前言：深入理解區塊鏈最好的方式莫過于親手搭建一個，在這個過程中理解它背后的邏輯和原理。本文作者是Danielvan Flymen ，文章來源于hackernoon.com，由藍狐筆記社群“iGreenMind”翻譯。
接上一篇《學習區塊鏈的最好方法是構建一個（上）》
第三步：與我們的區塊鏈交互
你可以使用普通的cURL或Postman工具，通過網絡與我們的API進行交互。
啟動服務器：
1. $ python blockchain.py
2. * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)
讓我們嘗試通過向http://localhost:5000/mine發出GET請求來挖掘一個區塊：
UsingPostman to make a GET request
讓我們通過向http://localhost:5000/transactions/new 發出一個POST請求來創建一個新的交易，這個交易包含了交易結構的主體:
UsingPostman to make a POST request
如果你不使用 Postman 工具，同樣可以使用cURL這個工具來實現同樣的目的：
1. $ curl -X POST -H "Content-Type: application/json" -d '{
2. "sender": "d4ee26eee15148ee92c6cd394edd974e",
3. "recipient": "someone-other-address",
4. "amount": 5
5. }' "http://localhost:5000/transactions/new"
重啟了我的服務器，并挖掘了兩個區塊，總共給出了3個區塊。讓我們通過請求 http://localhost:5000/chain檢查整個鏈：
1. {
2. "chain": [
3. {
4. "index": 1,
5. "previous_hash": 1,
6. "proof": 100,
7. "timestamp": 1506280650.770839,
8. "transactions": []
9. },
10. {
11. "index": 2,
12. "previous_hash": "c099bc...bfb7",
13. "proof": 35293,
14. "timestamp": 1506280664.717925,
15. "transactions": [
16. {
17. "amount": 1,
18. "recipient": "8bbcb347e0634905b0cac7955bae152b",
19. "sender": "0"
20. }
21. ]
22. },
23. {
24. "index": 3,
25. "previous_hash": "eff91a...10f2",
26. "proof": 35089,
27. "timestamp": 1506280666.1086972,
28. "transactions": [
29. {
30. "amount": 1,
31. "recipient": "8bbcb347e0634905b0cac7955bae152b",
32. "sender": "0"
33. }
34. ]
35. }
36. ],
37. "length": 3
38. }
第四步：共識
這非常酷。我們有一個基本的 Blockchain 接受交易，它允許我們挖掘新的區塊。但 Blockchain 的關鍵在于，它們應該是分布式的。如果它們是分布式的，我們如何確保它們都在一條鏈？這被稱為共識的問題，如果我們想要在我們的網絡中有多個節點，我們就必須實現一個共識的算法。
注冊新節點
在實現共識算法之前，我們需要一種方法讓節點知道網絡上的相鄰節點。我們網絡上的每個節點都應該保留網絡上其他節點的注冊表。因此，我們需要更多的端點:
1. /nodes/register 以url的形式接受新的節點列表。
2. /nodes/resolve 來實現我們的共識算法，它可以解決任何沖突——以確保一個節點擁有正確的鏈。
我們需要修改 Blockchain 的構造函數，并提供注冊節點的方法：
1. ...
2. from urllib.parse import urlparse
3. ...
4.
5.
6. class Blockchain(object):
7. def __init__(self):
8. ...
9. self.nodes = set()
10. ...
11.
12. def register_node(self, address):
13. """
14. Add a new node to the list of nodes
15.
16. :param address: Address of node. Eg. 'http://192.168.0.5:5000'
17. :return: None
18. """
19.
20. parsed_url = urlparse(address)
21. self.nodes.add(parsed_url.netloc)
Amethod for adding neighbouring nodes to our Network
使用set()來保存節點列表。這是確保新節點的添加具有冪等性的廉價方式，這意味著無論我們添加多少次特定節點，它都只會出現一次。
實現算法的共識
如前所述，當一個節點與另一個節點具有不同鏈時就有了沖突。為了解決這個問題，我們制定一條規則：最長的并且有效的鏈才是權威的。換句話說，網絡上最長的鏈是事實上的鏈。利用該算法，我們在網絡節點之間達成了一致。
1. ...
2. import requests
3.
4.
5. class Blockchain(object)
6. ...
7.
8. def valid_chain(self, chain):
9. """
10. Determine if a given blockchain is valid
11.
12. :param chain: A blockchain
13. :return: True if valid, False if not
14. """
15.
16. last_block = chain[0]
17. current_index = 1
18.
19. while current_index < len(chain):
20. block = chain[current_index]
21. print(f'{last_block}')
22. print(f'{block}')
23. print("\n-----------\n")
24. # Check that the hash of the block is correct
25. if block['previous_hash'] != self.hash(last_block):
26. return False
27.
28. # Check that the Proof of Work is correct
29. if not self.valid_proof(last_block['proof'], block['proof']):
30. return False
31.
32. last_block = block
33. current_index += 1
34.
35. return True
36.
37. def resolve_conflicts(self):
38. """
39. This is our Consensus Algorithm, it resolves conflicts
40. by replacing our chain with the longest one in the network.
41.
42. :return: True if our chain was replaced, False if not
43. """
44.
45. neighbours = self.nodes
46. new_chain = None
47.
48. # We're only looking for chains longer than ours
49. max_length = len(self.chain)
50.
51. # Grab and verify the chains from all the nodes in our network
52. for node in neighbours:
53. response = requests.get(f'http://{node}/chain')
54.
55. if response.status_code == 200:
56. length = response.json()['length']
57. chain = response.json()['chain']
58.
59. # Check if the length is longer and the chain is valid
60. if length > max_length and self.valid_chain(chain):
61. max_length = length
62. new_chain = chain
63.
64. # Replace our chain if we discovered a new, valid chain longer than ours
65. if new_chain:
66. self.chain = new_chain
67. return True
68.
69. return False
第一個方法valid_chain() 負責檢查鏈是否有效，通過循環遍歷每個區塊并驗證哈希和證明。
resolve_conflicts() 是這么一個方法：它遍歷我們所有的鄰近節點，下載它們的鏈并使用上面的方法驗證它們。如果一個有效的鏈被發現，它的長度大于我們的，我們就替換掉我們當前所使用的鏈。
讓我們將兩個端點注冊到API中，一個用于添加相鄰節點，另一個用于解決沖突：
1. @app.route('/nodes/register', methods=['POST'])
2. def register_nodes():
3. values = request.get_json()
4.
5. nodes = values.get('nodes')
6. if nodes is None:
7. return "Error: Please supply a valid list of nodes", 400
8.
9. for node in nodes:
10. blockchain.register_node(node)
11.
12. response = {
13. 'message': 'New nodes have been added',
14. 'total_nodes': list(blockchain.nodes),
15. }
16. return jsonify(response), 201
17.
18.
19. @app.route('/nodes/resolve', methods=['GET'])
20. def consensus():
21. replaced = blockchain.resolve_conflicts()
22.
23. if replaced:
24. response = {
25. 'message': 'Our chain was replaced',
26. 'new_chain': blockchain.chain
27. }
28. else:
29. response = {
30. 'message': 'Our chain is authoritative',
31. 'chain': blockchain.chain
32. }
33.
34. return jsonify(response), 200
此時，你可以使用不同的機器，并在網絡上創建不同的節點。或者在同一臺機器上使用不同的端口來啟動進程。我在我的機器上的另一個端口上啟動了另一個節點，并將它注冊到我當前的節點上。因此，我有兩個節點: http://localhost:5000 和 http://localhost:5001 。
Registeringa new Node
然后我在節點2上挖掘了一些新的區塊，以確保鏈更長。之后，我在節點1上調用 GET /nodes/resolve ，在節點1上的鏈被共識算法所取代：
ConsensusAlgorithm at Work
去找幾個朋友測試一下你的Blockchain吧。
我希望這能激勵你去創造一些新的東西。我對加密貨幣感到興奮，因為我相信區塊鏈會迅速改變我們對經濟、政府和記錄保存的看法。
