个构造的块对象。
D.检查有效性
该check_validity方法是评估blockchain的完整性，确保异常是绝对重要。
如上所述，散列对于区块链的安全至关重要，因为即使对象发生任何细微变化也将导致生成全新的哈希。
因此，此check_validity 方法使用if语句检查每个块的哈希是否正确。
它还通过比较其哈希值来验证每个块是否指向正确的上一个块。如果一切正确，则返回true;否则，返回true。否则，它返回false。
@staticmethod
def check_validity(block, prev_block):
if prev_block.index + 1 != block.index:
return False
elif prev_block.calculate_hash != block.prev_hash:
return False
elif not BlockChain.verifying_proof(block.proof_no, prev_block.proof_no):
return False
elif block.timestamp <= prev_block.timestamp:
return False
return True
E.添加交易数据
该NEW_DATA方法用于添加事务的数据的块。这是一种非常简单的方法：它接受三个参数(发送者的详细信息，接收者的详细信息和数量)，并将交易数据附加到self.current_data列表中。
每当创建新块时，都会将该列表分配给该块，并再次按Construct_block方法中的说明进行重置。
将交易数据添加到列表后，将返回要创建的下一个块的索引。
该索引是通过将当前块的索引(即区块链中的最后一个)的索引加1来计算的。数据将帮助用户将来提交交易。
def new_data(self, sender, recipient, quantity):
self.current_data.append({
'sender': sender,
'recipient': recipient,
'quantity': quantity
})
return True
F.添加工作证明
工作量证明是防止区块链滥用的概念。简而言之，其目的是在完成一定数量的计算工作后，确定一个可以解决问题的编号。
如果识别数字的难度很高，则不鼓励发送垃圾邮件和篡改区块链。
在这种情况下，我们将使用一种简单的算法来阻止人们挖掘区块或轻松创建区块。
@staticmethod
def proof_of_work(last_proof):
'''this simple algorithm identifies a number f' such that hash(ff') contain 4 leading zeroes
f is the previous f'
f' is the new proof
'''
proof_no = 0
while BlockChain.verifying_proof(proof_no, last_proof) is False:
proof_no += 1
return proof_no
@staticmethod
def verifying_proof(last_proof, proof):
#verifying the proof: does hash(last_proof, proof) contain 4 leading zeroes?
guess = f'{last_proof}{proof}'.encode()
guess_hash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()
return guess_hash[:4] == "0000"
G.得到最后一块
最后，latest_block 方法是一种帮助程序方法，可帮助获取区块链中的最后一个块。请记住，最后一个块实际上是链中的当前块。
@property
def latest_block(self):
return self.chain[-1]
总结
这是用于创建fccCoin加密货币的完整代码。
import hashlib
import time
class Block:
def __init__(self, index, proof_no, prev_hash, data, timestamp=None):
self.index = index
self.proof_no = proof_no
self.prev_hash = prev_hash
self.data = data
self.timestamp = timestamp or time.time()
@property
def calculate_hash(self):
block_of_string = "{}{}{}{}{}".format(self.index, self.proof_no,
self.prev_hash, self.data,
self.timestamp)
return hashlib.sha256(block_of_string.encode()).hexdigest()
def __repr__(self):
return "{} - {} - {} - {} - {}".format(self.index, self.proof_no,
self.prev_hash, self.data,
self.timestamp)
class BlockChain:
def __init__(self):
self.chain = []
self.current_data = []
self.nodes = set()
self.construct_genesis()
def construct_genesis(self):
self.construct_block(proof_no=0, prev_hash=0)
def construct_block(self, proof_no, prev_hash):
block = Block(
index=len(self.chain),
proof_no=proof_no,
prev_hash=prev_hash,
data=self.current_data)
self.current_data = []
self.chain.append(block)
return block
@staticmethod
def check_validity(block, prev_block):
if prev_block.index + 1 != block.index:
return False
elif prev_block.calculate_hash != block.prev_hash:
return False
elif not BlockChain.verifying_proof(block.proof_no,
prev_block.proof_no):
return False
elif block.timestamp <= prev_block.timestamp:
return False
return True
def new_data(self, sender, recipient, quantity):
self.current_data.append({
'sender': sender,
'recipient': recipient,
'quantity': quantity
})
return True
@staticmethod
def proof_of_work(last_proof):
'''this simple algorithm identifies a number f' such that hash(ff') contain 4 leading zeroes
f is the previous f'
f' is the new proof
'''
proof_no = 0
while BlockChain.verifying_proof(proof_no, last_proof) is False:
proof_no += 1
return proof_no
@staticmethod
def verifying_proof(last_proof, proof):
#verifying the proof: does hash(last_proof, proof) contain 4 leading zeroes?
guess = f'{last_proof}{proof}'.encode()
guess_hash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()
return guess_hash[:4] == "0000"
@property
def latest_block(self):
return self.chain[-1]
def block_mining(self, details_miner):
self.new_data(
sender="0", #it implies that this node has created a new block
receiver=details_miner,
quantity=
1, #creating a new block (or identifying the proof number) is awarded with 1
)
last_block = self.latest_block
last_proof_no = last_block.proof_no
proof_no = self.proof_of_work(last_proof_no)
last_hash = last_block.calculate_hash
block = self.construct_block(proof_no, last_hash)
return vars(block)
def create_node(self, address):
self.nodes.add(address)
return True
@staticmethod
def obtain_block_object(block_data):
#obtains block object from the block data
return Block(
block_data['index'],
block_data['proof_no'],
block_data['prev_hash'],
block_data['data'],
timestamp=block_data['timestamp'])
现在，让我们测试我们的代码，看看它是否有效。
blockchain = BlockChain()
print("***Mining fccCoin about to start***")
print(blockchain.chain)
last_block = blockchain.latest_block
last_proof_no = last_block.proof_no
proof_no = blockchain.proof_of_work(last_proof_no)
blockchain.new_data(
sender="0", #it implies that this node has created a new block
recipient="Quincy Larson", #let's send Quincy some coins!
quantity=
1, #creating a new block (or identifying the proof number) is awarded with 1
)
last_hash = last_block.calculate_hash
block = blockchain.construct_block(proof_no, last_hash)
print("***Mining fccCoin has been successful***")
print(blockchain.chain)
有效!
这是挖掘过程的输出：
***Mining fccCoin about to start***
[0 - 0 - 0 - [] - 1566930640.2707076]
***Mining fccCoin has been successful***
[0 - 0 - 0 - [] - 1566930640.2707076, 1 - 88914 - a8d45cb77cddeac750a9439d629f394da442672e56edfe05827b5e41f4ba0138 - [{'sender': '0', 'recipient': 'Quincy Larson', 'quantity': 1}] - 1566930640.5363243]
结论
以上就是使用Python创建自己的区块链的方式。
如果按原样部署该代币，它将无法满足当前市场对稳定，安全且易于使用的加密货币的需求。
因此，仍可以通过添加其他功能来增强其挖掘和发送财务交易的功能，从而对其进行改进。
原文地址：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyMDc0MzY0MQ==&mid=2247488683&idx=1&sn=3b7d944c4fd7a7e032e43619160ac53b&chksm=97c6061da0b18f0be6570a921942becaa0bba0e1d9e004fcd7e693847e9dc0da679eea265233&mpshare=1&
