手把手教你搭建区块链（上）

修恩笔记

2019-12-26

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“学习区块链的最快方法就是自己亲手搭建一个”

“学习区块链的最快方法就是自己亲手搭建一个”

如果您已经掌握了一些基础的python知识，那么跟着本文搭建区块链对您来说将不是一件难事儿。

在开始之前，有一些概念需要您先明确：

1. 区块链是一个不变的顺序记录链，称为块。它们可以包含事务，文件或任何您想要记录的数据。您只需记住，它们使用哈希值链接在一起。

2. 哈希函数就是一个简单的函数，它接受输入值，并根据该输入创建确定输入值的输出值。对于任何x输入值，只要运行哈希函数，您将始终收到相同的y输出值。这样，每个输入都有一个确定的输出。哈希函数通常是不可逆的（单向），这意味着仅知道输出就无法弄清楚输入-除非尝试所有可能的输入（也称为暴力破解）。

这是哈希函数md5，可从任何输入数据创建一个32个字符的十六进制输出

掌握了区块，哈希等基本概念之后，您还需要为搭建区块链做一些环境准备工作：请您确保您的电脑已安装 Python 3.6以上（以及pip）、Flask和Requests库。

pip install Flask==0.12.2 requests==2.18.4

Step 1

搭建区块链

打开你最喜欢的文本编辑器或IDE，推荐使用PyCharm；创建一个新文件，名为blockchain.py

创建一个Blockchain类，创建两个初始的空列表作为构造函数，一个用于存储我们的区块链，另一个用于存储交易。

class Blockchain(object):    def __init__(self):        self.chain = []        self.current_transactions = []            def new_block(self):        # Creates a new Block and adds it to the chain        pass        def new_transaction(self):        # Adds a new transaction to the list of transactions        pass        @staticmethod    def hash(block):        # Hashes a Block        pass    @property    def last_block(self):        # Returns the last Block in the chain        pass

这个区块链类负责管理链。，它存储事务，并具有一些用于将新块添加到链中的辅助方法。

”Block到底长什么样？“

每个Block都有一个索引index，一个时间戳timestamp（以Unix时间表示），一个事务列表，一个proof证明（稍后会有更多介绍）以及前一个块的哈希值。如下面代码所示：

block = {    'index': 1,    'timestamp': 1506057125.900785,    'transactions': [        {            'sender': "8527147fe1f5426f9dd545de4b27ee00",            'recipient': "a77f5cdfa2934df3954a5c7c7da5df1f",            'amount': 5,        }    ],    'proof': 324984774000,    'previous_hash': "2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824"}

此时链的概念应该很明显了：每个新块本身都包含前一个块的哈希。这很关键，因为这使区块链具有不变性，即：如果攻击者破坏了链中较早的区块，则所有后续区块都将包含不正确的哈希。

”将交易添加到区块“

创建一个new_transaction()方法，将交易添加到区块：

class Blockchain(object):    ...        def new_transaction(self, sender, recipient, amount):        """        Creates a new transaction to go into the next mined Block        :param sender: <str> Address of the Sender        :param recipient: <str> Address of the Recipient        :param amount: <int> Amount        :return: <int> The index of the Block that will hold this transaction        """        self.current_transactions.append({            'sender': sender,            'recipient': recipient,            'amount': amount,        })        return self.last_block['index'] + 1

在new_transaction()将事务添加到列表之后，它将返回要添加该事务的块的索引：即下一个要挖掘的块。这对于提交事务的用户很有用。

”创建一个新区块“

实例化我们的区块链时，我们需要使用创世区块（就是前面没有任何区块）。

我们还需要在创世区块中添加“证明”，这是挖矿（或工作量证明Proof of Work）的结果。关于Pow可以参考我之前写过的文章：金融小课堂 | 加密货币一级市场概述（上）。

除了在构造函数中创建创世区块之外，我们还需要实例化new_block()，new_transaction()和hash()这三个方法：

import hashlibimport jsonfrom time import timeclass Blockchain(object):    def __init__(self):        self.current_transactions = []        self.chain = []        # Create the genesis block        self.new_block(previous_hash=1, proof=100)    def new_block(self, proof, previous_hash=None):        """        Create a new Block in the Blockchain        :param proof: <int> The proof given by the Proof of Work algorithm        :param previous_hash: (Optional) <str> Hash of previous Block        :return: <dict> New Block        """        block = {            'index': len(self.chain) + 1,            'timestamp': time(),            'transactions': self.current_transactions,            'proof': proof,            'previous_hash': previous_hash or self.hash(self.chain[-1]),        }        # Reset the current list of transactions        self.current_transactions = []        self.chain.append(block)        return block    def new_transaction(self, sender, recipient, amount):        """        Creates a new transaction to go into the next mined Block        :param sender: <str> Address of the Sender        :param recipient: <str> Address of the Recipient        :param amount: <int> Amount        :return: <int> The index of the Block that will hold this transaction        """        self.current_transactions.append({            'sender': sender,            'recipient': recipient,            'amount': amount,        })        return self.last_block['index'] + 1    @property    def last_block(self):        return self.chain[-1]    @staticmethod    def hash(block):        """        Creates a SHA-256 hash of a Block        :param block: <dict> Block        :return: <str>        """        # We must make sure that the Dictionary is Ordered, or we'll have inconsistent hashes        block_string = json.dumps(block, sort_keys=True).encode()        return hashlib.sha256(block_string).hexdigest()