用Python实现简单的区块链系统

本篇内容对从技术角度来解释区块链，用Python实现简单的区块链系统，进一步认识区块链的结构与原理。

1、前提条件

• 需要了解下区块链的概念。

  区块链的概念起源于比特币，其本质上是一个去中心化的数据库，是分布式数据存储、点对点传输（P2P）、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式（摘自百科）。

• 需要了解哈希的概念。

  如果对哈希不了解，可以查看知乎的内容，网址如下：
  https://www.zhihu.com/question/26762707

• 需要了解HTTP的工作原理。

  不懂的话，自行百度或谷歌。

• 安装支持HTTP协议的客户端

  如Postman或者cURL，其他也可以。

• 需要安装Python3.6+等文件

  后面的章节"5、编译Python文件"会详细讲解。

• 源码地址

  https://github.com/dvf/blockchain
  

2、创建一个区块链

可以用各种文本编辑器或者IDE编写Python程序，比如Subline、EditPlus、PyCharm、VSCode、Atom等。

新建一个目录，暂且命名为"py_blockchain_demo"，用于存放要编写的python文件，然后新建一个名为'blockchain.py'的文件。

2.1 描述区块链

创建一个 Blockchain 类 ，构造函数创建了一个初始化的空列表（要存储我们的区块链），并且另一个存储交易。下面是我们这个类的实例：

class Blockchain(object):
    def __init__(self):
        self.chain = []
        self.current_transactions = []

    def new_block(self):
        # Creates a new Block and adds it to the chain
        pass

    def new_transaction(self):
        # Adds a new transaction to the list of transactions
        pass

    @staticmethod
    def hash(block):
        # Hashes a Block
        pass

    @property
    def last_block(self):
        # Returns the last Block in the chain
        pass

Blockchain类负责管理链式数据，它会存储交易并且还有添加新的区块到链式数据的Method。让我们开始扩充更多方法。

2.2 区块结构

每个块都有一个 索引，一个 时间戳（Unix时间戳），一个事务列表， 一个 校验(稍后详述) 和 前一个块的散列 。

下面是一个Block的例子 ：

block = {
    'index': 1,
    'timestamp': 1506057125.900785,
    'transactions': [
        {
            'sender': "8527147fe1f5426f9dd545de4b27ee00",
            'recipient': "a77f5cdfa2934df3954a5c7c7da5df1f",
            'amount': 5,
        }
    ],
    'proof': 324984774000,
    'previous_hash': "2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824"
}

在这一点上，一个 区块链 的概念应该是明显的 - 每个新块都包含在其内的前一个块的 散列 。 这是至关重要的，因为这是 区块链 不可改变的原因：如果攻击者损坏 区块链 中较早的块，则所有后续块将包含不正确的哈希值。

这有道理吗？ 如果你还没有想通，花点时间仔细思考一下 - 这是区块链背后的核心理念

2.3 添加交易到区块

我们将需要一个添加交易到区块的方式。我们的 new_transaction()方法的责任就是这个，并且它非常的简单:

class Blockchain(object):
    ...

    def new_transaction(self, sender, recipient, amount):
        """
        Creates a new transaction to go into the next mined Block
        :param sender: <str> Address of the Sender
        :param recipient: <str> Address of the Recipient
        :param amount: <int> Amount
        :return: <int> The index of the Block that will hold this transaction
        """

        self.current_transactions.append({
            'sender': sender,
            'recipient': recipient,
            'amount': amount,
        })

        return self.last_block['index'] + 1

new_transaction() 方法添加了交易到列表，它返回了交易将被添加到的区块的索引---讲开采下一个这对稍后对提交交易的用户有用。

2.4 创建新的区块

当我们的 Blockchain 被实例化后，我们需要将 创世 区块（一个没有前导区块的区块）添加进去进去。我们还需要向我们的起源块添加一个 证明，这是挖矿的结果(或工作证明)。 我们稍后会详细讨论挖矿。

除了在构造函数中创建 创世 区块外，我们还会补全 new_block() 、 new_transaction() 和 hash() 函数：

import hashlib
import json
from time import time

class Blockchain(object):
    def __init__(self):
        self.current_transactions = []
        self.chain = []

        # 创建创世区块
        self.new_block(previous_hash=1, proof=100)

    def new_block(self, proof, previous_hash=None):
        """
        创建一个新的区块到区块链中
        :param proof: <int> 由工作证明算法生成的证明
        :param previous_hash: (Optional) <str> 前一个区块的 hash 值
        :return: <dict> 新区块
        """

        block = {
            'index': len(self.chain) + 1,
            'timestamp': time(),
            'transactions': self.current_transactions,
            'proof': proof,
            'previous_hash': previous_hash or self.hash(self.chain[-1]),
        }

        # 重置当前交易记录
        self.current_transactions = []

        self.chain.append(block)
        return block

    def new_transaction(self, sender, recipient, amount):
        """
        创建一笔新的交易到下一个被挖掘的区块中
        :param sender: <str> 发送人的地址
        :param recipient: <str> 接收人的地址
        :param amount: <int> 金额
        :return: <int> 持有本次交易的区块索引
        """
        self.current_transactions.append({
            'sender': sender,
            'recipient': recipient,
            'amount': amount,
        })

        return self.last_block['index'] + 1

    @property
    def last_block(self):
        return self.chain[-1]

    @staticmethod
    def hash(block):
        """
        给一个区块生成 SHA-256 值
        :param block: <dict> Block
        :return: <str>
        """

        # 我们必须确保这个字典（区块）是经过排序的，否则我们将会得到不一致的散列
        block_string = json.dumps(block, sort_keys=True).encode()
        return hashlib.sha256(block_string).hexdigest()

上面的代码应该是直白的 --- 为了让代码清晰，我添加了一些注释和文档说明。 我们差不多完成了我们的区块链。 但在这个时候你一定很疑惑新的块是怎么被创建、锻造或挖掘的。

3、工作量证明算法

3.1 理解工作量证明

使用工作量证明（PoW）算法，来证明是如何在区块链上创建或挖掘新的区块。PoW 的目标是计算出一个符合特定条件的数字，这个数字对于所有人而言必须在计算上非常困难，但易于验证。这是工作证明背后的核心思想。

我们将看到一个简单的例子帮助你理解：

假设一个整数 x 乘以另一个整数 y 的积的 Hash 值必须以 0 结尾，即 hash(x * y) = ac23dc...0。设 x = 5，求 y ？用 Python 实现：

from hashlib import sha256
x = 5
y = 0  # We don't know what y should be yet...
while sha256(f'{x*y}'.encode()).hexdigest()[-1] != "0":
    y += 1
print(f'The solution is y = {y}')

结果是： y = 21。因为，生成的 Hash 值结尾必须为 0。

hash(5 * 21) = 1253e9373e...5e3600155e860

在比特币中，工作量证明算法被称为 Hashcash ，它和上面的问题很相似，只不过计算难度非常大。这就是矿工们为了争夺创建区块的权利而争相计算的问题。 通常，计算难度与目标字符串需要满足的特定字符的数量成正比，矿工算出结果后，就会获得一定数量的比特币奖励（通过交易）。

验证结果，当然非常容易。

3.2 实现工作量证明

让我们来实现一个相似 PoW 算法。规则类似上面的例子：

找到一个数字 P ，使得它与前一个区块的 proof 拼接成的字符串的 Hash 值以 4 个零开头。

import hashlib
import json

from time import time
from uuid import uuid4

class Blockchain(object):
    ...

    def proof_of_work(self, last_proof):
        """
        Simple Proof of Work Algorithm:
         - Find a number p' such that hash(pp') contains leading 4 zeroes, where p is the previous p'
         - p is the previous proof, and p' is the new proof
        :param last_proof: <int>
        :return: <int>
        """

        proof = 0
        while self.valid_proof(last_proof, proof) is False:
            proof += 1

        return proof

    @staticmethod
    def valid_proof(last_proof, proof):
        """
        Validates the Proof: Does hash(last_proof, proof) contain 4 leading zeroes?
        :param last_proof: <int> Previous Proof
        :param proof: <int> Current Proof
        :return: <bool> True if correct, False if not.
        """

        guess = f'{last_proof}{proof}'.encode()
        guess_hash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()
        return guess_hash[:4] == "0000"

衡量算法复杂度的办法是修改零开头的个数。使用 4 个来用于演示，你会发现多一个零都会大大增加计算出结果所需的时间。

现在 Blockchain 类基本已经完成了，接下来使用 HTTP requests 来进行交互。

4、Blockchain 作为 API 接口

我们将使用 Python Flask 框架，这是一个轻量 Web 应用框架，它方便将网络请求映射到 Python 函数，现在我们来让 Blockchain 运行在基于 Flask web 上。

我们将创建三个接口：

• /transactions/new ： 创建一个交易并添加到区块
• /mine ：告诉服务器去挖掘新的区块
• /chain ：返回整个区块链

4.1 创建节点

我们的“Flask 服务器”将扮演区块链网络中的一个节点。我们先添加一些框架代码：

import hashlib
import json
from textwrap import dedent
from time import time
from uuid import uuid4

from flask import Flask

class Blockchain(object):
    ...

# 实例化节点
app = Flask(__name__)

# 为此节点生成一个全球唯一的地址
node_identifier = str(uuid4()).replace('-', '')

# 实例化 Blockchain 类
blockchain = Blockchain()

# 创建 /mine 接口，GET 方式请求
@app.route('/mine', methods=['GET'])
def mine():
    return "We'll mine a new Block"

# 创建 /transactions/new 接口，POST 方式请求，可以给接口发送交易数据
@app.route('/transactions/new', methods=['POST'])
def new_transaction():
    return "We'll add a new transaction"

# 创建 /chain 接口，返回整个区块链
@app.route('/chain', methods=['GET'])
def full_chain():
    response = {
        'chain': blockchain.chain,
        'length': len(blockchain.chain),
    }
    return jsonify(response), 200

# 服务器运行端口 5000
if __name__ == '__main__':
    app.run(host='0.0.0.0', port=5000)

4.2 发送交易

发送到节点的交易数据结构如下：

{
 "sender": "my address",
 "recipient": "someone else's address",
 "amount": 5
}

因为我们已经有了添加交易的方法，所以基于接口来添加交易就很简单了。让我们为添加事务写函数:

import hashlib
import json
from textwrap import dedent
from time import time
from uuid import uuid4

from flask import Flask, jsonify, request

...

@app.route('/transactions/new', methods=['POST'])
def new_transaction():
    values = request.get_json()

    # Check that the required fields are in the POST'ed data
    required = ['sender', 'recipient', 'amount']
    if not all(k in values for k in required):
        return 'Missing values', 400

    # Create a new Transaction
    index = blockchain.new_transaction(values['sender'], values['recipient'], values['amount'])

    response = {'message': f'Transaction will be added to Block {index}'}
    return jsonify(response), 201

4.3 挖矿

挖矿正是神奇所在，它很简单，做了一下三件事：

1.计算工作量证明 PoW
2.通过新增一个交易授予矿工（自己）一个币
3.构造新区块并将其添加到链中

import hashlib
import json

from time import time
from uuid import uuid4

from flask import Flask, jsonify, request

...

@app.route('/mine', methods=['GET'])
def mine():
    # We run the proof of work algorithm to get the next proof...
    last_block = blockchain.last_block
    last_proof = last_block['proof']
    proof = blockchain.proof_of_work(last_proof)

    # We must receive a reward for finding the proof.
    # The sender is "0" to signify that this node has mined a new coin.
    blockchain.new_transaction(
        sender="0",
        recipient=node_identifier,
        amount=1,
    )

    # Forge the new Block by adding it to the chain
    previous_hash = blockchain.hash(last_block)
    block = blockchain.new_block(proof, previous_hash)

    response = {
        'message': "New Block Forged",
        'index': block['index'],
        'transactions': block['transactions'],
        'proof': block['proof'],
        'previous_hash': block['previous_hash'],
    }
    return jsonify(response), 200

注意交易的接收者是我们自己的服务器节点，我们做的大部分工作都只是围绕 Blockchain 类方法进行交互。到此，我们的区块链就算完成了，我们来实际运行下。

5、编译Python文件

在Mac上编译Python3这里有点麻烦，特别说明一下。

5.1 Mac安装Python3

Python之所以强大，其中一个原因是其丰富的第三方库。pip则是python第三方库的包管理工具。
由于在Mac上python2和python3是共存的。因而python3对应的包管理工具的命令就是pip3。

如果通过Homebrew安装python3，那么pip3会同时安装。所以建议直接通过homebrew安装python3。

# 安装Python3
brew install python3
# 检查Python3版本（即检查是否安装成功）
python3 -V

5.2 安装Pipenv

Python版本众多，在开发中经常需要使用不同版本的Python，不同项目也可能会使用不同版本的第三方库，这是我们就需要搭建多个Python虚拟环境。pipenv为官方推荐工具，使Python虚拟环境更加方便。

# 安装pipenv
pip3 install pipenv 

5.3 创建Python虚拟环境

进入到Python文件所在目录，依次执行如下命令

# 创建Python虚拟环境，并指定Python版本
pipenv --python=python3.6
# 安装Flask、requests模块
pipenv install Flask==0.12.2 requests==2.18.4

6、运行区块链

可以使用 cURL 或 Postman 去和 API 进行交互。
用pipenv指定端口号（代码中默认端口为5000，可以省略后面的"-p 5000"），并启动Sever：

pipenv run python blockchain.py -p 5000

终端显示如下：

wenzildeiMac:py_blockchain_demo wenzil$ pipenv run python blockchain.py -p 5000
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)

让我们通过请求 http://localhost:5000/mine （GET）来进行挖矿：

挖矿

用 Postman 发起一个 GET 请求。

创建一个交易请求，请求 http://localhost:5000/transactions/new （POST），如图：

创建一个请求交易

"Headers"中添加这样的Key-Value，返回会报服务器错误"500 Internal Server Error"。

'content-type':'application/json'

如果不是使用 Postman，则用一下的 cURL 语句也是一样的：

$ curl -X POST -H "Content-Type: application/json" -d '{
 "sender": "d4ee26eee15148ee92c6cd394edd974e",
 "recipient": "someone-other-address",
 "amount": 5
}' "http://localhost:5000/transactions/new"

提交了两次请求后，需要挖矿（也就是请求"mine"接口）使交易生效。

再次挖矿使交易生效

这时，再通过请求 http://localhost:5000/chain 可以得到所有的块信息。

{
    "chain": [
        {
            "index": 1,
            "previous_hash": "1",
            "proof": 100,
            "timestamp": 1528705939.274652,
            "transactions": []
        },
        {
            "index": 2,
            "previous_hash": "22efcab1c2990f7d371e5159fe9f753ea4f5b0f9b173f0e41004eb1b6efcd1f7",
            "proof": 24960,
            "timestamp": 1528705943.739656,
            "transactions": [
                {
                    "amount": 1,
                    "recipient": "2aaa370d7d604b708678a510f11da5d7",
                    "sender": "0"
                }
            ]
        },
        {
            "index": 3,
            "previous_hash": "0cfdac7a19302f5d3af7d20ebf7997afadd88b5f4f937ade867c24701fc21158",
            "proof": 9425,
            "timestamp": 1528706168.36694,
            "transactions": [
                {
                    "amount": 5,
                    "recipient": "someone-other-address",
                    "sender": "d4ee26eee15148ee92c6cd394edd974e"
                },
                {
                    "amount": 5,
                    "recipient": "someone-other-address",
                    "sender": "d4ee26eee15148ee92c6cd394edd974e"
                },
                {
                    "amount": 1,
                    "recipient": "2aaa370d7d604b708678a510f11da5d7",
                    "sender": "0"
                }
            ]
        }
    ],
    "length": 3
}

7、一致性（共识）

我们已经有了一个基本的区块链可以接受交易和挖矿。但是区块链系统应该是分布式的。既然是分布式的，那么我们究竟拿什么保证所有节点有同样的链呢？这就是一致性问题，我们要想在网络上有多个节点，就必须实现一个一致性的算法

7.1 注册节点

在实现一致性算法之前，我们需要找到一种方式让一个节点知道它相邻的节点。每个节点都需要保存一份包含网络中其它节点的记录。因此让我们新增几个接口：

1、/nodes/register ： 接收 URL 形式的新节点列表.
2、/nodes/resolve ：执行一致性算法，解决任何冲突，确保节点拥有正确的链.
我们修改下 Blockchain 的 init 函数并提供一个注册节点方法：

...
from urllib.parse import urlparse
...

class Blockchain(object):
    def __init__(self):
        ...
        self.nodes = set()
        ...

    def register_node(self, address):
        """
        Add a new node to the list of nodes
        :param address: <str> Address of node. Eg. 'http://192.168.0.5:5000'
        :return: None
        """

        parsed_url = urlparse(address)
        self.nodes.add(parsed_url.netloc)

我们用 set 来储存节点，这是一种避免重复添加节点的简单方法。

7.2 实现共识算法

就像先前讲的那样，当一个节点与另一个节点有不同的链时，就会产生冲突。 为了解决这个问题，我们将制定最长的有效链条是最权威的规则。换句话说就是：在这个网络里最长的链就是最权威的。 我们将使用这个算法，在网络中的节点之间达成共识。

...
import requests

class Blockchain(object)
    ...

    def valid_chain(self, chain):
        """
        Determine if a given blockchain is valid
        :param chain: <list> A blockchain
        :return: <bool> True if valid, False if not
        """

        last_block = chain[0]
        current_index = 1

        while current_index < len(chain):
            block = chain[current_index]
            print(f'{last_block}')
            print(f'{block}')
            print("\n-----------\n")
            # Check that the hash of the block is correct
            if block['previous_hash'] != self.hash(last_block):
                return False

            # Check that the Proof of Work is correct
            if not self.valid_proof(last_block['proof'], block['proof']):
                return False

            last_block = block
            current_index += 1

        return True

    def resolve_conflicts(self):
        """
        This is our Consensus Algorithm, it resolves conflicts
        by replacing our chain with the longest one in the network.
        :return: <bool> True if our chain was replaced, False if not
        """

        neighbours = self.nodes
        new_chain = None

        # We're only looking for chains longer than ours
        max_length = len(self.chain)

        # Grab and verify the chains from all the nodes in our network
        for node in neighbours:
            response = requests.get(f'http://{node}/chain')

            if response.status_code == 200:
                length = response.json()['length']
                chain = response.json()['chain']

                # Check if the length is longer and the chain is valid
                if length > max_length and self.valid_chain(chain):
                    max_length = length
                    new_chain = chain

        # Replace our chain if we discovered a new, valid chain longer than ours
        if new_chain:
            self.chain = new_chain
            return True

        return False

第一个方法 valid_chain() 负责检查一个链是否有效，方法是遍历每个块并验证散列和证明。

resolve_conflicts() 是一个遍历我们所有邻居节点的方法，下载它们的链并使用上面的方法验证它们。 如果找到一个长度大于我们的有效链条，我们就取代我们的链条。

我们将两个端点注册到我们的API中，一个用于添加相邻节点，另一个用于解决冲突：

@app.route('/nodes/register', methods=['POST'])
def register_nodes():
    values = request.get_json()

    nodes = values.get('nodes')
    if nodes is None:
        return "Error: Please supply a valid list of nodes", 400

    for node in nodes:
        blockchain.register_node(node)

    response = {
        'message': 'New nodes have been added',
        'total_nodes': list(blockchain.nodes),
    }
    return jsonify(response), 201

@app.route('/nodes/resolve', methods=['GET'])
def consensus():
    replaced = blockchain.resolve_conflicts()

    if replaced:
        response = {
            'message': 'Our chain was replaced',
            'new_chain': blockchain.chain
        }
    else:
        response = {
            'message': 'Our chain is authoritative',
            'chain': blockchain.chain
        }

    return jsonify(response), 200

在这一点上，如果你喜欢，你可以使用一台不同的机器，并在你的网络上启动不同的节点。 或者使用同一台机器上的不同端口启动进程。 我在我的机器上，不同的端口上创建了另一个节点，并将其注册到当前节点。 因此，我有两个节点：http://localhost:5000 和 http://localhost:5001。

注册一个新节点

然后我在节点 2 上挖掘了一些新的块，以确保链条更长。 之后，我在节点1上调用 GET /nodes/resolve，其中区块链数据由一致性算法取代（注：这一步运行结果跟原文有点出入，可以查看原文的结果）：

验证节点

这是一个包，去找一些朋友一起，以帮助测试你的区块链。

最终完整Python源代码如下：

import hashlib
import json
from time import time
from urllib.parse import urlparse
from uuid import uuid4

import requests
from flask import Flask, jsonify, request


class Blockchain:
    def __init__(self):
        self.current_transactions = []
        self.chain = []
        self.nodes = set()

        # Create the genesis block
        self.new_block(previous_hash='1', proof=100)

    def register_node(self, address):
        """
        Add a new node to the list of nodes
        :param address: Address of node. Eg. 'http://192.168.0.5:5000'
        """

        parsed_url = urlparse(address)
        if parsed_url.netloc:
            self.nodes.add(parsed_url.netloc)
        elif parsed_url.path:
            # Accepts an URL without scheme like '192.168.0.5:5000'.
            self.nodes.add(parsed_url.path)
        else:
            raise ValueError('Invalid URL')


    def valid_chain(self, chain):
        """
        Determine if a given blockchain is valid
        :param chain: A blockchain
        :return: True if valid, False if not
        """

        last_block = chain[0]
        current_index = 1

        while current_index < len(chain):
            block = chain[current_index]
            print(f'{last_block}')
            print(f'{block}')
            print("\n-----------\n")
            # Check that the hash of the block is correct
            last_block_hash = self.hash(last_block)
            if block['previous_hash'] != last_block_hash:
                return False

            # Check that the Proof of Work is correct
            if not self.valid_proof(last_block['proof'], block['proof'], last_block_hash):
                return False

            last_block = block
            current_index += 1

        return True

    def resolve_conflicts(self):
        """
        This is our consensus algorithm, it resolves conflicts
        by replacing our chain with the longest one in the network.
        :return: True if our chain was replaced, False if not
        """

        neighbours = self.nodes
        new_chain = None

        # We're only looking for chains longer than ours
        max_length = len(self.chain)

        # Grab and verify the chains from all the nodes in our network
        for node in neighbours:
            response = requests.get(f'http://{node}/chain')

            if response.status_code == 200:
                length = response.json()['length']
                chain = response.json()['chain']

                # Check if the length is longer and the chain is valid
                if length > max_length and self.valid_chain(chain):
                    max_length = length
                    new_chain = chain

        # Replace our chain if we discovered a new, valid chain longer than ours
        if new_chain:
            self.chain = new_chain
            return True

        return False

    def new_block(self, proof, previous_hash):
        """
        Create a new Block in the Blockchain
        :param proof: The proof given by the Proof of Work algorithm
        :param previous_hash: Hash of previous Block
        :return: New Block
        """

        block = {
            'index': len(self.chain) + 1,
            'timestamp': time(),
            'transactions': self.current_transactions,
            'proof': proof,
            'previous_hash': previous_hash or self.hash(self.chain[-1]),
        }

        # Reset the current list of transactions
        self.current_transactions = []

        self.chain.append(block)
        return block

    def new_transaction(self, sender, recipient, amount):
        """
        Creates a new transaction to go into the next mined Block
        :param sender: Address of the Sender
        :param recipient: Address of the Recipient
        :param amount: Amount
        :return: The index of the Block that will hold this transaction
        """
        self.current_transactions.append({
            'sender': sender,
            'recipient': recipient,
            'amount': amount,
        })

        return self.last_block['index'] + 1

    @property
    def last_block(self):
        return self.chain[-1]

    @staticmethod
    def hash(block):
        """
        Creates a SHA-256 hash of a Block
        :param block: Block
        """

        # We must make sure that the Dictionary is Ordered, or we'll have inconsistent hashes
        block_string = json.dumps(block, sort_keys=True).encode()
        return hashlib.sha256(block_string).hexdigest()

    def proof_of_work(self, last_block):
        """
        Simple Proof of Work Algorithm:
         - Find a number p' such that hash(pp') contains leading 4 zeroes
         - Where p is the previous proof, and p' is the new proof

        :param last_block: <dict> last Block
        :return: <int>
        """

        last_proof = last_block['proof']
        last_hash = self.hash(last_block)

        proof = 0
        while self.valid_proof(last_proof, proof, last_hash) is False:
            proof += 1

        return proof

    @staticmethod
    def valid_proof(last_proof, proof, last_hash):
        """
        Validates the Proof
        :param last_proof: <int> Previous Proof
        :param proof: <int> Current Proof
        :param last_hash: <str> The hash of the Previous Block
        :return: <bool> True if correct, False if not.
        """

        guess = f'{last_proof}{proof}{last_hash}'.encode()
        guess_hash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()
        return guess_hash[:4] == "0000"


# Instantiate the Node
app = Flask(__name__)

# Generate a globally unique address for this node
node_identifier = str(uuid4()).replace('-', '')

# Instantiate the Blockchain
blockchain = Blockchain()


@app.route('/mine', methods=['GET'])
def mine():
    # We run the proof of work algorithm to get the next proof...
    last_block = blockchain.last_block
    proof = blockchain.proof_of_work(last_block)

    # We must receive a reward for finding the proof.
    # The sender is "0" to signify that this node has mined a new coin.
    blockchain.new_transaction(
        sender="0",
        recipient=node_identifier,
        amount=1,
    )

    # Forge the new Block by adding it to the chain
    previous_hash = blockchain.hash(last_block)
    block = blockchain.new_block(proof, previous_hash)

    response = {
        'message': "New Block Forged",
        'index': block['index'],
        'transactions': block['transactions'],
        'proof': block['proof'],
        'previous_hash': block['previous_hash'],
    }
    return jsonify(response), 200


@app.route('/transactions/new', methods=['POST'])
def new_transaction():
    values = request.get_json()

    # Check that the required fields are in the POST'ed data
    required = ['sender', 'recipient', 'amount']
    if not all(k in values for k in required):
        return 'Missing values', 400

    # Create a new Transaction
    index = blockchain.new_transaction(values['sender'], values['recipient'], values['amount'])

    response = {'message': f'Transaction will be added to Block {index}'}
    return jsonify(response), 201


@app.route('/chain', methods=['GET'])
def full_chain():
    response = {
        'chain': blockchain.chain,
        'length': len(blockchain.chain),
    }
    return jsonify(response), 200


@app.route('/nodes/register', methods=['POST'])
def register_nodes():
    values = request.get_json()

    nodes = values.get('nodes')
    if nodes is None:
        return "Error: Please supply a valid list of nodes", 400

    for node in nodes:
        blockchain.register_node(node)

    response = {
        'message': 'New nodes have been added',
        'total_nodes': list(blockchain.nodes),
    }
    return jsonify(response), 201


@app.route('/nodes/resolve', methods=['GET'])
def consensus():
    replaced = blockchain.resolve_conflicts()

    if replaced:
        response = {
            'message': 'Our chain was replaced',
            'new_chain': blockchain.chain
        }
    else:
        response = {
            'message': 'Our chain is authoritative',
            'chain': blockchain.chain
        }

    return jsonify(response), 200


if __name__ == '__main__':
    from argparse import ArgumentParser

    parser = ArgumentParser()
    parser.add_argument('-p', '--port', default=5000, type=int, help='port to listen on')
    args = parser.parse_args()
    port = args.port

    app.run(host='0.0.0.0', port=port)

本文内容大部分来自如下翻译文章，重新运行截图，作了部分修改，如有侵权联系我删除文章：
使用 Python 一步步搭建自己的区块链

PS：刚入坑的小白，很多不懂，还请各位大佬多赐教，谢谢！