用python构建一个自己的区块链（2）

在上一篇文章《用python构建一个自己的区块链》中，提到了单机区块链的构造。但是仅仅有构造是远远不够的，因为那样仅仅是“有”一个区块链，而无法进行任何的操作。本篇的内容就是在其之上构建应用，使其能够“跑起来”。

目录

2-1 进行交易

使用“交易”这个词其实并不准确，更准确的描述应该叫做“数据记录”。所谓的交易，沿用的是比特币的叫法。在比特币中，记录的是交易信息。在其他区块链应用中，也可以记录其他信息，例如声明，公证，whatever。

首先，我们需要声明一个变量存储当前待处理的交易信息：

接下来，将要记录的（交易）信息加入到current_transaction中。这些信息会在下一个区块被挖出来的时候加入其中。

2-2 挖矿

挖矿可以说是区块链最不可或缺的功能了。其原理就是找到一个新的proof_of_work，构造一个新的区块，把要处理的交易信息写入区块中。首先获取当前最后一个块的proof_of_work，然后计算出新的proof_of_work，然后以此构建新的区块。

在这里我们构建新区块的时候，在新的区块中追加了一笔交易，给发现新的区块的用户一笔奖励金（激励机制）。奖励金的发送者是0，即没有发送者，而接收者则是创建新区块的人，即找到新的proof_of_work的人。这里的金额可以是固定值，也可以根据算法即时算出。比特币的每4年减半的特性也是由此定义的。

2-3 密钥和公钥的生成

不论是交易或是记录信息，都需要标识用户的身份。传统的方法，是使用用户名和密码来标识，但是这在p2p的区块链网络中不可行：你不可能将密码存储在别人的终端上。而且，也没有一个可以信得过的中心来验证密码的对错。

区块链通常使用非对称加密来进行身份标识。每个用户拥有一个私钥，并能由私钥生成公钥。反过来，公钥无法生成私钥。公钥可以作为交易的接收方的标识使用，并全网公布。

当你需要发送一笔金额的时候，则应该用自己的私钥来生成公钥，以防止造假。用户可能知道他人的公钥，但是因为不知道他的私钥，也就无法代替他进行发送，而只能发送给他。这样就避免了信息泄漏的风险。

我们将密钥存储在本地的wallet.dat文件中。如果是第一次打开程序，则会提示用户输入一段代码来帮助生成一个新的密钥。最终的密钥由用户输入的字符串、当前的时间戳以及两个随机数hash而成，有1024位，可以充分避免被碰撞带来的账户泄漏的风险。当然，这个算法和最终密钥的复杂度可以自由更改。

总结

到此，这个简单的单机区块链已经可以运作了。其功能只有交易和挖矿，不过这也就是区块链的最初的雏形。当然，它还不是完善的，区块链技术之所以充满魅力，还是在于它去中心化的特性。

在把这套区块链搬到p2p网络之后，还会面对区块链中最著名也是最复杂的问题，即分歧。这就需要一致性（共识）机制。如果无法达成共识，则需要分叉——这是最终的不得已的方案。

未完待续……