【无标题】构建一个区块链

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我是靠谱客的博主靓丽日记本，最近开发中收集的这篇文章主要介绍【无标题】构建一个区块链，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

这篇文章是近期看到比较优质的文章，全文如下：

首先，我导入了 hashlib和datetime，让我们分别计算哈希和时间戳块。

导入是将代码从一个模块传输到另一个模块的修改。如果没有 datetime 导入，我的区块链将无法处理时间戳，或者在没有 hashlib 导入的情况下无法创建哈希。

区块链包含两个类：Block类和Blockchain类。添加到区块链的每个块都使用Block类进行相同的建模。

块类
该块必须包含以下属性：

区块的编号，设置为 0，因为它是链中的第一个区块，称为创世区块
数据，设置为无
接下来，设置为无。这充当了指向下一个块的指针，继续链接的趋势。
哈希，设置为无。块的散列是至关重要的，因为它是使区块链如此安全和不可变的密码学的一部分。
nonce，设置为 0。 nonce 是一个随机整数，一遍又一遍地迭代，直到找到“Golden Nonce”。在工作量证明中，矿工们首先竞争找到正确的哈希值。随机数更改多次，直到它有助于生成正确的哈希。这样就完成了区块的验证，区块就可以加入链中了。
前一个哈希，设置为 0x0。存储前一个块的散列使区块链不可变，因为更改一个块的散列会影响所有后续块。
时间或时间戳，描述交易发生的时间，用于同步网络中的所有块。

Block类，它确定添加到链中的每个块的标准

当我们创建一个块时，我们存储它的数据。构造函数init初始化类的属性。自我和数据表示将包含在对象（块）中的内容。

哈希
下一步是添加哈希函数，计算区块的哈希值。

将nonce、data、前一个 hash、timestamp和块号放入一个字符串并通过 SHA-256 函数运行。SHA-256 是一种常用于区块链的加密哈希算法。“ h ”是使用 SHA-256 的变量。因为我在代码开头导入了hashlib，所以可以使用SHA-256。散列函数中的所有组件将创建块的散列，在创建新块时将其添加到散列字段中。

图片中的最后一行描述了将在输出中显示的内容或打印的内容。在这种情况下，输出将显示块的哈希和块号。

区块链类
下一步是创建代码的第二个类：Blockchain类。区块链类包括：

难度，设置为20。通过增加难度，我们有效地减小了目标范围。减小目标范围会使挖掘块变得更加困难，这在处理具有许多节点的网络时非常有用以找到可接受的哈希值。

最大随机数，设置为 2 的 32 次方，即 32 位数字中可以存储的最大数。随机数必须小于要接受的目标数。
目标数，设置为 2 的 256 次方减去难度。在这种情况下，难度为 20。
区块链中的第一个块是创世块，如第 34 行所示。现在，我完全陷入了下一行代码：dummy = head = block。任何链表的开头都称为head。由于我们的链表的头部是创世块，我们在代码中将其写为head = block。然而，仅此一点还不够具体——在 Python 中，对象是通过引用传递的。Head和block会指向同一个东西。必须在head变量（在本例中为dummy ）之前写入一个随机变量，以告诉计算机head与block指向的对象不同。

添加块
我们将继续认为区块链是add函数的链表，用于将块添加到链中。

区块链在哈希的帮助下形成一个链表。哈希将块联系在一起，使其不可变。前一个哈希（第 39 行）必须设置为等于当前位于列表顶部的块。然后，将新块设置为等于当前块加一，如第三行代码所示。

最后两行有助于形成区块链的形状。如“self.block.next = block”所示，每个块都有一个指向下一个块的指针，因此下一个指针被设置为块。这会将块添加到列表的末尾。下一行“self.block = self.block.next”将指针向前移动以继续将块添加到列表末尾的趋势。

矿业
接下来我添加了一个挖矿功能。我使用了工作量证明共识机制，比如比特币。为了将块添加到链中，节点会尝试不同的随机数，直到找到小于目标范围的哈希值。

第 46 行开始一个循环。它首先设置一些猜测准则（范围），从 0 到最大随机数。它在第 47 行继续检查当前块的哈希是否小于或等于目标。哈希必须在 Python 中转换为整数，因此是int。如果哈希值低于目标值，该过程将继续，并且可以添加块（第 48 行）。接下来，打印块，最后，我们暂停挖矿。但是，如果哈希不小于目标数，我们将随机数加 1 并重试。

整理起来
我们以从第 56 行开始的循环结束我们的代码。它计算 10 个随机块。你可以玩弄这些数字，但它总是会停在你插入的任何整数处。

第 60 行提示打印 10 个块。一旦你完成了这条线，你就正式完成了！运行几次以检查错误并欣赏您的作品。仅用 61 行代码，您就创建了一个可以生成块、计算哈希并将所有内容放在一起的区块链！

整体代码如下

import datetime
import hashlib

class Block:
blockNo = 0
data = None
next = None
hash = None
nonce = 0
previous_hash = 0x0
timestamp = datetime.datetime.now()

def __init__(self, data):
self.data = data

def hash(self):
h = hashlib.sha256()
h.update(
str(self.nonce).encode('utf-8') +
str(self.data).encode('utf-8') +
str(self.previous_hash).encode('utf-8') +
str(self.timestamp).encode('utf-8') +
str(self.blockNo).encode('utf-8')
)
return h.hexdigest()

def __str__(self):
return "Block Hash: " + str(self.hash()) + "nBlockNo: " + str(self.blockNo) + "nBlock Data: " + str(self.data) + "nHashes: " + str(self.nonce) + "n--------------"

class Blockchain:

diff = 20
maxNonce = 2**32
target = 2 ** (256-diff)

block = Block("Genesis")
dummy = head = block

def add(self, block):

block.previous_hash = self.block.hash()
block.blockNo = self.block.blockNo + 1

self.block.next = block
self.block = self.block.next

def mine(self, block):
for n in range(self.maxNonce):
if int(block.hash(), 16) <= self.target:
self.add(block)
print(block)
break
else:
block.nonce += 1

blockchain = Blockchain()

for n in range(10):
blockchain.mine(Block("Block " + str(n+1)))

while blockchain.head != None:
print(blockchain.head)
blockchain.head = blockchain.head.next
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