Python для начинающих

Как устроены простые блокчейн-приложения на Python.

187 views00:42

# Как устроены простые блокчейн-приложения на Python

Вы когда-нибудь задумывались о том, как работает загадочный блокчейн? Это понятие у всех на слуху, чаще всего в контексте криптовалют, но сам механизм можно использовать для самых разных задач. Сегодня мы разберем, как устроен простейший блокчейн и создадим базовую реализацию на Python. Вы удивитесь, как это просто и элегантно!

---

### Что такое блокчейн, если совсем просто?

Блокчейн — это структура данных. Представьте цепочку, где каждый «звено» (блок) связано с предыдущим. У каждого блока есть набор данных, временная метка и уникальная подпись — хэш. Особенность в том, что хэш текущего блока включает хэш предыдущего. Это создает прочные связи между блоками, и любое изменение в одном из них ломает всю цепочку. Именно поэтому блокчейн считается крайне надежным.

---

### Как устроим наш блокчейн?

Будем реализовывать цепочку блоков, где каждый блок хранит:
1. Данные (например, сообщение).
2. Временную метку создания.
3. Хэш предыдущего блока.

Для работы нам понадобится модуль hashlib для создания хэшей и модуль datetime для работы с временными метками. Сначала создадим блок, а затем — всю цепочку.

---

### Начнем писать код: создаем блок

import hashlib
import datetime

class Block:
    def __init__(self, data, previous_hash):
        self.timestamp = datetime.datetime.now()
        self.data = data
        self.previous_hash = previous_hash
        self.hash = self.calculate_hash()
    
    def calculate_hash(self):
        block_string = str(self.timestamp) + self.data + self.previous_hash
        return hashlib.sha256(block_string.encode()).hexdigest()

Здесь класс Block принимает данные и хэш предыдущего блока. Метод calculate_hash создает хэш текущего блока на основе временной метки, данных и предыдущего хэша. Мы используем алгоритм SHA-256, который генерирует 64-символьную строку, уникальную для содержимого блока.

---

### Теперь — цепочка блоков

Добавим класс Blockchain, который будет управлять цепочкой блоков.

class Blockchain:
    def __init__(self):
        self.chain = [self.create_genesis_block()]
    
    def create_genesis_block(self):
        return Block("Genesis Block", "0")
    
    def add_block(self, data):
        last_block = self.chain[-1]
        new_block = Block(data, last_block.hash)
        self.chain.append(new_block)
    
    def is_chain_valid(self):
        for i in range(1, len(self.chain)):
            current = self.chain[i]
            previous = self.chain[i - 1]
            
            if current.hash != current.calculate_hash():
                return False
            if current.previous_hash != previous.hash:
                return False
        return True

Что здесь происходит:
1. Метод create_genesis_block создает первый блок, называемый генезис-блоком. У него нет предшественника, поэтому его "предыдущий хэш" равен нулю ("0").
2. Метод add_block добавляет новый блок, который "ссылается" на последний созданный.
3. Метод is_chain_valid проверяет целостность цепочки. Если данные или хэш были изменены, возвращается False.

---

### Проверим наш блокчейн

А теперь — магия: создадим свой блокчейн и добавим в него несколько блоков.

my_blockchain = Blockchain()

print("Adding blocks...")
my_blockchain.add_block("First block data")
my_blockchain.add_block("Second block data")
my_blockchain.add_block("Third block data")

print("Blockchain validation:", my_blockchain.is_chain_valid())

Выводит блоки и их валидность:

Adding blocks...
Blockchain validation: True

Если мы попробуем вручную подменить данные в одном из блоков и снова вызвать is_chain_valid, цепочка тут же окажется недействительной — сработает защита.

---

### Что дальше?

Наш блокчейн невероятно простой, но именно с таких минималистичных решений начинается работа с этой технологией.

170 views00:42