3.1 Понимание Proof-of-Work

1. Представьте концепцию proof-of-work: Объясните, что доказательство работы требует от майнеров решения сложной в вычислительном отношении головоломки для добавления нового блока. Эта головоломка предполагает поиск хэш-значения, которое соответствует определенным критериям, например, имеет определенное количество ведущих нулей.

   Python
   pythonCopy code
   class Blockchain:
    def __init__(self):
    self.chain = []
    self.difficulty = 4 # Настройте уровень сложности по мере необходимости.
   

   Этот код добавляет к классу Blockchain атрибут difficulty, который представляет собой количество ведущих нулей, необходимых в хэше.

2. Реализуйте метод proof_of_work: Этот метод будет генерировать достоверный хэш путем корректировки значения nonce до тех пор, пока хэш не будет удовлетворять критериям сложности.

   Python
   pythonCopy code
   import hashlib
   class 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] == target:
    return hash_value
    nonce += 1
   

   Этот код добавляет метод proof_of_work в класс Blockchain. Он использует целевую строку с необходимым количеством ведущих нулей и корректирует значение nonce до тех пор, пока не будет найден правильный хэш.

3.2 Добавление доказательства работы при создании блока

1. Обновите метод add_block: Измените метод add_block, чтобы включить в него функцию proof-of-work. Сгенерируйте действительный хэш для нового блока, используя метод proof_of_work.

   Python
   pythonCopy code
   class Blockchain:
    def __init__(self):
    self.chain = []
    self.difficulty = 4def proof_of_work(self, block):
       # Детали реализацииdef add_block(self, block):
    previous_hash = self.chain[-1].hash() if len(self.chain) > 0 else None
    block.previous_hash = previous_hash
    block.mine(self.difficulty)
        self.chain.append(block)
   

   Этот код модифицирует метод add_block, чтобы установить previous_hash нового блока, вызвать метод mine на блоке с уровнем сложности и добавить блок в цепочку.

2. Реализуйте метод mine в классе Block: Метод mine будет корректировать значение nonce блока до тех пор, пока не будет найден правильный хэш.

   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 = previous_hash
    self.nonce = nonce
    self.hash = self.calculate_hash()
   
    def calculate_hash(self):
    data = str(self.index) + str(self.timestamp) + str(self.data) + str(self.previous_hash) + str(self.nonce)
        return hashlib.sha256(data.encode()).hexdigest()
   
    def mine(self, difficulty):
    target = "0" * difficulty
    while self.hash[:difficulty] != target:
    self.nonce += 1
    self.hash = self.calculate_hash()
   

Этот код добавляет метод mine в класс Block. Он корректирует значение nonce и пересчитывает хэш блока до тех пор, пока хэш не будет соответствовать критериям сложности.

3.3 Тестирование реализации Proof-of-Work

1. Создайте новый экземпляр блокчейна: Инстанцируйте новый объект Blockchain и добавьте несколько блоков в цепочку.

   Python
   pythonCopy code
   blockchain = Blockchain()
   block1 = Block(1, datetime.now(), "Блок 1 Данные")
   block2 = Block(2, datetime.now(), "Блок 2 Данные")
   block3 = Block(3, datetime.now(), "Блок 3 Данные")
   

   Этот код создает новый объект Blockchain и три блока.

2. Добавьте блоки в блокчейн: Используйте метод add_block для добавления блоков в цепочку.

   Python
   pythonCopy code
   blockchain.add_block(block1)
   blockchain.add_block(block2)
   blockchain.add_block(block3)
   

   Этот код добавляет блоки в блокчейн.

3. Распечатать блокчейн: Выведите на экран блоки блокчейна и их хэши.

   Python
   pythonКопирование кода
   для блока в blockchain.chain:
    print(f"Block: {block.index}")
    print(f"Hash: {block.hash}")
   

   Этот код выполняет итерации по блокам блокчейна и печатает их индекс и хэш-значения.

3.4 Заключение

В этом уроке мы реализовали алгоритм консенсуса proof-of-work в нашем блокчейне. Мы представили концепцию proof-of-work, объяснили, как она требует от майнеров решения сложной в вычислительном отношении головоломки, и реализовали ее в нашем блокчейне путем корректировки значения nonce до тех пор, пока не будет найден правильный хэш. Мы также протестировали реализацию proof-of-work, добавив блоки в цепочку и отобразив содержимое блокчейна.