使用Python实现简单的区块链

区块链技术作为一种分布式数据库技术，近年来备受关注。它的去中心化、安全性高的特点使得它在金融、物联网、供应链管理等领域有着广泛的应用前景。本文将介绍如何使用Python语言实现一个简单的区块链，包括创建区块、交易记录和工作量证明等功能。

区块链基本概念
区块链是由一个个区块组成的链式数据结构，每个区块包含了一定数量的交易记录，并且通过哈希值连接到前一个区块，形成了不可篡改的数据链。每个区块都包含了前一个区块的哈希值，从而构成了一个不可逆的链式结构。

Python实现区块链
下面是一个简单的Python代码实现一个简单的区块链：

import hashlibimport jsonfrom time import timeclass BlockChain:def __init__(self):self.chain = []self.current_transactions = []# 创建创世块self.new_block(previous_hash=1, proof=100)def new_block(self, proof, previous_hash=None):"""创建一个新的区块:param proof: 工作量证明:param previous_hash: 前一个区块的hash值:return: 新的区块"""block = {'index': len(self.chain) + 1,'timestamp': time(),'transactions': self.current_transactions,'proof': proof,'previous_hash': previous_hash or self.hash(self.chain[-1])}# 重置当前交易记录self.current_transactions = []self.chain.append(block)return blockdef new_transaction(self, sender, recipient, amount):"""创建一个新的交易:param sender: 发送方地址:param recipient: 接收方地址:param amount: 交易金额:return: 交易所在区块的索引"""self.current_transactions.append({'sender': sender,'recipient': recipient,'amount': amount,})return self.last_block['index'] + 1@staticmethoddef hash(block):# 将区块转换成字符串再进行hashblock_string = json.dumps(block, sort_keys=True).encode()return hashlib.sha256(block_string).hexdigest()@propertydef last_block(self):return self.chain[-1]def proof_of_work(self, last_proof):"""工作量证明：找到一个数 p 使得 hash(pp') 以4个0开头，其中 p' 是上一个区块的证明:param last_proof: 上一个区块的证明:return: 当前区块的证明"""proof = 0while self.valid_proof(last_proof, proof) is False:proof += 1return proof@staticmethoddef valid_proof(last_proof, proof):guess = f'{last_proof}{proof}'.encode()guess_hash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()return guess_hash[:4] == "0000"# 创建一个区块链实例blockchain = BlockChain()# 创建一个新的交易blockchain.new_transaction("Alice", "Bob", 5)# 进行工作量证明，创建一个新的区块last_block = blockchain.last_blocklast_proof = last_block['proof']proof = blockchain.proof_of_work(last_proof)# 添加区块到区块链previous_hash = blockchain.hash(last_block)block = blockchain.new_block(proof, previous_hash)# 打印整个区块链print(json.dumps(blockchain.chain, indent=2))

上面的代码实现了一个简单的区块链，包括创建区块、创建交易、工作量证明等功能。你可以根据自己的需求对代码进行修改和扩展。