学习区块链的最好方法是构建一个(下)

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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。

接上一篇《学习区块链的最好方法是构建一个(上)

第三步:与我们的区块链交互

你可以使用普通的cURL或Postman工具,通过网络与我们的API进行交互。

启动服务器:

1.    $ python blockchain.py

2.     * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)

让我们尝试通过向http://localhost:5000/mine发出GET请求来挖掘一个区块:

UsingPostman to make a GET request

让我们通过向http://localhost:5000/transactions/new  发出一个POST请求来创建一个新的交易,这个交易包含了交易结构的主体:

UsingPostman to make a POST request

如果你不使用 Postman 工具,同样可以使用cURL这个工具来实现同样的目的:

1.             $ curl -X POST -H “Content-Type: application/json” -d ‘{

2.              “sender”: “d4ee26eee15148ee92c6cd394edd974e”,

3.              “recipient”: “someone-other-address”,

4.              “amount”: 5

5.             }’ “http://localhost:5000/transactions/new”

重启了我的服务器,并挖掘了两个区块,总共给出了3个区块。让我们通过请求http://localhost:5000/chain检查整个链:

1.             {

2.               “chain”: [

3.                 {

4.                   “index”: 1,

5.                   “previous_hash”: 1,

6.                   “proof”: 100,

7.                   “timestamp”: 1506280650.770839,

8.                   “transactions”: []

9.                 },

10.              {

11.                 “index”: 2,

12.                “previous_hash”: “c099bc…bfb7”,

13.                “proof”: 35293,

14.                “timestamp”: 1506280664.717925,

15.                “transactions”: [

16.                  {

17.                    “amount”: 1,

18.                    “recipient”: “8bbcb347e0634905b0cac7955bae152b”,

19.                    “sender”: “0”

20.                  }

21.                ]

22.              },

23.              {

24.                “index”: 3,

25.                “previous_hash”: “eff91a…10f2”,

26.                “proof”: 35089,

27.                “timestamp”: 1506280666.1086972,

28.                “transactions”: [

29.                  {

30.                    “amount”: 1,

31.                    “recipient”: “8bbcb347e0634905b0cac7955bae152b”,

32.                    “sender”: “0”

33.                  }

34.                ]

35.              }

36.            ],

37.            “length”: 3

38.          }

第四步:共识

这非常酷。我们有一个基本的 Blockchain 接受交易,它允许我们挖掘新的区块。但 Blockchain 的关键在于,它们应该是分布式的。如果它们是分布式的,我们如何确保它们都在一条链?这被称为共识的问题,如果我们想要在我们的网络中有多个节点,我们就必须实现一个共识的算法。

注册新节点

在实现共识算法之前,我们需要一种方法让节点知道网络上的相邻节点。我们网络上的每个节点都应该保留网络上其他节点的注册表。因此,我们需要更多的端点:

1. /nodes/register 以url的形式接受新的节点列表。

2.  /nodes/resolve   来实现我们的共识算法,它可以解决任何冲突——以确保一个节点拥有正确的链。

我们需要修改 Blockchain 的构造函数,并提供注册节点的方法:

1.             …

2.             from urllib.parse import urlparse

3.             …

4.

5.

6.             class Blockchain(object):

7.                 def __init__(self):

8.                     …

9.                     self.nodes = set()

10.                  …

11.

12.              def register_node(self, address):

13.                  “””

14.                  Add a new node to the list of nodes

15.

16.                  :param address: <str> Address of node. Eg. ‘http://192.168.0.5:5000’

17.                  :return: None

18.                  “””

19.

20.                  parsed_url = urlparse(address)

21.                  self.nodes.add(parsed_url.netloc)

Amethod for adding neighbouring nodes to our Network

使用set()来保存节点列表。这是确保新节点的添加具有幂等性的廉价方式,这意味着无论我们添加多少次特定节点,它都只会出现一次。

实现算法的共识

如前所述,当一个节点与另一个节点具有不同链时就有了冲突。为了解决这个问题,我们制定一条规则:最长的并且有效的链才是权威的。换句话说,网络上最长的链是事实上的链。利用该算法,我们在网络节点之间达成了一致。

1.             …

2.             import requests

3.

4.

5.             class Blockchain(object)

6.                 …

7.

8.                 def valid_chain(self, chain):

9.                     “””

10.                  Determine if a given blockchain is valid

11.

12.                  :param chain: <list> A blockchain

13.                  :return: <bool> True if valid, False if not

14.                  “””

15.

16.                  last_block = chain[0]

17.                  current_index = 1

18.

19.                  while current_index < len(chain):

20.                      block = chain[current_index]

21.                      print(f'{last_block}’)

22.                      print(f'{block}’)

23.                      print(“\n———–\n”)

24.                      # Check that the hash of the block is correct

25.                      if block[‘previous_hash’] != self.hash(last_block):

26.                          return False

27.

28.                      # Check that the Proof of Work is correct

29.                      if not self.valid_proof(last_block[‘proof’], block[‘proof’]):

30.                          return False

31.

32.                      last_block = block

33.                      current_index += 1

34.

35.                  return True

36.

37.              def resolve_conflicts(self):

38.                  “””

39.                  This is our Consensus Algorithm, it resolves conflicts

40.                  by replacing our chain with the longest one in the network.

41.

42.                  :return: <bool> True if our chain was replaced, False if not

43.                  “””

44.

45.                  neighbours = self.nodes

46.                  new_chain = None

47.

48.                  # We’re only looking for chains longer than ours

49.                  max_length = len(self.chain)

50.

51.                  # Grab and verify the chains from all the nodes in our network

52.                  for node in neighbours:

53.                      response = requests.get(f’http://{node}/chain’)

54.

55.                      if response.status_code == 200:

56.                          length = response.json()[‘length’]

57.                          chain = response.json()[‘chain’]

58.

59.                          # Check if the length is longer and the chain is valid

60.                          if length > max_length and self.valid_chain(chain):

61.                              max_length = length

62.                              new_chain = chain

63.

64.                  # Replace our chain if we discovered a new, valid chain longer than ours

65.                  if new_chain:

66.                      self.chain = new_chain

67.                      return True

68.

69.                  return False

第一个方法valid_chain() 负责检查链是否有效,通过循环遍历每个区块并验证哈希和证明。

resolve_conflicts() 是这么一个方法:它遍历我们所有的邻近节点,下载它们的链并使用上面的方法验证它们。如果一个有效的链被发现,它的长度大于我们的,我们就替换掉我们当前所使用的链。

让我们将两个端点注册到API中,一个用于添加相邻节点,另一个用于解决冲突:

1.             @app.route(‘/nodes/register’, methods=[‘POST’])

2.             def register_nodes():

3.                 values = request.get_json()

4.

5.                 nodes = values.get(‘nodes’)

6.                 if nodes is None:

7.                     return “Error: Please supply a valid list of nodes”, 400

8.

9.                 for node in nodes:

10.                  blockchain.register_node(node)

11.

12.              response = {

13.                  ‘message’: ‘New nodes have been added’,

14.                  ‘total_nodes’: list(blockchain.nodes),

15.              }

16.              return jsonify(response), 201

17.

18.

19.          @app.route(‘/nodes/resolve’, methods=[‘GET’])

20.          def consensus():

21.              replaced = blockchain.resolve_conflicts()

22.

23.              if replaced:

24.                  response = {

25.                      ‘message’: ‘Our chain was replaced’,

26.                      ‘new_chain’: blockchain.chain

27.                  }

28.              else:

29.                  response = {

30.                      ‘message’: ‘Our chain is authoritative’,

31.                      ‘chain’: blockchain.chain

32.                  }

33.

34.              return jsonify(response), 200

此时,你可以使用不同的机器,并在网络上创建不同的节点。或者在同一台机器上使用不同的端口来启动进程。我在我的机器上的另一个端口上启动了另一个节点,并将它注册到我当前的节点上。因此,我有两个节点:  http://localhost:5000  和 http://localhost:5001  。

Registeringa new Node

然后我在节点2上挖掘了一些新的区块,以确保链更长。之后,我在节点1上调用 GET /nodes/resolve  ,在节点1上的链被共识算法所取代:

ConsensusAlgorithm at Work

去找几个朋友测试一下你的Blockchain吧。

我希望这能激励你去创造一些新的东西。我对加密货币感到兴奋,因为我相信区块链会迅速改变我们对经济、政府和记录保存的看法。

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学习区块链的最好方法是构建一个(上)

原文作者:Danielvan Flymen

原文地址:hackernoon.com

译者:由蓝狐笔记社群“iGreenMind”翻译

本文由 @蓝狐笔记社群“iGreenMind” 翻译发布于人人都是产品经理。未经许可,禁止转载。

题图来自 Pexels,基于 CC0 协议

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评论
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  1. 很不错,我一个开发的看了都觉得蛮清楚的

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