一个简单的区块链货币，python实现

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图片来源：哈利波特

作者

Vincent__Law

原文

https://blog.csdn.net/vincent__law/article/details/79606357

版权归原作者所有，如需转载，请联系原作者。

区块链的特点和定义，有很多资料可以查询。但对于程序员，代码对于加深理解有着非常大的作用，以下代码为python实现的一个区块链货币，用来帮助理解。代码中配有注释，copy下来可以直接run，测试代码在最后。

理解前提：理解区块链的“账本”的比喻，基于区块链的电子货币的概念，“挖矿”。

源码同时放到了我的github上。

Github（https://github.com/Warmriver/blockChainHW）

import hashlib  
import random  
import time  
  
# 区块链中交易  
class Transaction:  
    def __init__(self, from_addr, to_addr, amount):  
        """ 
        fromAddr: 交易的发起人的地址 
        toAdddr: 交易的收款人的地址 
        amount: 交易金额 
        """  
        self.from_addr = from_addr  
        self.to_addr = to_addr  
        self.amount = amount  
    def __str__(self):  
        return str(self.from_addr) + " send " + str(self.amount) + " to " + str(self.to_addr)  
  
class Block:  
    def __init__(self, transactions, timestamp, data = '', previous_hash = '0', nonce = 0):  
        """ 
        transactions:交易列表，实际应用时并不能这么传递，因为交易的量很很大 
        timestamp:时间戳 
        data:数据 
        nonce:随机数，使用这个数字的改变来更改block的hash值 
        previous_hash:上一个模块的hash值 
        hash:模块的hash值 
        """  
        self.transactions = transactions  
        self.timestamp = timestamp  
        self.data = data  
        self.previous_hash = previous_hash  
        self.nonce = nonce  
        self.hash = self.calculate_block_hash()  
          
    # 计算hash值，上一个block的hash值也在材料中  
    def calculate_block_hash(self):  
        combination = str(self.timestamp) + str(self.data) + str(self.previous_hash) + str(self.nonce)          
        for trans in self.transactions:  
            combination += str(trans)  
        return hashlib.sha256(bytes(combination,'utf-8')).hexdigest()  
    # 挖掘，为了限制用户节点的挖掘能力，增加proof of work机制，增加挖掘的难度，difficulty越大，hash碰撞越难  
    def mineblock(self,difficult):  
        start = 0  
        while [v for v in self.hash[start:difficult]] != ['0' for v in range(start, difficult)]:  
        # while [v for v in self.hash[start:difficult]] != ['0' for v in range(start, difficult)]:  
            self.nonce += 1  
            self.hash = self.calculate_block_hash()  
        print("挖到了一个 block，"+self.hash+",difficulty为", difficult)  
# 区块链  
class BlockChain:  
    def __init__(self):  
        """ 
        diffculty:难度 
        chain:区块链，这里用数组表示 
        pending_transactions:等待被挖掘的交易列表 
        reward_coin:奖励金，对记账用户的奖励，即区块链货币，设置为一个block奖励1.2个， 
                    单一用户修改此项并不会生效，因为每个人都有账本，必须说服多数派，拥有大于百分之50的同意。 
        """  
        self.difficult = 3  
        self.chain = [self.genesis_block()]  
        self.pending_transactions = []  
        self.reward_coin = 1.2  
    # 创世块  
    def genesis_block(self):  
        first_transaction = Transaction("24monkey", "24monkey", 50)  
        return Block([first_transaction], int(time.time()),"创世模块")  
    # 获得区块链最新的block  
    def get_latest_block(self):  
        return self.chain[len(self.chain) - 1]  
    # 记录交易  
    def transaction_record(self, transaction):  
        self.pending_transactions.append(transaction)  
    # 对区块链中行为进行交易，mining  
    def mine_pending_transactions(self, reward_addr):  
        new_block = Block(self.pending_transactions, int(time.time()), )  
        new_block.mineblock(self.difficult)  
        print("成功记录一笔交易，挖到了一个block")  
        self.chain.append(new_block)  
        self.pending_transactions = [Transaction('', reward_addr, self.reward_coin)]  
    # 增加block  
    def add_block(self, block):  
        block.previous_hash = self.get_latest_block().hash  
        block.mineblock(self.difficult)  
        self.chain.append(block)  
    # 获得一个账户的balance  
    def get_balance(self, addr):  
        balance = 0  
        for block in self.chain:  
            for transaction in block.transactions:  
                if transaction.from_addr == addr:  
                    balance -= transaction.amount  
                elif transaction.to_addr == addr:  
                    balance += transaction.amount  
        return balance  
    # 账本是否本篡改，篡改者需要篡改所有的block且说服他人，篡改很困难  
    def check_chain_validity(self):  
        for i in range(1,len(self.chain)):  
            current_block = self.chain[i]  
            previous_block = self.chain[i-1]  
            if(current_block.hash != current_block.calculate_block_hash()):  
                return False  
            if(current_block.previous_hash != previous_block.hash):  
                return False  
        return True  
def time_s():  
    return int(time.time())  
  
  
if __name__ == '__main__':  
    # 初始化一个区块链  
    vin_coin = BlockChain()  
    # 两笔交易  
    trans_a = Transaction("shiki_addr", "vincent_addr", 44)  
    trans_b = Transaction("vincent_addr", "shiki_addr", 44)  
    """ 
    测试挖矿，proof of work的难度测试 
    """  
    vin_coin.add_block(Block([trans_a], time_s(), {" reason " : " I owed you"}))  
    vin_coin.add_block(Block([trans_b], time_s(), {" reason " : " I gave it back to you cause I love you"}))  
    """ 
    测试篡改数据的测试 
    """  
    print("vin币chain合法吗？", vin_coin.check_chain_validity())  
    vin_coin.chain[1].transactions[0].amount = 40  
    # 修改一个block后，重新计算这个block的hash，并不能成功  
    vin_coin.chain[1].hash = vin_coin.chain[1].calculate_block_hash()  
    print("vin币chain合法吗？", vin_coin.check_chain_validity())  
  
    """ 
    测试vin币奖励机制 
    """  
    vin_coin.transaction_record(trans_a)  
    vin_coin.transaction_record(trans_b)  
    vin_coin.mine_pending_transactions("记录者1")  
    # 由于记录者1获得奖励的事件还没有入账，所以查不到  
    print("记录者1的账户: ", vin_coin.get_balance("记录者1"))  
    # 记录者2确认了记录者1的行为，记录者1的账户余额不足  
    vin_coin.mine_pending_transactions("记录者2")  
    print("记录者1的账户: ", vin_coin.get_balance("记录者1"))

- The End -

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