بلاک چین خود را بسازید

مرحله 1 - یک بلوک و اثر انگشت آن

یک بلوک برخی از داده ها (تراکنش ها)، پیوندی به بلوک قبلی و یک "nonce" (عددی که می توانیم تغییر دهیم) را در خود جای می دهد. هویت آن یک هش SHA-256 از تمام محتویات آن است - یک کاراکتر را تغییر دهید و هش کاملاً تغییر می کند. آن هش، اثر انگشت بدون دستکاری بلوک است.

import hashlib, json, time

class Block:
    def __init__(self, index, transactions, previous_hash, nonce=0):
        self.index = index
        self.timestamp = time.time()
        self.transactions = transactions
        self.previous_hash = previous_hash
        self.nonce = nonce

    def hash(self):
        # A block's fingerprint = SHA-256 of all its contents.
        payload = json.dumps({
            "index": self.index,
            "timestamp": self.timestamp,
            "transactions": self.transactions,
            "previous_hash": self.previous_hash,
            "nonce": self.nonce,
        }, sort_keys=True).encode()
        return hashlib.sha256(payload).hexdigest()

مرحله 2 - استخراج (اثبات کار)

ماینینگ به معنای یافتن هش است که با یک قانون مطابقت دارد - در اینجا، با تعداد مجموعه ای از صفر شروع می شود. هیچ فرمولی وجود ندارد؛ شما brute-force nonce را تا زمانی که هش جا بیفتد. بررسی یک راه حل فوری است، اما یافتن راه حل نیاز به کار دارد. این عدم تقارن قلب اثبات کار است.

DIFFICULTY = 4  # require this many leading zeros

def mine(block):
    # Proof of Work: keep changing the nonce until the hash
    # starts with DIFFICULTY zeros. There is no shortcut —
    # you just have to guess, which is what costs energy.
    target = "0" * DIFFICULTY
    while not block.hash().startswith(target):
        block.nonce += 1
    return block.hash()

مرحله 3 - زنجیر کردن بلوک ها

هر بلوک جدید هش بلوک قبلی را ذخیره می‌کند و آنها را به زنجیره‌ای جوش می‌دهد که با یک بلوک سخت کدگذاری شده «تولید» شروع می‌شود. از آنجا که هر بلوک به بلوک قبل از خود متعهد می شود، ترتیب ثابت می شود و تاریخچه به هم مرتبط می شود.

class Blockchain:
    def __init__(self):
        # The genesis block — the very first, hard-coded block.
        genesis = Block(0, [{"note": "genesis"}], "0")
        mine(genesis)
        self.chain = [genesis]

    def add_block(self, transactions):
        prev = self.chain[-1]
        block = Block(len(self.chain), transactions, prev.hash())
        mine(block)            # do the work
        self.chain.append(block)
        return block

مرحله 4 - اعتبار سنجی زنجیره

برای اعتماد به یک زنجیره، آن را دوباره بررسی کنید: هر بلوک باید به هش واقعی بلوک قبلی اشاره کند و هر بلوک باید قانون اثبات کار را برآورده کند. اگر هر یک از چک ها در جایی با شکست مواجه شود، زنجیره نامعتبر است.

def is_valid(chain):
    for i in range(1, len(chain)):
        current, previous = chain[i], chain[i - 1]
        # 1) Each block must point to the real hash of the one before it.
        if current.previous_hash != previous.hash():
            return False
        # 2) Each block must satisfy the proof-of-work rule.
        if not current.hash().startswith("0" * DIFFICULTY):
            return False
    return True

مرحله 5 - آن را اجرا کنید و سعی کنید تقلب کنید

حالا چند بلوک اضافه کنید و سپس یک تراکنش قدیمی را دستکاری کنید. لحظه‌ای که داده‌های گذشته را تغییر می‌دهید، هش آن بلوک دیگر با آنچه بلوک بعدی انتظار دارد مطابقت ندارد - و اعتبارسنجی فوراً False را برمی‌گرداند. به همین دلیل است که نمی توانید بی سر و صدا تاریخ بیت کوین را بازنویسی کنید.

bc = Blockchain()
bc.add_block([{"from": "Alice", "to": "Bob", "amount": 5}])
bc.add_block([{"from": "Bob", "to": "Carol", "amount": 2}])

print("Chain valid?", is_valid(bc.chain))   # True

# Now try to cheat: tamper with an old transaction.
bc.chain[1].transactions[0]["amount"] = 5000
print("Chain valid?", is_valid(bc.chain))   # False — tampering is caught!

بیت کوین واقعی چه چیزی اضافه می کند

زنجیره اسباب بازی ما اسکلت را آموزش می دهد. بیت کوین واقعی یک شبکه جهانی همتا به همتا از گره ها، امضاهای دیجیتالی که ثابت می کند چه کسی می تواند سکه ها را خرج کند، تنظیم خودکار سختی، مدل UTXO، بلاک پاداش ها و نصف کردن، و قوانین اجماع که به افراد غریبه اجازه می دهد بدون اعتماد توافق کنند، اضافه می کند. هر کدام را در توضیح دهنده های ما در زیر کاوش کنید.

سوالات متداول

به یادگیری ادامه دهید