Python創(chuàng)建自己的加密貨幣的示例
隨著當(dāng)前加密貨幣的興起，區(qū)塊鏈在技術(shù)界引起了轟動(dòng)。
這項(xiàng)技術(shù)之所以吸引了如此多的關(guān)注，主要是因?yàn)樗哂斜ＷC安全，強(qiáng)制分權(quán)和加快多個(gè)行業(yè)（尤其是金融行業(yè)）流程的能力。
本質(zhì)上，區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)公共數(shù)據(jù)庫，它不可逆地記錄和認(rèn)證數(shù)字資產(chǎn)的擁有和傳輸。像比特幣和以太坊這樣的數(shù)字貨幣就是基于這個(gè)概念。
區(qū)塊鏈?zhǔn)且豁?xiàng)令人興奮的技術(shù)，可用于轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序的功能。
最近，我們看到政府，組織和個(gè)人使用區(qū)塊鏈技術(shù)來創(chuàng)建自己的加密貨幣。值得注意的是，當(dāng)Facebook提出自己的加密貨幣Libra時(shí)，這一公告激起了全世界的許多熱潮。
如果您也可以效仿并創(chuàng)建自己的加密貨幣版本，你應(yīng)該如何著手？
我考慮了這一點(diǎn)，決定開發(fā)一種可以創(chuàng)建加密貨幣的算法。
我決定將加密貨幣稱為fccCoin。
在本教程中，我將逐步說明構(gòu)建數(shù)字貨幣的過程（我使用了Python編程語言的面向?qū)ο蟾拍睿?nbsp;
這是用于創(chuàng)建fccCoin的區(qū)塊鏈算法的基本藍(lán)圖：
class Block: def __init__(): #first block class pass def calculate_hash(): #calculates the cryptographic hash of every block class BlockChain: def __init__(self): # constructor method pass def construct_genesis(self): # constructs the initial block pass def construct_block(self, proof_no, prev_hash): # constructs a new block and adds it to the chain pass @staticmethod def check_validity(): # checks whether the blockchain is valid pass def new_data(self, sender, recipient, quantity): # adds a new transaction to the data of the transactions pass @staticmethod def construct_proof_of_work(prev_proof): # protects the blockchain from attack pass @property def last_block(self): # returns the last block in the chain return self.chain[-1]
現(xiàn)在，讓我解釋一下接下來應(yīng)該怎么做……
1.建立第一個(gè)Block類
區(qū)塊鏈由幾個(gè)相互連接的塊組成，因此，如果一個(gè)塊被篡改，則鏈將變?yōu)闊o效。
在應(yīng)用上述概念時(shí)，我創(chuàng)建了以下初始?jí)K類：
import hashlib
import time
class Block:
def __init__(self, index, proof_no, prev_hash, data, timestamp=None):
self.index = index
self.proof_no = proof_no
self.prev_hash = prev_hash
self.data = data
self.timestamp = timestamp or time.time()
@property
def calculate_hash(self):
block_of_string = "{}{}{}{}{}".format(self.index, self.proof_no,
self.prev_hash, self.data,
self.timestamp)
return hashlib.sha256(block_of_string.encode()).hexdigest()
def __repr__(self):
return "{} - {} - {} - {} - {}".format(self.index, self.proof_no,
self.prev_hash, self.data,
self.timestamp)
從上面的代碼中可以看到，我定義了__init __（）函數(shù)，該函數(shù)將在啟動(dòng)Block類時(shí)執(zhí)行，就像在其他任何Python類中一樣。
我為啟動(dòng)函數(shù)提供了以下參數(shù)：
- self-引用Block類的實(shí)例，從而可以訪問與該類關(guān)聯(lián)的方法和屬性；
- 索引—跟蹤區(qū)塊鏈在區(qū)塊鏈中的位置；
- proof_no-這是在創(chuàng)建新塊（稱為挖礦）期間產(chǎn)生的數(shù)量；
- prev_hash —這是指鏈中上一個(gè)塊的哈希值；
- 數(shù)據(jù)-提供所有已完成交易的記錄，例如購買數(shù)量；
- 時(shí)間戳記-為事務(wù)放置時(shí)間戳記。
類中的第二個(gè)方法calculate_hash將使用上述值生成塊的哈希。SHA-256模塊被導(dǎo)入到項(xiàng)目中，以幫助獲得塊的哈希值。
將值輸入到密碼哈希算法后，該函數(shù)將返回一個(gè)256位字符串，表示該塊的內(nèi)容。
這就是在區(qū)塊鏈中實(shí)現(xiàn)安全性的方式-每個(gè)塊都將具有哈希，并且該哈希將依賴于前一個(gè)塊的哈希。
因此，如果有人試圖破壞鏈中的任何區(qū)塊，其他區(qū)塊將具有無效的哈希值，從而導(dǎo)致整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的破壞。
最終，一個(gè)塊將如下所示：
{
"index": 2,
"proof": 21,
"prev_hash": "6e27587e8a27d6fe376d4fd9b4edc96c8890346579e5cbf558252b24a8257823",
"transactions": [
{'sender': '0', 'recipient': 'Quincy Larson', 'quantity': 1}
],
"timestamp": 1521646442.4096143
}
2.建立區(qū)塊鏈類
顧名思義，區(qū)塊鏈的主要思想涉及將多個(gè)區(qū)塊相互“鏈接”。
因此，我將構(gòu)建一個(gè)對(duì)管理整個(gè)鏈的工作很有用的Blockchain類。這是大多數(shù)動(dòng)作將要發(fā)生的地方。
該Blockchain類將在blockchain完成各種任務(wù)的各種輔助方法。
讓我解釋一下每個(gè)方法在類中的作用。
A.構(gòu)造方法
此方法確保實(shí)例化區(qū)塊鏈。
class BlockChain: def __init__(self): self.chain = [] self.current_data = [] self.nodes = set() self.construct_genesis()
以下是其屬性的作用：
- self.chain-此變量保留所有塊；
- self.current_data-此變量將所有已完成的事務(wù)保留在該塊中；
- self.construct_genesis（） -此方法將負(fù)責(zé)構(gòu)造初始?jí)K。
B.構(gòu)建創(chuàng)世塊
區(qū)塊鏈需要一個(gè)construct_genesis方法來構(gòu)建鏈中的初始?jí)K。在區(qū)塊鏈慣例中，此塊是特殊的，因?yàn)樗笳髦鴧^(qū)塊鏈的開始。
在這種情況下，讓我們通過簡(jiǎn)單地將一些默認(rèn)值傳遞給Construct_block方法來構(gòu)造它。
盡管您可以提供所需的任何值，但我都給了proof_no和prev_hash一個(gè)零值。
def construct_genesis(self): self.construct_block(proof_no=0, prev_hash=0) def construct_block(self, proof_no, prev_hash): block = Block( index=len(self.chain), proof_no=proof_no, prev_hash=prev_hash, data=self.current_data) self.current_data = [] self.chain.append(block) return block
C.建造新的街區(qū)
該construct_block 方法用于在blockchain創(chuàng)造新的塊。
這是此方法的各種屬性所發(fā)生的情況：
- 索引-代表區(qū)塊鏈的長(zhǎng)度；
- proof_nor＆prev_hash —調(diào)用者方法傳遞它們；
- 數(shù)據(jù)-包含節(jié)點(diǎn)上任何塊中未包含的所有事務(wù)的記錄；
- self.current_data-用于重置節(jié)點(diǎn)上的事務(wù)列表。如果已經(jīng)構(gòu)造了一個(gè)塊并將事務(wù)分配給該塊，則會(huì)重置該列表以確保將來的事務(wù)被添加到該列表中。并且，該過程將連續(xù)進(jìn)行；
- self.chain.append（）-此方法將新構(gòu)建的塊連接到鏈；
- return-最后，返回一個(gè)構(gòu)造的塊對(duì)象。
D.檢查有效性
該check_validity方法是評(píng)估blockchain的完整性，確保異常是絕對(duì)重要。
如上所述，散列對(duì)于區(qū)塊鏈的安全至關(guān)重要，因?yàn)榧词箤?duì)象發(fā)生任何細(xì)微變化也將導(dǎo)致生成全新的哈希。
因此，此check_validity 方法使用if語句檢查每個(gè)塊的哈希是否正確。
它還通過比較其哈希值來驗(yàn)證每個(gè)塊是否指向正確的上一個(gè)塊。如果一切正確，則返回true；否則，返回true。否則，它返回false。
@staticmethod def check_validity(block, prev_block): if prev_block.index + 1 != block.index: return False elif prev_block.calculate_hash != block.prev_hash: return False elif not BlockChain.verifying_proof(block.proof_no, prev_block.proof_no): return False elif block.timestamp <= prev_block.timestamp: return False return True
E.添加交易數(shù)據(jù)
該NEW_DATA方法用于添加事務(wù)的數(shù)據(jù)的塊。這是一種非常簡(jiǎn)單的方法：它接受三個(gè)參數(shù)（發(fā)送者的詳細(xì)信息，接收者的詳細(xì)信息和數(shù)量），并將交易數(shù)據(jù)附加到self.current_data列表中。
每當(dāng)創(chuàng)建新塊時(shí)，都會(huì)將該列表分配給該塊，并再次按Construct_block方法中的說明進(jìn)行重置。
將交易數(shù)據(jù)添加到列表后，將返回要?jiǎng)?chuàng)建的下一個(gè)塊的索引。
該索引是通過將當(dāng)前塊的索引（即區(qū)塊鏈中的最后一個(gè)）的索引加1來計(jì)算的。數(shù)據(jù)將幫助用戶將來提交交易。
def new_data(self, sender, recipient, quantity):
self.current_data.append({
'sender': sender,
'recipient': recipient,
'quantity': quantity
})
return True
F.添加工作證明
工作量證明是防止區(qū)塊鏈濫用的概念。簡(jiǎn)而言之，其目的是在完成一定數(shù)量的計(jì)算工作后，確定一個(gè)可以解決問題的編號(hào)。
如果識(shí)別數(shù)字的難度很高，則不鼓勵(lì)發(fā)送垃圾郵件和篡改區(qū)塊鏈。
在這種情況下，我們將使用一種簡(jiǎn)單的算法來阻止人們挖掘區(qū)塊或輕松創(chuàng)建區(qū)塊。
@staticmethod
def proof_of_work(last_proof):
'''this simple algorithm identifies a number f' such that hash(ff') contain 4 leading zeroes
f is the previous f'
f' is the new proof
'''
proof_no = 0
while BlockChain.verifying_proof(proof_no, last_proof) is False:
proof_no += 1
return proof_no
@staticmethod
def verifying_proof(last_proof, proof):
#verifying the proof: does hash(last_proof, proof) contain 4 leading zeroes?
guess = f'{last_proof}{proof}'.encode()
guess_hash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()
return guess_hash[:4] == "0000"
G.得到最后一塊
最后，latest_block 方法是一種幫助程序方法，可幫助獲取區(qū)塊鏈中的最后一個(gè)塊。請(qǐng)記住，最后一個(gè)塊實(shí)際上是鏈中的當(dāng)前塊。
@property def latest_block(self): return self.chain[-1]
總結(jié)
這是用于創(chuàng)建fccCoin加密貨幣的完整代碼。
import hashlib
import time
class Block:
def __init__(self, index, proof_no, prev_hash, data, timestamp=None):
self.index = index
self.proof_no = proof_no
self.prev_hash = prev_hash
self.data = data
self.timestamp = timestamp or time.time()
@property
def calculate_hash(self):
block_of_string = "{}{}{}{}{}".format(self.index, self.proof_no,
self.prev_hash, self.data,
self.timestamp)
return hashlib.sha256(block_of_string.encode()).hexdigest()
def __repr__(self):
return "{} - {} - {} - {} - {}".format(self.index, self.proof_no,
self.prev_hash, self.data,
self.timestamp)
class BlockChain:
def __init__(self):
self.chain = []
self.current_data = []
self.nodes = set()
self.construct_genesis()
def construct_genesis(self):
self.construct_block(proof_no=0, prev_hash=0)
def construct_block(self, proof_no, prev_hash):
block = Block(
index=len(self.chain),
proof_no=proof_no,
prev_hash=prev_hash,
data=self.current_data)
self.current_data = []
self.chain.append(block)
return block
@staticmethod
def check_validity(block, prev_block):
if prev_block.index + 1 != block.index:
return False
elif prev_block.calculate_hash != block.prev_hash:
return False
elif not BlockChain.verifying_proof(block.proof_no,
prev_block.proof_no):
return False
elif block.timestamp <= prev_block.timestamp:
return False
return True
def new_data(self, sender, recipient, quantity):
self.current_data.append({
'sender': sender,
'recipient': recipient,
'quantity': quantity
})
return True
@staticmethod
def proof_of_work(last_proof):
'''this simple algorithm identifies a number f' such that hash(ff') contain 4 leading zeroes
f is the previous f'
f' is the new proof
'''
proof_no = 0
while BlockChain.verifying_proof(proof_no, last_proof) is False:
proof_no += 1
return proof_no
@staticmethod
def verifying_proof(last_proof, proof):
#verifying the proof: does hash(last_proof, proof) contain 4 leading zeroes?
guess = f'{last_proof}{proof}'.encode()
guess_hash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()
return guess_hash[:4] == "0000"
@property
def latest_block(self):
return self.chain[-1]
def block_mining(self, details_miner):
self.new_data(
sender="0", #it implies that this node has created a new block
receiver=details_miner,
quantity=
1, #creating a new block (or identifying the proof number) is awarded with 1
)
last_block = self.latest_block
last_proof_no = last_block.proof_no
proof_no = self.proof_of_work(last_proof_no)
last_hash = last_block.calculate_hash
block = self.construct_block(proof_no, last_hash)
return vars(block)
def create_node(self, address):
self.nodes.add(address)
return True
@staticmethod
def obtain_block_object(block_data):
#obtains block object from the block data
return Block(
block_data['index'],
block_data['proof_no'],
block_data['prev_hash'],
block_data['data'],
timestamp=block_data['timestamp'])
現(xiàn)在，讓我們測(cè)試我們的代碼，看看它是否有效。
blockchain = BlockChain()
print("***Mining fccCoin about to start***")
print(blockchain.chain)
last_block = blockchain.latest_block
last_proof_no = last_block.proof_no
proof_no = blockchain.proof_of_work(last_proof_no)
blockchain.new_data(
sender="0", #it implies that this node has created a new block
recipient="Quincy Larson", #let's send Quincy some coins!
quantity=
1, #creating a new block (or identifying the proof number) is awarded with 1
)
last_hash = last_block.calculate_hash
block = blockchain.construct_block(proof_no, last_hash)
print("***Mining fccCoin has been successful***")
print(blockchain.chain)
有效！
這是挖掘過程的輸出：
***Mining fccCoin about to start***
[0 - 0 - 0 - [] - 1566930640.2707076]
***Mining fccCoin has been successful***
[0 - 0 - 0 - [] - 1566930640.2707076, 1 - 88914 - a8d45cb77cddeac750a9439d629f394da442672e56edfe05827b5e41f4ba0138 - [{'sender': '0', 'recipient': 'Quincy Larson', 'quantity': 1}] - 1566930640.5363243]
結(jié)論
以上就是使用Python創(chuàng)建自己的區(qū)塊鏈的方式。
如果按原樣部署該代幣，它將無法滿足當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)穩(wěn)定，安全且易于使用的加密貨幣的需求。
因此，仍可以通過添加其他功能來增強(qiáng)其挖掘和發(fā)送財(cái)務(wù)交易的功能，從而對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。
以上就是Python創(chuàng)建自己的加密貨幣的示例的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Python創(chuàng)建自己的加密貨幣的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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