50 行代码构建区块链

摘要：区块链技术催生了数字化的货币，如比特币和，这些货币并不是由权威机构发行或管理的。在本文中，我用创建一个简单的区块链。为了帮助确保整个区块链的完整性，每个块都有一个值作为标识符。来看看运行结果全新的区块链就这样实现的。

简评：区块链如今大火大热，如果你还不知道什么是区块链，可以通过这 50 行代码来帮助你的理解。

区块链
在更通用的术语中，它是一个公共数据库，在这个数据库中，新数据存储在一个名为 Block 的容器中，并将其添加到一个不可变链中。对于比特币和其他加密货币，这些数据是一组交易。当然，数据也可以是任何类型。

区块链技术催生了数字化的货币，如比特币和 Litecoin，这些货币并不是由权威机构发行或管理的。区块链还像 Ethereum 这样的技术，革新了分布式计算，它引入了一些有趣的概念，比如智能合同。

在本文中，我用 Python 创建一个简单的区块链。我称它为 SnakeCoin。

首先我们需要定义一个 Block。在区块链中，每个块都存储了一个时间戳和一个索引。在 SnakeCoin 中，我们将存储两者。为了帮助确保整个区块链的完整性，每个块都有一个 hash 值作为标识符。与比特币一样，通过对 Block 的索引、时间戳、数据做哈希加密得到每个 Block 的哈希值。数据可以是任何内容。

import hashlib as hasher

class Block:
  def __init__(self, index, timestamp, data, previous_hash):
    self.index = index
    self.timestamp = timestamp
    self.data = data
    self.previous_hash = previous_hash
    self.hash = self.hash_block()

  def hash_block(self):
    sha = hasher.sha256()
    sha.update(str(self.index) + 
               str(self.timestamp) + 
               str(self.data) + 
               str(self.previous_hash))
    return sha.hexdigest()

区块链中我们已经定义了 Block，我们需要在实际的链中添加块。正如我前面提到的，每个 Block 都需要前一个 Block 的信息（区块链的第一个 Block 称为起源 Block（genesis block），在很多情况下，它是需要手动添加的，或者有独特的逻辑把它添加到链表头）。

这里创建一个函数，它简单地返回起源 Block。该块是索引 0，他的数据可以是任意的值。

import datetime as date

def create_genesis_block():
  # Manually construct a block with
  # index zero and arbitrary previous hash
  return Block(0, date.datetime.now(), "Genesis Block", "0")

现在我们已经创建了一个起源 Block，我们还需要一个函数来生成块链中的后续 Block。 该函数将链中的前一个 Block 作为参数，创建一个新的 Block（新的 Block 的 hash 值依赖于前一个 Block 的哈希值） ，并添加到不变链表中。 这个哈希链作为加密证明，有助于确保一旦块被添加到块链中，它不能被替换或删除。

def next_block(last_block):
  this_index = last_block.index + 1
  this_timestamp = date.datetime.now()
  this_data = "Hey! I"m block " + str(this_index)
  this_hash = last_block.hash
  return Block(this_index, this_timestamp, this_data, this_hash)

现在我们可以创建我们的区块链了，在我们的例子中，区块链本身就是一个简单的 Python 列表。 列表的第一个元素是起源 Block（genesis block）。 当然，我们需要添加后续的块。 因为 SnakeCoin 是一个小型的区块链，所以我们只添加 20 个新的块。 我们可以用 for 循环来做到这一点。

# Create the blockchain and add the genesis block

blockchain = [create_genesis_block()]
previous_block = blockchain[0]

# How many blocks should we add to the chain
# after the genesis block
num_of_blocks_to_add = 20

# Add blocks to the chain
for i in range(0, num_of_blocks_to_add):
  block_to_add = next_block(previous_block)
  blockchain.append(block_to_add)
  previous_block = block_to_add
  # Tell everyone about it!
  print "Block #{} has been added to the blockchain!".format(block_to_add.index)
  print "Hash: {}
".format(block_to_add.hash) 

来看看运行结果

全新的区块链 SnakeCoin 就这样实现的 。 当然这里只是实现了区块链最最基础部分的代码， 如果想让 SnakeCoin 运作起来 ，我们必须添加更多的功能，如服务器层，以跟踪多台机器上链的变化，并提供工作证明算法，以限制在限定时间内允许添加 Block 的数量。

这项研究由三星，谷歌，Facebook 英特尔和华盛顿大学资助。研究团队将于 8 月 2 日在洛杉矶的 SIGGRAPH 会议上详细介绍他们的发现。

原文：Let’s Build the Tiniest Blockchain