Впровадження Proof-of-Work на Blockchain

3.1 Розуміння доказу роботи

1. Ознайомтеся з концепцією підтвердження роботи: поясніть, що підтвердження роботи вимагає від майнерів вирішення складної обчислювальної головоломки, щоб додати новий блок. Ця головоломка передбачає пошук хеш-значення, яке відповідає певним критеріям, наприклад, має певну кількість початкових нулів.

   Python 
    pythonCopy code 
    class Blockchain: 
    def __init__(self): 
    self.chain = [] 
    self.difficulty = 4 # Налаштуйте рівень складності за потреби
   

   Цей код додає атрибут difficulty до класу Blockchain , який представляє кількість початкових нулів, необхідних у хеші.

2. Застосуйте метод proof_of_work : цей метод генеруватиме дійсний хеш шляхом коригування значення nonce, доки хеш не відповідатиме критеріям складності.

   Python 
    код pythonCopy 
    імпорт хешлібу 
    клас Blockchain: 
    def __init__(self): 
    self.chain = [] 
    self.difficulty = 4def proof_of_work(self, block): 
    target = "0" * self.difficulty 
    nonce = 0while True: 
    data = str(block) + str(nonce) 
    hash_value = hashlib.sha256(data.encode()).hexdigest()
            if hash_value[:self.difficulty] == ціль: 
    повернення hash_value 
    nonce += 1
   

   Цей код додає метод proof_of_work до класу Blockchain . Він використовує target рядок із необхідною кількістю початкових нулів і коригує значення nonce , доки не буде знайдено дійсний хеш.

3.2 Додавання підтвердження роботи до створення блоку

1. Оновіть метод add_block : змініть метод add_block , щоб включити доказ роботи. Згенеруйте дійсний хеш для нового блоку за допомогою методу proof_of_work .

   Python 
    код pythonCopy 
    клас Blockchain: 
    def __init__(self): 
    self.chain = [] 
    self.difficulty = 4def proof_of_work(self, block): 
    # Деталі реалізації def add_block(self, block): 
    previous_hash = self.chain[-1].hash() якщо len(self.chain) > 0 else Жодного 
    block.previous_hash = попередній_хеш 
    block.mine(self.difficulty)
        self.chain.append(блок)
   

   Цей код змінює метод add_block , щоб установити previous_hash нового блоку, викликати метод mine для блоку з рівнем складності та додати блок до ланцюжка.

2. Реалізуйте метод mine у класі Block : метод mine коригуватиме значення nonce блоку, доки не буде знайдено дійсний хеш.

   Python 
    pythonCopy code 
    import hashlib 
    class Block: 
    def __init__(self, index, timestamp, data, previous_hash, nonce=0): 
    self.index = index 
    self.timestamp = timestamp 
    self.data = data 
    self.previous_hash = попередній_хеш 
    self.nonce = одноразовий 
    self.hash = self.calculate_hash()
   
    def calculate_hash(self): 
    дані = str(self.index) + str(self.timestamp) + str(self.data) + str(self.previous_hash) + str(self.nonce)
        повернути hashlib.sha256(data.encode()).hexdigest()
   
    def mine(self, трудність): 
    target = "0" * трудність 
    while self.hash[:difficulty] != target: 
    self.nonce += 1 
    self.hash = self.calculate_hash()
   

Цей код додає метод mine до класу Block . Він регулює значення nonce і перераховує хеш блоку, поки хеш не відповідатиме критеріям складності.

3.3 Тестування реалізації Proof-of-Work

1. Створіть новий екземпляр блокчейну: створіть новий об’єкт Blockchain і додайте кілька блоків до ланцюжка.

   Python 
    pythonКопіювати код 
    blockchain = Blockchain() 
    block1 = Block(1, datetime.now(), "Дані блоку 1") 
    block2 = Block(2, datetime.now(), "Дані блоку 2") 
    block3 = Block(3, datetime.now(), "Дані блоку 3")
   

   Цей код створює новий об’єкт Blockchain і три блоки.

2. Додайте блоки до ланцюжка блоків: використовуйте метод add_block , щоб додати блоки до ланцюжка.

   Python 
    pythonКопіювати код 
    blockchain.add_block(block1)
   blockchain.add_block(block2)
   blockchain.add_block(block3)
   

   Цей код додає блоки в блокчейн.

3. Надрукувати блокчейн: відобразити блоки блокчейну та їхні хеші.

   Python 
    pythonКопіювати код 
    для блоку в blockchain.chain:
    print(f"Block: {block.index}") 
    print(f"Hash: {block.hash}")
   

   Цей код повторює блоки блокчейну та друкує їхні індекси та хеш-значення.

3.4 Висновок

У цьому уроці ми реалізували консенсусний алгоритм підтвердження роботи в нашому блокчейні. Ми представили концепцію підтвердження роботи, пояснили, як це вимагає від майнерів вирішення складної обчислювальної головоломки, і реалізували її в нашому блокчейні, коригуючи значення nonce, доки не буде знайдено дійсний хеш. Ми також перевірили реалізацію підтвердження роботи, додавши блоки до ланцюжка та відобразивши вміст блокчейну.