Python中怎么實現一個仿真區塊鏈

這期內容當中小編將會給大家帶來有關Python中怎么實現一個仿真區塊鏈，文章內容豐富且以專業的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

1、開發包概述

simwiz.py區塊鏈仿真開發包的主要特點如下：

• 基于離散事件仿真機制，可以單機模擬包含大量節點的區塊鏈網絡

• 內置仿真網絡和區塊鏈數據結構，可快速進行共識算法和區塊鏈網絡的仿真實驗

• 簡潔的API接口，非常容易上手，便于二次開發

simwiz.py運行在Python 3.x環境下，當前版本1.0.0，主要類及關系如下圖所示：

simwiz.py的主要代碼文件參見官網說明：http://sc.hubwiz.com/codebag/simwiz-python/ 。

2、使用演示程序

在終端進入simwiz.py開發包目錄，執行如下命令運行內置的演示程序:

~$ cd simwiz.py
~/simwiz.py$ python3 demo.py

演示程序中，4個節點構成的區塊鏈網絡會定期輸出其內部區塊鏈構成，結果如下：

可以看到各節點（0 ~ 3）在每個出塊周期（1 ~ 7）都通過共識算法保持了區塊鏈數據的一致。

3、啟動仿真區塊鏈

使用Simulation類來創建仿真實例，并調用其run()方法啟動仿真。例如，下面的代碼創建一個包含4個默認節點的區塊鏈網絡的仿真對象，并執行1000毫秒的仿真：

from simwiz import *                                    # 引入simwiz包  

minters = 4
nodes = [                                               # 創建4個節點
  BlockchainNode(interval=100,minters=minters) 
  for i in range(minters)
]  
net = Network(nodes)                                    # 4個節點組網 
sim = Simulation(net)                                   # 創建仿真對象 

sim.run(1000)                                           # 仿真1秒鐘

4、自定義共識算法的實現

simwiz.py開發包內置的BlockchainNode類采用的共識算法類似于DPoS，即根據時間槽來決定當前的出塊節點。可以通過繼承BlockchainNode并重寫其on_timer方法與on_message方法，實現自定義的共識算法。例如，讓每個節點按預設的概率出塊：

from simwiz import *
import random

class PoxNode(BlockchainNode):
  def __init__(self,prob,interval,minters):
    super.__init__(interval,minters)
    self.prob = prob                                    # 當前節點的出塊概率
    
  def on_timer(self,sim):
    if random.random() < self.prob:
      block = self.blockchain.create_next_block()       # 出塊
      msg = pojo({                                      # 創建區塊消息
        'type': 'block',
        'payload': block
      })
      sim.broadcast(self,msg)                           # 廣播區塊消息
          
  def on_message(self,sim,message):
    if message.type == 'block':                 
      self.blockchain.commit_block(message.payload)     # 提交收到的區塊
    if message.type == 'transaction':
      self.blockchain.cache_tx(message.payload)         # 暫存收到的交易

按概率出塊的區塊鏈共識算法都可以采用這個PoxNode模型來仿真，例如PoW（工作量證明）共識算法，每個節點的出塊概率是與節點算力相對應的，即：節點出塊概率 = 節點算力 / 全網算力。

下面的代碼利用PoxNode來仿真一個包含100個節點的PoW網絡：

miners = 100                                            # 100個挖礦節點
prob = 0.01                                             # 按均勻分布采樣每個節點的出塊概率
interval = 100                                          # 出塊周期設置為100毫秒
nodes = [                                               # 創建節點對象
  PoxNode(prob,interval,miners) 
  for i in range(100) 
]
sim = Simulation(Network(nodes))                        # 創建仿真對象  
sim.run(10000)                                          # 執行10秒的仿真

上述就是小編為大家分享的Python中怎么實現一個仿真區塊鏈了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道。