学习区块链的最好方法是构建一个（上）(如何自学区块链技术)

下面由小编针对学习区块链的最好方法是构建一个（上）为您答疑解惑，希望能给您带来有一些有效参考。

前言：深入理解区块链最好的方式莫过于亲手搭建一个，在这个过程中理解它背后的逻辑和原理。

本文作者是Danielvan Flymen ，文章来源于hackernoon.com，由蓝狐笔记社群“iGreenMind”翻译。

你来这里是因为和我一样，你对加密货币的崛起感到兴奋。

你想了解区块链是如何工作的，它们背后的基本技术原理是怎样的。

但了解区块链并不容易，至少对我来说不是很容易的。

我喜欢边干边学。

它迫使我在代码级别上处理问题，这种方法可以让我坚持学习下去。

记住，区块链是一个不可变的、有顺序的链记录，我们称之为区块。

它们可以包含交易、文件或任何你想要的数据。

但重要的是它们是用哈希链接在一起。

这个指南最适合的阅读对象的要求是什么？至少你轻松地阅读和编写一些基本的Python，并了解HTTP请求是如何工作的，因为我们将通过HTTP协议与我们的 Blockchain 进行交互。

需要什么工具和环境？确保安装了Python 3.6+(以及 pip )，还需要安装Flask和Requests库：pip install Flask==0.12.2 requests==2.18.4你还需要一个HTTP客户端，比如Postman或cURL。

可用的源代码请点击：https://github.com/dvf/blockchain第一步：构建Blockchain打开你喜欢的文本编辑器或IDE，我比较喜欢使用 PyCharm。

然后创建一个名为blockchain.py的新文件。

只使用这一个文件，但是如果搞丢了此文件，你可以一直引用源代码：https://github.com/dvf/blockchain区块链蓝图我们将创建一个区块链 类，它的构造函数会创建一个初始空列表用于存储区块链，另一个用于存储交易。

这是我们创建的区块链class的源码：1.classBlockchain(object):2.def__init__(self):3.self.chain=[]4.self.current_transactions=[]5.6.defnew_block(self):7.#CreatesanewBlockandaddsittothechain8.pass9.10.defnew_transaction(self):11.#Addsanewtransactiontothelistoftransactions12.pass13.14.@staticmethod15.defhash(block):16.#HashesaBlock17.pass18.19.@property20.deflast_block(self):21.#ReturnsthelastBlockinthechain22.passBlueprint of our Blockchain Class区块链 class 负责管理链。

它将存储交易，并有一些辅助方法来为链添加新的区块。

让我们开始充实一些方法。

一个区块会是什么样子？每个块都有一个索引、一个时间戳(Unix时间)、一个交易列表、一个证明和前一个块的哈希值。

区块源码例子：1.block={2.'index':1,3.'timestamp':1506057125.900785,4.'transactions':[5.{6.'sender':"8527147fe1f5426f9dd545de4b27ee00",7.'recipient':"a77f5cdfa2934df3954a5c7c7da5df1f",8.'amount':5,9.}10.],11.'proof':324984774000,12.'previous_hash':"2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824"13.}链的概念应该很明显：每个新块都包含在其内部的前一个块的哈希。

这点是至关重要的，因为它使 Blockchain 不可篡改：如果攻击者破坏了链中较早的区块，那么随后所有的块都将包含不正确的哈希值。

请花一些时间好好去理解它——这是区块链设计的的核心理念。

在区块中添加交易我们需要一种将交易添加到块中的方法。

new_transaction() 方法可以实现这个功能，而且非常简单：1.classBlockchain(object):2....3.4.defnew_transaction(self,sender,recipient,amount):5."""6.CreatesanewtransactiontogointothenextminedBlock7.8.:paramsender:AddressoftheSender9.:paramrecipient:AddressoftheRecipient10.:paramamount:Amount11.:return:TheindexoftheBlockthatwillholdthistransaction12."""13.14.self.current_transactions.append({15.'sender':sender,16.'recipient':recipient,17.'amount':amount,18.})19.20.returnself.last_block['index']+1在new_transaction()将交易添加到列表之后，它将返回这个交易会被添加到下一个块的索引。

这对稍后提交交易的用户有用。

创建新区块当 区块链被实例化时，需要将它与一个没有前辈的创世区块一起连接起来。

我们还需要向我们的创世区块添加一个“证明”，这是挖矿的结果。

除了在我们的构造函数中创建创世区块之外，我们还将为new_block()、new_transaction()和hash()添加方法：1.importhashlib2.importjson3.fromtimeimporttime4.5.6.classBlockchain(object):7.def__init__(self):8.self.current_transactions=[]9.self.chain=[]10.11.#Createthegenesisblock12.self.new_block(previous_hash=1,proof=100)13.14.defnew_block(self,proof,previous_hash=None):15."""16.CreateanewBlockintheBlockchain17.18.:paramproof:TheproofgivenbytheProofofWorkalgorithm19.:paramprevious_hash:(Optional)HashofpreviousBlock20.:return:NewBlock21."""22.23.block={24.'index':len(self.chain)+1,25.'timestamp':time(),26.'transactions':self.current_transactions,27.'proof':proof,28.'previous_hash':previous_hashorself.hash(self.chain[-1]),29.}30.31.#Resetthecurrentlistoftransactions32.self.current_transactions=[]33.34.self.chain.append(block)35.returnblock36.37.defnew_transaction(self,sender,recipient,amount):38."""39.CreatesanewtransactiontogointothenextminedBlock40.41.:paramsender:AddressoftheSender42.:paramrecipient:AddressoftheRecipient43.:paramamount:Amount44.:return:TheindexoftheBlockthatwillholdthistransaction45."""46.self.current_transactions.append({47.'sender':sender,48.'recipient':recipient,49.'amount':amount,50.})51.52.returnself.last_block['index']+153.54.@property55.deflast_block(self):56.returnself.chain[-1]57.58.@staticmethod59.defhash(block):60."""61.CreatesaSHA-256hashofaBlock62.63.:paramblock:Block64.:return:65."""66.67.#WemustmakesurethattheDictionaryisOrdered,orwe'llhaveinconsistenthashes68.block_string=json.dumps(block,sort_keys=True).encode()69.returnhashlib.sha256(block_string).hexdigest()70.至此，我们几乎完成了 Blockchain 的代码化表现。

但新的区块是如何被创建、挖掘的？理解PoW工作量证明工作量证明，也就是新的区块如何在 Blockchain 上被创建或挖掘出来。

它的目标是发现一个解决问题的数字，这个数字一定很难找到，但却很容易被验证——在网络上的任何人都可以通过计算来验证，这是工作证明PoW背后的核心思想。

我们来看一个非常简单的例子：我们想找到这样一个数值，将整数x与另一个数值y的乘积进行hash运算，使得运算的结果是一串字符串的结尾必须是数字0 。

用数学表达式表示出来就是：hash(x * y) = ac23dc…0我们假定x = 5。

在Python中实现，代码如下：1.fromhashlibimportsha2562.x=53.y=0#Wedon'tknowwhatyshouldbeyet...4.whilesha256(f'{x*y}'.encode()).hexdigest()[-1]!="0":5.y+=16.print(f'Thesolutionisy={y}')这里的解是y = 21。

因为，生成的hash值是以0结尾的：1.hash(5*21)=1253e9373e...5e3600155e860在比特币中，工作量证明被称为Hashcash 。

它和上面举出的简单例子基本没有太大区别。

这是为了创建一个新的区块，矿工们竞相解决问题的算法。

一般来说，难度取决于字符串中搜索的字符数。

矿工会因为在一个交易中找到了那个难题的解，而获得系统给出的激励：该网络的一定量的数字货币。

该网络能够很容易地验证他们的解是否正确。

实现基本的工作量证明为区块链实现一个类似的算法，规则与上面类似：找到一个数字p，当与上一个区块的解进行哈希运算时，产生一个前4位都是0的哈希值。

为了调整算法的难度，我们可以修改前几位零的个数。

但4个0就足够了。

你将发现，添加一个前导零就会对找到解所需的时间造成很大的不同。

1.importhashlib2.importjson3.4.fromtimeimporttime5.fromuuidimportuuid46.7.8.classBlockchain(object):9....10.11.defproof_of_work(self,last_proof):12."""13.SimpleProofofWorkAlgorithm:14.-Findanumberp'suchthathash(pp')containsleading4zeroes,wherepisthepreviousp'15.-pisthepreviousproof,andp'isthenewproof16.17.:paramlast_proof:18.:return:19."""20.21.proof=022.whileself.valid_proof(last_proof,proof)isFalse:23.proof+=124.25.returnproof26.27.@staticmethod28.defvalid_proof(last_proof,proof):29."""30.ValidatestheProof:Doeshash(last_proof,proof)contain4leadingzeroes?31.32.:paramlast_proof:PreviousProof33.:paramproof:CurrentProof34.:return:Trueifcorrect,Falseifnot.35."""36.37.guess=f'{last_proof}{proof}'.encode()38.guess_hash=hashlib.sha256(guess).hexdigest()39.returnguess_hash[:4]=="0000"我们的类接近完成，我们已经准备好使用HTTP请求开始与它交互。