這里我們討論的是區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈上所定義的協(xié)議不僅是要交易數(shù)據(jù)而且還要交易數(shù)據(jù)的價值。目前的主要方式是在互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)之前發(fā)明的，它需要使用一個集中的票據(jù)交易所。機器有時需要等待四天才能將付款從一個地方轉移到另一個地方，但在所有其他方面，機器之間的通信速度又是驚人的。比如他們可以互相發(fā)送小額支付。但必須要滿足電力、存儲空間和計算等資源的情況下才能立即進行交易。

比特幣和其他加密貨幣作為價值轉移的第五個協(xié)議層，其底層技術稱為區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈首次允許機器同意價值轉移而不必相信一個中央權力機構，在現(xiàn)實世界中如果我創(chuàng)建一個“我”，就只有我擁有它，但如果我創(chuàng)建了一個數(shù)字圖像，那么在互聯(lián)網(wǎng)上其他人就可以復制它，然后我們都擁有它，那么就沒有辦法證明其所有權。但區(qū)塊鏈讓我們以分散的方式達成共識層， 防止一個壞行為者謊稱擁有所有權。

讓我們用python構建我們自己的簡單區(qū)塊鏈，以更好地理解這個不可思議的數(shù)據(jù)結構是如何工作的。為了簡單起見， 讓我們定義一個塊是什么， 假設每個塊代表一個事務， 一個值在兩臺計算機之間傳輸。想要查看下面的代碼并讀取， 就必須使用索引在創(chuàng)建時顯示區(qū)塊鏈中表示其順序的一組重要屬性來定義其自己類中的塊對象， 它將存儲由發(fā)件人定義的一些數(shù)據(jù)以及兩個數(shù)據(jù)哈希值，一個用于區(qū)塊鏈中的上一個哈希值， 一個用于它自己的哈希值， 塊需要哈希值的原因是因為哈希值提供了一個唯一的 id， 并且它有驗證數(shù)據(jù)完整性的能力。

class Block（）：

def __init __（self，params）：

self.index = params.index

self.previous_hash = params.previous_hash

self.timestamp = params.TImestamp

self.data = params.data

self.hash = self.calc_hash（）

我們使用流行的加密哈希算法sha-256來幫助從哈希函數(shù)中的每個塊生成256位簽名。為此，您必須導入hashlib。

def calc_hash（self）：

return hashlib.sha256（str（self.params（））。encode（））。hexdigest（）

塊是如何生成的？

用戶提供了一些數(shù)據(jù)在他們的事務中，所以我們可以使用它作為唯一的參數(shù)生成函數(shù)，因為我們必須獲取最后一塊才能完成工作。我們將使用最后一塊幫助尋找這一塊指數(shù)以及哈希值，我們還將給它一個時間戳。因此，每個生成的塊都通過存儲其的哈希值來指向前一個塊。

def generate_next_block（self，data）：

index = len（self.blockchain_store）

previous_hash = self.latest_block（）。hash

TImestamp = int（TIme.TIme（））

params = block_params.BlockParams（index，previous_hash，timestamp，data）

new_block = block.Block（params）

self.blockchain_store.append（new_block）

它是一個叫做區(qū)塊鏈的塊

第一個生成的塊稱為genesis塊，我們將在預定義的屬性中硬編碼到它自己的函數(shù)中

def genesis_block（cls）：

params = block_params.BlockParams.genesis_params（）

return cls（params）

我們將使用它初始化區(qū)塊鏈，并將其存儲為內(nèi)存列表

def __init __（self）：

self.blockchain_store = self.fetch_blockchain（）

def latest_block（self）：

return self.blockchain_store ［-1］

def fetch_blockchain（self）：

return ［block.Block.genesis_block（）］

記住我這里所說的塊哈希值既可以作為它的標識，也可以驗證它的完整性。我們可以使用哈希值來判斷一個新生成的塊，并在給定一個新塊和上一個塊的聯(lián)系下查看是否有效，上一個塊也就是鏈中的最后一個塊。我們可以先查看正確的排序指數(shù)，我們可以檢查以前的哈希值屬性，并將其匹配到已經(jīng)驗證了過得前一個快，最后我們將計新塊的哈希值，確保其準確無誤。

def receive_new_block（self， new_block）：

previous_block = self.latest_block（）

if not new_block.has_valid_index（previous_block）：

print（‘invalid index’）

return

if not new_block.has_valid_previous_hash（previous_block）：

print（‘invalid previous hash’）

return

if not new_block.has_valid_hash（）：

print（‘invalid hash’）

return

self.blockchain_store.append（new_block）

假設所有節(jié)點都存儲了區(qū)塊鏈的一個副本，我們需要一種方法來選擇在發(fā)生沖突時使用哪個區(qū)塊鏈。假設2個節(jié)點生成相同的塊數(shù)，那么我們的解決方案是選擇具有最長塊數(shù)的鏈，因為它的存在時間更長因此它更有可能是真實的區(qū)塊鏈。

def replace_chain（self，block：self.blockchain_store）：

if self.is_valid_chain（blocks）和len（blocks）》 self.length：

self.blockchain_store = blocks

else：

self.log（“Recieved blockchain invalid”）

給出一個新的區(qū)塊鏈之后：我們將檢查如果是有效的編程方式，是不是就意味著它有用一個新塊的替換我們之前的塊，因為每個節(jié)點存儲一個區(qū)塊鏈的副本， 并且塊不斷生成事務， 這樣每個節(jié)點就可以進行廣播， 每當它生成一個新的塊時， 它就會連接到一個新的節(jié)點，它可以將塊添加到其當前鏈或整個區(qū)塊鏈中， 因此我們可以以封裝節(jié)點的方式， 以便用戶可以查詢其他節(jié)點創(chuàng)建一個 http 服務器。

因此，用戶將通過HTTP請求控制節(jié)點，它將通過對WebSockets與其他節(jié)點通信。這就是簡單的區(qū)塊鏈我們要討論的一個關鍵特性是工作證明算法。

比特幣挖掘節(jié)點完成了一系列非常昂貴的計算， 以批準每筆交易， 并獲得比特幣的計算工作， 以便生成一個新塊。但是生成新塊的前提必須是突破51%的攻擊，這才證明這個新的塊是有效的， 可以添加到區(qū)塊鏈中， 因此一個壞的行為者必須有更多的計算能力， 而不是一半的比特幣網(wǎng)絡。