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如何使用Python創(chuàng)建加密貨幣

作者：鏈三豐
開(kāi)發(fā) 后端
在構(gòu)建自己的加密貨幣或區(qū)塊鏈之前，您需要了解Python和區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)知識(shí)。區(qū)塊鏈或許看起來(lái)很復(fù)雜，但可以肯定的是其核心概念確實(shí)非常簡(jiǎn)單。

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本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「區(qū)塊鏈研究實(shí)驗(yàn)室」，作者鏈三豐 。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系區(qū)塊鏈研究實(shí)驗(yàn)室公眾號(hào)

本文將向大家介紹如何使用Python 3.9.4建立屬于自己的區(qū)塊鏈和加密貨幣。在構(gòu)建自己的加密貨幣或區(qū)塊鏈之前，您需要了解Python和區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)知識(shí)。區(qū)塊鏈或許看起來(lái)很復(fù)雜，但可以肯定的是其核心概念確實(shí)非常簡(jiǎn)單。

要求

確保您已安裝最新版本的Python。

入門

創(chuàng)建一個(gè)新的Python文件，文件名app.py。首先，我們應(yīng)該創(chuàng)建一個(gè)Block類。

我將參考dzone.com的代碼：

  1. class Block(object): 
  2.     def __init__(self): 
  3.         pass 
  4.  
  5.     def compute_hash(self): 
  6.         pass 

我們還需要?jiǎng)?chuàng)建Blockchain類藍(lán)圖：

  1. class Blockchain(object): 
  2.     def __init__(self): 
  3.         pass 
  4.  
  5.     def build_genesis(self): 
  6.         pass 
  7.  
  8.     def build_block(self): 
  9.         pass 
  10.  
  11.     @staticmethod 
  12.     def confirm_validity(block, previous_block): 
  13.         pass 
  14.  
  15.     def get_data(self, sender, receiver, amount): 
  16.         pass 
  17.  
  18.     @staticmethod 
  19.     def proof_of_work(last_proof): 
  20.         pass 
  21.  
  22.     @property 
  23.     def latest_block(self): 
  24.         pass 

積木類

現(xiàn)在，讓我們看一下我們剛剛創(chuàng)建的這些類。塊類將如下所示：

  1. import hashlib 
  2. import time 
  3.  
  4. class Block(object): 
  5.     def __init__(self, index, proof_number, previous_hash, data, timestamp=None): 
  6.         self.index = index 
  7.         self.proof_number = proof_number 
  8.         self.previous_hash = previous_hash 
  9.         self.data = data 
  10.         self.timestamp = timestamp or time.time() 
  11.  
  12.     @property     
  13.     def compute_hash(self): 
  14.         string_block = "{}{}{}{}{}".format(self.index, self.proof_number, self.previous_hash, self.data, self.timestamp) 
  15.         return hashlib.sha256(string_block.encode()).hexdigest() 

Block類采用幾個(gè)參數(shù)：index，proof_number，previous_hash，data和timestamp。

  • 索引用于查看塊在鏈中的哪個(gè)位置。
  • 我認(rèn)為，前者是不言而喻的。
  • 數(shù)據(jù)是一個(gè)對(duì)象，它收集有關(guān)該區(qū)塊的所有信息(id，金額，發(fā)送者，接收者等)。
  • 時(shí)間戳是指生成塊的時(shí)刻。

在def compute_hash()方法中，我們的哈希將使用hash方法創(chuàng)建。

鏈條類

單獨(dú)的塊沒(méi)有任何價(jià)值，并且使用鏈來(lái)加密數(shù)據(jù)，因此很重要。讓我們?yōu)镃hain類創(chuàng)建構(gòu)造函數(shù)：

  1. class Blockchain(object): 
  2.     def __init__(self): 
  3.         self.chain = [] 
  4.         self.current_data = [] 
  5.         self.nodes = set() 
  6.         self.build_genesiss() 

讓我們看一下這些參數(shù)的作用。

  • 該self.chain是一個(gè)變量，它存儲(chǔ)所有的塊。
  • 該self.current_data是一個(gè)變量，它存儲(chǔ)所有關(guān)于該塊的信息。
  • 這self.nodes是用于設(shè)置節(jié)點(diǎn)的示例方法。
  • 所述self.build_genesis方法變量是創(chuàng)建第一塊中的方法。

建立創(chuàng)世方法

此方法將用于創(chuàng)建初始?jí)K。因此，我們需要調(diào)用該build_block()方法。

  1. def build_genesis(self): 
  2.         self.build_block(proof_number=0, previous_hash=0) 
  3.  
  4.     def build_block(self, proof_number, previous_hash): 
  5.         block = Block( 
  6.             index=len(self.chain), 
  7.             proof_number=proof_number, 
  8.             previous_hash=previous_hash, 
  9.             data=self.current_data 
  10.         ) 
  11.  
  12.         self.current_data = [] 
  13.         self.chain.append(block) 
  14.  
  15.         return block 

在此方法中，創(chuàng)建一個(gè)新Block對(duì)象并輸入所需的參數(shù)：索引，證明，previous_hash和數(shù)據(jù)。然后，我們?cè)O(shè)置當(dāng)前數(shù)據(jù)并將該塊附加到鏈中。

確認(rèn)有效性方法

創(chuàng)建加密貨幣/區(qū)塊鏈的重要部分是檢查區(qū)塊是否有效。我們用一種新方法來(lái)做到這一點(diǎn)。

  1. @staticmethod 
  2.     def confirm_validity(block, previous_block): 
  3.         if previous_block.index + 1 != block.index: 
  4.             return False 
  5.  
  6.         elif previous_block.compute_hash() != block.previous_hash: 
  7.             return False 
  8.  
  9.         elif block.timestamp & lt; = previous_block.timestamp: 
  10.             return False 
  11.  
  12.         return True 

讓我們解釋一下：此方法使用幾個(gè)if語(yǔ)句來(lái)檢查Block是否是它應(yīng)該的塊。它c(diǎn)ompute_hash()再次使用該方法。

獲取數(shù)據(jù)方法

當(dāng)然，您希望能夠讀取您的塊和區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)，這是通過(guò)以下get_data()方法完成的：

  1. def get_data(self, sender, receiver, amount): 
  2.             self.current_data.append({ 
  3.                 'sender': sender, 
  4.                 'receiver': receiver, 
  5.                 'amount': amount 
  6.             }) 
  7.  
  8.             return True 

該方法非常簡(jiǎn)單，它采用三個(gè)參數(shù)并將它們添加到對(duì)象中。

工作證明

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將添加一個(gè)工作量證明算法以使挖掘成為可能。

讓我們創(chuàng)建def block_mining方法：

  1. def block_mining(self, details_miner): 
  2.         self.get_data( 
  3.             sender="0", 
  4.             receiver=details_miner, 
  5.             quantity=1, 
  6.         ) 
  7.  
  8.         last_block = self.latest_block 
  9.         last_proof_number = last_block.proof_number 
  10.         proof_number = self.proof_of_work(last_proof_number) 
  11.         last_hash = last_block.compute_hash 
  12.  
  13.         block = self.build_block(proof_number, last_hash) 
  14.  
  15.         return vars(block) 

定稿

為了結(jié)束我們的項(xiàng)目，我們將以下代碼行添加到def latest_block方法中，

  1. return self.chain[-1] 

現(xiàn)在，我們將測(cè)試我們的項(xiàng)目：

  1. bc = Blockchain() 
  2. print("READY") 
  3. print(bc.chain) 
  4. #output: 
  5. READY 
  6. [<__main__.Block object at 0x00000241A23C5EE0>] 

當(dāng)您看到類似的結(jié)果時(shí)，您的區(qū)塊鏈藍(lán)圖已成功構(gòu)建。如果您想添加額外的功能，則可以這樣做，請(qǐng)告訴我您所構(gòu)建的內(nèi)容!

完整代碼示例：

  1. import hashlib 
  2. import time 
  3.  
  4.  
  5. class Block(object): 
  6.     def __init__(self, index, proof_number, previous_hash, data, timestamp=None): 
  7.         self.index = index 
  8.         self.proof_number = proof_number 
  9.         self.previous_hash = previous_hash 
  10.         self.data = data 
  11.         self.timestamp = timestamp or time.time() 
  12.  
  13.     @property 
  14.     def compute_hash(self): 
  15.         string_block = "{}{}{}{}{}".format( 
  16.             self.index, self.proof_number, self.previous_hash, self.data, self.timestamp) 
  17.         return hashlib.sha256(string_block.encode()).hexdigest() 
  18.  
  19.  
  20. class Blockchain(object): 
  21.     def __init__(self): 
  22.         self.chain = [] 
  23.         self.current_data = [] 
  24.         self.nodes = set() 
  25.         self.build_genesis() 
  26.  
  27.     def build_genesis(self): 
  28.         self.build_block(proof_number=0, previous_hash=0) 
  29.  
  30.     def build_block(self, proof_number, previous_hash): 
  31.         block = Block( 
  32.             index=len(self.chain), 
  33.             proof_number=proof_number, 
  34.             previous_hash=previous_hash, 
  35.             data=self.current_data 
  36.         ) 
  37.  
  38.         self.current_data = [] 
  39.         self.chain.append(block) 
  40.  
  41.         return block 
  42.  
  43.     @staticmethod 
  44.     def confirm_validity(block, previous_block): 
  45.         if previous_block.index + 1 != block.index: 
  46.             return False 
  47.  
  48.         elif previous_block.compute_hash() != block.previous_hash: 
  49.             return False 
  50.  
  51.         elif block.timestamp >= previous_block.timestamp: 
  52.             return False 
  53.  
  54.         return True 
  55.  
  56.     def get_data(self, sender, receiver, amount): 
  57.         self.current_data.append({ 
  58.             'sender': sender, 
  59.             'receiver': receiver, 
  60.             'amount': amount 
  61.         }) 
  62.  
  63.         return True 
  64.  
  65.     @staticmethod 
  66.     def proof_of_work(last_proof): 
  67.         pass 
  68.  
  69.     @property 
  70.     def latest_block(self): 
  71.         return self.chain[-1] 
  72.  
  73.     def block_mining(self, details_miner): 
  74.         self.get_data( 
  75.             sender="0", 
  76.             receiver=details_miner, 
  77.             quantity=1, 
  78.         ) 
  79.  
  80.         last_block = self.latest_block 
  81.         last_proof_number = last_block.proof_number 
  82.         proof_number = self.proof_of_work(last_proof_number) 
  83.         last_hash = last_block.compute_hash 
  84.  
  85.         block = self.build_block(proof_number, last_hash) 
  86.  
  87.         return vars(block) 
  88.  
  89.  
  90. bc = Blockchain() 
  91. print("READY") 
  92. print(bc.chain) 

終于我們使用Python創(chuàng)建了自己的區(qū)塊鏈。

 

責(zé)任編輯：武曉燕 來(lái)源： 區(qū)塊鏈研究實(shí)驗(yàn)室
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