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在数字货币盛行的档口，比特币，这币那币到底值不值得信赖呢？也许你像很多人一样感到新奇，想接近它，但只因背后的区块链技术，阻断了向新领域尝试的步伐。不过，对于程序员来说，想真正搞懂比特币，搞懂区块链，可不是难题，因为他们能边玩边学，通过一行行Pyhton代码，就能真正理解数字货币的底层秘密。能用这么有逼格的方式来学习区块链的，也只有程序员了。
作者|DanielvanFlymen纽约区块链工程师
译者|熊丽兵牛娃软件CTO
本文经授权转自「区块链大本营」
准备工作
本文要求读者对Python有基本的理解，能读写基本的Python，并且需要对HTTP请求有基本的了解。
我们知道区块链是由区块的记录构成的不可变、有序的链结构，记录可以是交易、文件或任何你想要的数据，重要的是它们是通过哈希值链接起来的。
如果你还不是很了解哈希，可以查看这篇文章https://learncryptography.com/hash-functions/what-are-hash-functions。
环境准备
环境准备，确保已经安装Python3.6+、pip、Flask、requests。
安装方法：
pipinstallFlask==0.12.2requests==2.18.4
同时还需要一个HTTP客户端，比如Postman、cURL或其它客户端。
参考源代码。
开始创建Blockchain
新建一个文件blockchain.py，本文所有的代码都写在这一个文件中，可以随时参考源代码。
Blockchain类
首先创建一个Blockchain类，在构造函数中创建了两个列表，一个用于储存区块链，一个用于储存交易。
Aave社区正对“如何分配Aave Grants DAO收到的30万枚OP”提案进行投票:5月4日消息，Aave社区正对“如何分配Aave Grants DAO（AGD）收到的30万枚OP”提案进行温度检查投票，该提案目前支持率为99.97%，并将于5月8日结束。根据该提案，Aave社区去年创建了一个提案并成功收到了30万枚OP代币，作为激励基金OP Stimpack阶段0的一部分。这些代币将用于资助项目，以帮助Aave在Optimism上的发展。该提案旨在澄清收到的OP应如何分配并获得社区支持。
该提案建议分配最多10万枚OP用于当前AGD季度的赠款以及以Optimism为中心的事件和赏金，并将剩余的20万枚OP保留在AGD多签钱包中以用于AGD的未来季度赠款或分配。如果该提案获得此次投票通过，AGD将按照上述方式进行资金分配。不需要AIP或进一步的治理行动。[2023/5/4 14:42:34]
以下是Blockchain类的框架：
classBlockchain(object):def__init__(self):self.chain=self.current_transactions=defnew_block(self):Billions项目组Addsanewtransactiontothelistoftransactionspass@staticmethoddefhash(block):Billions项目组ReturnsthelastBlockinthechainpass
Blockchain类用来管理链条，它能存储交易、加入新块等，下面我们来进一步完善这些方法。
块结构
每个区块包含属性：索引、Unix时间戳、交易列表、工作量证明以及前一个区块的Hash值。
以下是一个区块的结构：
block={'index':1,'timestamp':1506057125.900785,'transactions':,'proof':324984774000,'previous_hash':"2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824"}
国际刑警组织正在调查如何监督元宇宙犯罪:金色财经报道，国际刑警组织（INTERPOL）正在调查如何在元宇宙中监督犯罪。然而，国际刑警组织的一名高级官员认为，定义“元宇宙犯罪”存在一些问题。据BBC报道，国际刑警组织秘书长Jurgen Stock透露，该组织打算监督元宇宙中的犯罪活动。Stock强调了“老练和专业”的罪犯适应新技术工具进行犯罪的能力。
此前2022年10月消息，国际刑警组织推出专门为全球执法部门设计的元宇宙INTERPOL Metaverse，该元宇宙允许注册用户参观法国里昂的国际刑警组织总秘书处总部的虚拟场景，甚至可以通过其Avatar与其他官员进行互动以及为全球执法部门提供沉浸式培训课程。（Cointelegraph）[2023/2/6 11:50:10]
到这里区块链的概念就清楚了，每个新的区块都包含上一个区块的Hash，这是关键的一点，它保障了区块链不可变性。如果攻击者破坏了前面的某个区块，那么后面所有区块的Hash都会变得不正确。不理解的话，慢慢消化，可参考{%post_linkwhatbc区块链技术原理%}。
加入交易
接下来我们需要添加一个交易，来完善下new_transaction方法：
classBlockchain(object):...defnew_transaction(self,sender,recipient,amount):"""生成新交易信息，信息将加入到下一个待挖的区块中:paramsender:<str>AddressoftheSender:paramrecipient:<str>AddressoftheRecipient:paramamount:<int>Amount:return:<int>TheindexoftheBlockthatwillholdthistransaction"""self.current_transactions.append({'sender':sender,'recipient':recipient,'amount':amount,})returnself.last_block+1
乌克兰危机全面爆发会如何：高盛预测纳斯达克大跌近10%:2月21日电，高盛估计，标普500指数在俄乌危机全面爆发中的下行空间为6.2%，若降温则有5.6%的上涨潜力。以Dominic Wilson为首的策略师预计纳斯达克有9.6%的潜在下行空间，反之有8.6%的潜在上行空间。(财联社)[2022/2/22 10:06:59]
方法向列表中添加一个交易记录，并返回该记录将被添加到的区块(下一个待挖掘的区块)的索引，等下在用户提交交易时会有用。
创建新块
当Blockchain实例化后，我们需要构造一个创世块，并且给它加上一个工作量证明。
每个区块都需要经过工作量证明，俗称挖矿，稍后会继续讲解。
为了构造创世块，我们还需要完善new_block(),new_transaction()和hash()方法：
importhashlibimportjsonfromtimeimporttimeclassBlockchain(object):def__init__(self):self.current_transactions=self.chain=Billions项目组Resetthecurrentlistoftransactionsself.current_transactions=self.chain.append(block)returnblockdefnew_transaction(self,sender,recipient,amount):"""生成新交易信息，信息将加入到下一个待挖的区块中:paramsender:<str>AddressoftheSender:paramrecipient:<str>AddressoftheRecipient:paramamount:<int>Amount:return:<int>TheindexoftheBlockthatwillholdthistransaction"""self.current_transactions.append({'sender':sender,'recipient':recipient,'amount':amount,})returnself.last_block+1@propertydeflast_block(self):returnself.chain@staticmethoddefhash(block):"""生成块的SHA-256hash值:paramblock:<dict>Block:return:<str>"""Billions项目组y未知whilesha256(f'{x*y}'.encode()).hexdigest()!="0":y+=1print(f'Thesolutionisy={y}')
美国FDA政策蓝图：应研究如何利用区块链跟踪产品:金色财经报道，美国食品药品监督管理局（FDA）周一公布了一项针对食品安全的新计划，在发布的一份政策蓝图中引用了区块链技术在跟踪产品中的潜在作用。根据该蓝图文件，总体计划的主要组成部分是使用新兴技术来增强现有系统并构建新系统。文件称，当研究行业如何通过数字方式跟踪飞机、行程共享和包装货物的实时移动，或者企业如何利用大数据来识别趋势时，很明显，FDA和利益相关者应该研究如何利用新技术，包括但不限于人工智能、物联网、传感器技术和区块链。[2020/7/15]
结果是y=21，因为：
hash(5*21)=1253e9373e...5e3600155e860
在比特币中，使用称为Hashcash的工作量证明算法，它和上面的问题很类似，矿工们为了争夺创建区块的权利而争相计算结果。通常，计算难度与目标字符串需要满足的特定字符的数量成正比，矿工算出结果后，会获得比特币奖励。
当然，在网络上非常容易验证这个结果。
实现工作量证明
让我们来实现一个相似PoW算法，规则是：寻找一个数p，使得它与前一个区块的proof拼接成的字符串的Hash值以4个零开头。
importhashlibimportjsonfromtimeimporttimefromuuidimportuuid4classBlockchain(object):...defproof_of_work(self,last_proof):"""简单的工作量证明:-查找一个p'使得hash(pp')以4个0开头-p是上一个块的证明,p'是当前的证明:paramlast_proof:<int>:return:<int>"""proof=0whileself.valid_proof(last_proof,proof)isFalse:proof+=1returnproof@staticmethoddefvalid_proof(last_proof,proof):"""验证证明:是否hash(last_proof,proof)以4个0开头?:paramlast_proof:<int>PreviousProof:paramproof:<int>CurrentProof:return:<bool>Trueifcorrect,Falseifnot."""guess=f'{last_proof}{proof}'.encode()guess_hash=hashlib.sha256(guess).hexdigest()returnguess_hash=="0000"
声音 | 赛迪智库张凯：区块链如何赋能数字经济和实体经济将是未来政策关注的重点:金色财经报道，赛迪智库工业经济研究所研究员张凯表示，当今社会是数据爆炸的时代，区块链能够几乎零成本地解决所有因信任不足导致的问题，是数据时代隐私和安全的最佳解决方案。区块链如何赋能数字经济和实体经济将是未来政策关注的重点，围绕数字金融、物联网、智能制造、供应链管理等，相关区块链创新应用的鼓励政策有望出台。同时，对于区块链技术应用行业乱象，相关规范政策也很有必要。张凯还表示，在产业上，随着国家明确表态支持区块链技术，各地区块链产业基金投向将更加明确，支撑区块链发展的基础设施有望迎来升级，同时带动区块链在税收、司法，不动产登记等政务领域，医疗、食品安全、公益等民生领域，供应链金融、保险、版权、跨境支付等商业领域迎来突破性应用落地。[2019/11/2]
衡量算法复杂度的办法是修改零开头的个数。使用4个来用于演示，你会发现多一个零都会大大增加计算出结果所需的时间。
现在Blockchain类基本已经完成了，接下来使用HTTPrequests来进行交互。
Blockchain作为API接口
我们将使用PythonFlask框架，这是一个轻量Web应用框架，它方便将网络请求映射到Python函数，现在我们来让Blockchain运行在基于Flaskweb上。
我们将创建三个接口：
/transactions/new创建一个交易并添加到区块；/mine告诉服务器去挖掘新的区块；/chain返回整个区块链。创建节点
我们的“Flask服务器”将扮演区块链网络中的一个节点，我们先添加一些框架代码：
importhashlibimportjsonfromtextwrapimportdedentfromtimeimporttimefromuuidimportuuid4fromflaskimportFlaskclassBlockchain(object):...Billions项目组Generateagloballyuniqueaddressforthisnodenode_identifier=str(uuid4()).replace('-','')Billions项目组CheckthattherequiredfieldsareinthePOST'eddatarequired=ifnotall(kinvaluesforkinrequired):return'Missingvalues',400Billions项目组Weruntheproofofworkalgorithmtogetthenextproof...last_block=blockchain.last_blocklast_proof=last_blockproof=blockchain.proof_of_work(last_proof)Billions项目组发送者为"0"表明是新挖出的币blockchain.new_transaction(sender="0",recipient=node_identifier,amount=1,)Billions项目组Checkthatthehashoftheblockiscorrectifblock!=self.hash(last_block):returnFalseBillions项目组We'reonlylookingforchainslongerthanoursmax_length=len(self.chain)Billions项目组Checkifthelengthislongerandthechainisvalidiflength>max_lengthandself.valid_chain(chain):max_length=lengthnew_chain=chain#Replaceourchainifwediscoveredanew,validchainlongerthanoursifnew_chain:self.chain=new_chainreturnTruereturnFalse
第一个方法valid_chain()用来检查是否是有效链，遍历每个块验证hash和proof。
第二个方法resolve_conflicts()用来解决冲突，遍历所有的邻居节点，并用上一个方法检查链的有效性，如果发现有效更长链，就替换掉自己的链。
让我们添加两个路由，一个用来注册节点，一个用来解决冲突。
@app.route('/nodes/register',methods=)defregister_nodes():values=request.get_json()nodes=values.get('nodes')ifnodesisNone:return"Error:Pleasesupplyavalidlistofnodes",400fornodeinnodes:blockchain.register_node(node)response={'message':'Newnodeshavebeenadded','total_nodes':list(blockchain.nodes),}returnjsonify(response),201@app.route('/nodes/resolve',methods=)defconsensus():replaced=blockchain.resolve_conflicts()ifreplaced:response={'message':'Ourchainwasreplaced','new_chain':blockchain.chain}else:response={'message':'Ourchainisauthoritative','chain':blockchain.chain}returnjsonify(response),200
你可以在不同的机器运行节点，或在一台机机开启不同的网络端口来模拟多节点的网络，这里在同一台机器开启不同的端口演示，在不同的终端运行以下命令，就启动了两个节点：http://localhost:5000和http://localhost:5001。
pipenvrunpythonblockchain.pypipenvrunpythonblockchain.py-p5001
然后在节点2上挖两个块，确保是更长的链，然后在节点1上访问接口/nodes/resolve，这时节点1的链会通过共识算法被节点2的链取代。
好啦，你可以邀请朋友们一起来测试你的区块链。
作者简介：DanielvanFlymen，纽约区块链工程师。译者简介：熊丽兵，牛娃软件CTO，深入浅出区块链learnblockchain.cn博主，区块链大本营特邀专栏作者。擅长Java/Python/JavaScript语言，曾就职于创新工场，猎豹移动，参与开发移动应用，如安卓优化大师、清理大师等。昵称Tiny熊，区块链大本营特邀专栏作者，对底层公链，区块链技术落地有深入研究。
本文原始链接https://learnblockchain.cn/2017/10/27/build_blockchain_by_python/，转载请注明出处。
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