一个简单的区块链货币,python实现

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一个简单的区块链货币,python实现_第1张图片

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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