這里我們討論的是區塊鏈。區塊鏈上所定義的協議不僅是要交易數據而且還要交易數據的價值。目前的主要方式是在互聯網出現之前發明的，它需要使用一個集中的票據交易所。機器有時需要等待四天才能將付款從一個地方轉移到另一個地方，但在所有其他方面，機器之間的通信速度又是驚人的。比如他們可以互相發送小額支付。但必須要滿足電力、存儲空間和計算等資源的情況下才能立即進行交易。

比特幣和其他加密貨幣作為價值轉移的第五個協議層，其底層技術稱為區塊鏈。區塊鏈首次允許機器同意價值轉移而不必相信一個中央權力機構，在現實世界中如果我創建一個“我”，就只有我擁有它，但如果我創建了一個數字圖像，那么在互聯網上其他人就可以復制它，然后我們都擁有它，那么就沒有辦法證明其所有權。但區塊鏈讓我們以分散的方式達成共識層， 防止一個壞行為者謊稱擁有所有權。

讓我們用python構建我們自己的簡單區塊鏈，以更好地理解這個不可思議的數據結構是如何工作的。為了簡單起見， 讓我們定義一個塊是什么， 假設每個塊代表一個事務， 一個值在兩臺計算機之間傳輸。想要查看下面的代碼并讀取， 就必須使用索引在創建時顯示區塊鏈中表示其順序的一組重要屬性來定義其自己類中的塊對象， 它將存儲由發件人定義的一些數據以及兩個數據哈希值，一個用于區塊鏈中的上一個哈希值， 一個用于它自己的哈希值， 塊需要哈希值的原因是因為哈希值提供了一個唯一的 id， 并且它有驗證數據完整性的能力。

class Block（）：

def __init __（self，params）：

self.index = params.index

self.previous_hash = params.previous_hash

self.timestamp = params.timestamp

self.data = params.data

self.hash = self.calc_hash（）

我們使用流行的加密哈希算法sha-256來幫助從哈希函數中的每個塊生成256位簽名。為此，您必須導入hashlib。

def calc_hash（self）：

return hashlib.sha256（str（self.params（））。encode（））。hexdigest（）

塊是如何生成的？

用戶提供了一些數據在他們的事務中，所以我們可以使用它作為唯一的參數生成函數，因為我們必須獲取最后一塊才能完成工作。我們將使用最后一塊幫助尋找這一塊指數以及哈希值，我們還將給它一個時間戳。因此，每個生成的塊都通過存儲其的哈希值來指向前一個塊。

def generate_next_block（self，data）：

index = len（self.blockchain_store）

previous_hash = self.latest_block（）。hash

timestamp = int（time.time（））

params = block_params.BlockParams（index，previous_hash，timestamp，data）

new_block = block.Block（params）

self.blockchain_store.append（new_block）

它是一個叫做區塊鏈的塊

第一個生成的塊稱為genesis塊，我們將在預定義的屬性中硬編碼到它自己的函數中

def genesis_block（cls）：

params = block_params.BlockParams.genesis_params（）

return cls（params）

我們將使用它初始化區塊鏈，并將其存儲為內存列表

def __init __（self）：

self.blockchain_store = self.fetch_blockchain（）

def latest_block（self）：

return self.blockchain_store ［-1］

def fetch_blockchain（self）：

return ［block.Block.genesis_block（）］

記住我這里所說的塊哈希值既可以作為它的標識，也可以驗證它的完整性。我們可以使用哈希值來判斷一個新生成的塊，并在給定一個新塊和上一個塊的聯系下查看是否有效，上一個塊也就是鏈中的最后一個塊。我們可以先查看正確的排序指數，我們可以檢查以前的哈希值屬性，并將其匹配到已經驗證了過得前一個快，最后我們將計新塊的哈希值，確保其準確無誤。

def receive_new_block（self， new_block）：

previous_block = self.latest_block（）

if not new_block.has_valid_index（previous_block）：

print（‘invalid index’）

return

if not new_block.has_valid_previous_hash（previous_block）：

print（‘invalid previous hash’）

return

if not new_block.has_valid_hash（）：

print（‘invalid hash’）

return

self.blockchain_store.append（new_block）

假設所有節點都存儲了區塊鏈的一個副本，我們需要一種方法來選擇在發生沖突時使用哪個區塊鏈。假設2個節點生成相同的塊數，那么我們的解決方案是選擇具有最長塊數的鏈，因為它的存在時間更長因此它更有可能是真實的區塊鏈。

def replace_chain（self，block：self.blockchain_store）：

if self.is_valid_chain（blocks）和len（blocks）》 self.length：

self.blockchain_store = blocks

else：

self.log（“Recieved blockchain invalid”）

給出一個新的區塊鏈之后：我們將檢查如果是有效的編程方式，是不是就意味著它有用一個新塊的替換我們之前的塊，因為每個節點存儲一個區塊鏈的副本， 并且塊不斷生成事務， 這樣每個節點就可以進行廣播， 每當它生成一個新的塊時， 它就會連接到一個新的節點，它可以將塊添加到其當前鏈或整個區塊鏈中， 因此我們可以以封裝節點的方式， 以便用戶可以查詢其他節點創建一個 http 服務器。

因此，用戶將通過HTTP請求控制節點，它將通過對WebSockets與其他節點通信。這就是簡單的區塊鏈我們要討論的一個關鍵特性是工作證明算法。

比特幣挖掘節點完成了一系列非常昂貴的計算， 以批準每筆交易， 并獲得比特幣的計算工作， 以便生成一個新塊。但是生成新塊的前提必須是突破51%的攻擊，這才證明這個新的塊是有效的， 可以添加到區塊鏈中， 因此一個壞的行為者必須有更多的計算能力， 而不是一半的比特幣網絡。