BlockChain：Py實現區塊鏈簡單場景應用：程序猿記錄在區塊里的收入記錄圖

導讀
想更好的了解區塊鏈技術？還是用程序猿的方式來加深了解和探索區塊鏈吧！實際案例應用會讓我們更加熟悉它的底層技術！

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Created on 2018年3月11日@author: Jason niu ''' import hashlib #該模塊實現了諸多安全哈希和消息摘要算法的通用接口，包括 FIPS 安全哈希算法： SHA1、SHA224、 SHA256、SHA384、RSA的 MD5 等等算法 import uuid #通用唯一標識符 ( Universally Unique Identifier ), 對于所有的UUID它可以保證在空間和時間上的唯一性. 它是通過MAC地址, 時間戳, 命名空間, 隨機數, 偽隨機數來保證生成ID的唯一性, 有著固定的大小( 128 bit ). 它的唯一性和一致性特點使得可以無需注冊過程就能夠產生一個新的UUID. UUID可以被用作多種用途, 既可以用來短時間內標記一個對象, 也可以可靠的辨別網絡中的持久性對象. #該類實現簡化版的區塊包：一個唯一標識符、父節點的哈希值、nonce值、該區塊的內容字段。 class Block(object):def __init__(self, data=None, previous_hash=None):self.identifier = uuid.uuid4().hex # uuid產生唯一標示self.nonce = None self.data = data self.previous_hash = previous_hash def hash(self, nonce=None): #利用sha256算法計算區塊的哈希值message = hashlib.sha256()message.update(self.identifier.encode('utf-8')) #以utf-8格式對identifier進行編碼，二進制從低位往高位取出二進制數字message.update(str(nonce).encode('utf-8'))message.update(str(self.data).encode('utf-8'))message.update(str(self.previous_hash).encode('utf-8'))return message.hexdigest() #hexdigest函數計算整個文件的hash code,返回摘要作為十六進制數據字符串值def hash_is_valid(self, the_hash):return the_hash.startswith('0000') def __repr__(self):return 'Block<Hash: {}, Nonce: {}>'.format(self.hash(self.nonce), self.nonce)def mine(self): cur_nonce = self.nonce or 0 while True: the_hash = self.hash(nonce=cur_nonce)if self.hash_is_valid(the_hash): self.nonce = cur_nonce break else:cur_nonce += 1 # 創建創世區塊 block = Block('Hello World') block.mine() print(block) class BlockChain(object):def __init__(self):self.head = None self.blocks = {} def add_block(self, new_block):previous_hash = self.head.hash(self.head.nonce) if self.head else Nonenew_block.previous_hash = previous_hashself.blocks[new_block.identifier] = {'block': new_block,'previous_hash': previous_hash,'previous': self.head,}self.head = new_blockdef __repr__(self):num_existing_blocks = len(self.blocks)return 'Blockchain<{} Blocks, Head: {}>'.format(num_existing_blocks,self.head.identifier if self.head else None)#定義好區塊鏈結構后，下面就開始初始化一條區塊鏈。 chain = BlockChain() print(chain) chain.add_block(block) print(chain) #for循環,添加更多的區塊 for i in range(6):new_block = Block(i)new_block.mine()chain.add_block(new_block) print(chain) from datetime import datetime #導入時間日期模塊#該類實現基于Block實現一個支持收支記錄格式 class AccountBill(Block): def __init__(self, content, amount):t = datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')data = "{}|{}|{}".format(t, content, amount)return super(AccountBill, self).__init__(data)def get_amount(self): amount = 0if self.data:amount = int(self.data.split('|')[2])return amountdef get_content(self):content = ''if self.data:content = self.data.split('|')[1]return contentdef __repr__(self):return 'Bill: {}>'.format(self.data)AccountBill('測試', 100) from collections import OrderedDictclass AccountBook(BlockChain):def __init__(self):self.head = None self.blocks = OrderedDict() def add_block(self, new_bill): new_bill.mine()super(AccountBook, self).add_block(new_bill)def balance(self): balance = 0if self.blocks:for k, v in self.blocks.items():balance += v['block'].get_amount()return balancedef __repr__(self):num_existing_blocks = len(self.blocks)return 'AccountBook<{} Bills, Head: {}>'.format(num_existing_blocks,self.head.identifier if self.head else None)book = AccountBook()b1 = AccountBill('月薪', 23000) book.add_block(b1)b2 = AccountBill('房租消費', -3000) book.add_block(b2)b3 = AccountBill('飲食消費', -1200) book.add_block(b3)b4 = AccountBill('娛樂消費', -1200) book.add_block(b4)b5 = AccountBill('token收入', 1000) book.add_block(b5)b6 = AccountBill('搬磚收入', 400) book.add_block(b6)b7 = AccountBill('扛水泥收入', 500) book.add_block(b7)b8 = AccountBill('學習AI', -1000) book.add_block(b8)b9 = AccountBill('學習BlockChain', -800) book.add_block(b9)b10 = AccountBill('學習ICO', -10) book.add_block(b10)print(book.balance()) for k,v in book.blocks.items():print(v['block'].data)import matplotlib import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']x_data = [] y_data = [] colors = [] for k,v in book.blocks.items():bill = v['block']y_data.append(bill.get_content())amount = bill.get_amount()if amount > 0:x_data.append(amount)colors.append('blue')else:x_data.append(-amount)colors.append('red')y_pos = np.arange(len(y_data))plt.bar(y_pos, x_data, align='center', alpha=0.5, color=colors) plt.xticks(y_pos, y_data) plt.ylabel('金額') plt.title('BlockChain：程序猿記錄在區塊里的收支記錄圖——Jason niu') plt.show()

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總結

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