什麼是區塊鏈（Blockchain）？
一個電子記賬本，以比特幣和其他密碼加密貨幣進行的交易公開地、按照日期順序記錄其中。

總的來說，它是一個公開的資料庫，新的資料儲存在一個稱為區塊的容器中，並且附加到一個“不可變”的鏈條（即區塊鏈）上，鏈條上還有以前附加的資料。這裡的“不可變”指的是以前的資料一旦附加到鏈條上，後面是不可更改的。所以說白了，區塊鏈就是一個特殊的歷史不可更改的連結串列資料結構而已。

在比特幣和其他密碼加密貨幣的情況下，這些資料指的是一組組交易資料。當然在其他情況下，這個資料可以是任何資料型別。

區塊鏈技術引起了新的“全電子”貨幣，如比特幣和萊特幣的發展，這些貨幣不是由一個集中式的權威機構發行和管理的。同時，區塊鏈也給分散式計算帶來了革命，帶來了以太坊技術，出現了像智慧合約（smart contracts）這樣的概念。

本文將實現一個只有50行程式碼的最簡區塊鏈，稱為SnakeCoin。

一、首先我們定義區塊，在一個區塊中，儲存著一個時間戳和一個（可選的）索引。為了保證整個區塊鏈的完整性，每個區塊有一個標記自己身份的雜湊值，像萊特幣，每個區塊的雜湊值都是由一個密碼學演算法根據區塊的索引、時間戳、資料以及前一個區塊的雜湊值生成的。區塊的資料可以是任何你想要的東西。

import hashlib as hasher

class Block:
  def __init__(self, index, timestamp, data, previous_hash):
    self.index = index
    self.timestamp = timestamp
    self.data = data
    self.previous_hash = previous_hash
    self.hash = self.hash_block()
  
  def hash_block(self):
    sha = hasher.sha256()
    sha.update(str(self.index) + 
               str(self.timestamp) + 
               str(self.data) + 
               str(self.previous_hash))
    return sha.hexdigest()
 

太棒了！我們有自己的區塊結構了，但我們需要建立一個區塊鏈啊。我們需要開始把區塊附加到實際的鏈條上。前面提到過，每個區塊需要前面區塊的資訊，那麼問題來了：區塊鏈裡的第一個區塊是怎麼來的？好吧，第一個區塊，或者說創世區塊，是一個特殊的區塊，在許多情況下，這是通過手工或者一個唯一的邏輯新增上去的。

這裡我們建立一個函式，為了簡化起見，簡單地返回一個創世區塊。這個區塊的索引是0，它的資料值和previous hash引數是任意指定的。

import datetime as date

def create_genesis_block():
  # Manually construct a block with
  # index zero and arbitrary previous hash
  return Block(0, date.datetime.now(), "Genesis Block", "0")
 

現在，我們能夠建立一個創世區塊了，接下來我們需要一個函式來生成區塊鏈裡的後續區塊，這個函式將鏈條中的前一個區塊作為引數，為新的區塊建立資料，並返回帶有一個帶有合適的資料的新區塊。當新的區塊雜湊來自前面的區塊的資訊，伴隨著新區塊的加入，區塊鏈的完整性也得以增強。如果我們不這麼做的話，那麼外界就很容易用他們的新區塊來替換我們的鏈條裡的區塊，以達到“篡改歷史”的目的。

這個雜湊值的鏈條起到了密碼學證據的作用，並確保一旦一個區塊加入了區塊鏈，它就不能被替換和修改。

def next_block(last_block):
  this_index = last_block.index + 1
  this_timestamp = date.datetime.now()
  this_data = "Hey! I'm block " + str(this_index)
  this_hash = last_block.hash
  return Block(this_index, this_timestamp, this_data, this_hash)
 

這就是主要的工作了，現在我們可以建立我們的區塊鏈了。在我們這個例子裡，區塊鏈本身是一個簡單的Python list。list的第一個元素就是創世區塊，當然，我們需要繼續新增區塊。因為SnakeCoin是一個最簡區塊鏈，只有20個新的區塊，我們可以在一個for迴圈裡搞定。

# Create the blockchain and add the genesis block
blockchain = [create_genesis_block()]
previous_block = blockchain[0]

# How many blocks should we add to the chain
# after the genesis block
num_of_blocks_to_add = 20

# Add blocks to the chain
for i in range(0, num_of_blocks_to_add):
  block_to_add = next_block(previous_block)
  blockchain.append(block_to_add)
  previous_block = block_to_add
  # Tell everyone about it!
  print "Block #{} has been added to the blockchain!".format(block_to_add.index)
  print "Hash: {}\n".format(block_to_add.hash) 

讓我們測試一下目前的成果：

搞定！我們的區塊鏈跑起來了。如果你想在console上看到更多資訊，你可以稍微修改一下程式碼，把每個區塊的時間戳或者資料打印出來。

這就是SnakeCoin能夠提供的所有功能了，如果要讓SnakeCoin擴充套件到實際的生產環境的區塊鏈的規模，還需要新增類似伺服器層的功能，在多臺機器上追蹤對鏈條的變更，加上一個工作證明演算法（proof-of-work algorithm）來限制在一個給定的時間段之內新增的區塊的數量。

如果你想深入瞭解，可以讀下原始的比特幣的白皮書：https://bitcoin.org/bitcoin.pdf。祝你好運、happy hacking!

原連結：https://medium.com/crypto-currently/lets-build-the-tiniest-blockchain-e70965a248b