ブロックチェーンを作ることで学ぶ 〜ブロックチェーンがどのように動いているのか学ぶ最速の方法は作ってみることだ〜 https://qiita.com/hidehiro98/items/841ece65d896aeaa8a2a のコード。タイポ修正やコメントを微妙に書き加えた

blockchain.py

# coding: UTF-8

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

import requests
from flask import Flask, jsonify, request


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

        # ジェネシスブロックを作る
        self.new_block(previous_hash=1, proof=100)

    def proof_of_work(self, last_proof):
        """
        シンプルなプルーフ・オブ・ワークのアルゴリズム:
         - hash(pp') の最初の4つが0となるような p' を探す
         - p は前のプルーフ、 p' は新しいプルーフ
        :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):
        """
        プルーフが正しいかを確認する: hash(last_proof*proof)の最初の4つが0となっているか？
        :param last_proof: <int> 前のプルーフ
        :param proof: <int> 現在のプルーフ
        :return: <bool> 正しければ true 、そうでなれけば false
        """

        guess = f'{last_proof}{proof}'.encode()
        guess_hash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()

        return guess_hash[:4] == "0000"

    def new_block(self, proof, previous_hash=None):
        """
        新しいブロックを作り、チェーンに加える
        ブロックチェーンに新しいブロックを作る
        :param proof: <int> プルーフ・オブ・ワークアルゴリズムから得られるプルーフ
        :param previous_hash: (オプション) <str> 前のブロックのハッシュ
        :return: <dict> 新しいブロック
        """

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

        # 現在のトランザクションリストをリセット
        self.current_transactions = []

        self.chain.append(block)

        return block

    def new_transaction(self, sender, recipient, amount):
        """
        新しいトランザクションをリストに加える
        次に採掘されるブロックに加える新しいトランザクションを作る
        :param sender: <str> 送信者のアドレス
        :param recipient: <str> 受信者のアドレス
        :param amount: <int> 量
        :return: <int> このトランザクションを含むブロックのアドレス
        """
        # TODO: amount は何の量?

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

        return self.last_block['index'] + 1

    @staticmethod
    def hash(block):
        """
        ブロックをハッシュ化する
        ブロックの　SHA-256　ハッシュを作る
        :param block: <dict> ブロック
        :return: <str>
        """

        # 必ずディクショナリ（辞書型のオブジェクト）がソートされている必要がある。そうでないと、一貫性のないハッシュとなってしまう
        block_string = json.dumps(block, sort_keys=True).encode()
        return hashlib.sha256(block_string).hexdigest()

    @property
    def last_block(self):
        # チェーンの最後のブロックを取得
        return self.chain[-1]

    def register_node(self, address):
        """
        ノードリストに新しいノードを加える
        :param address: <str> ノードのアドレス 例: 'http://192.168.0.5:5000'
        :return: None
        """

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

    def valid_chain(self, chain):
        """
        ブロックチェーンが正しいかを確認する
        :param chain: <list> ブロックチェーン
        :return: <bool> True であれば正しく、False であればそうではない
        """

        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")

            # ブロックのハッシュが正しいかを確認
            if block['previous_hash'] != self.hash(last_block):
                return False

            # プルーフ・オブ・ワークが正しいかを確認
            if not self.valid_proof(last_block['proof'], block['proof']):
                return False

            last_block = block
            current_index += 1

        return True

    def resolve_conflicts(self):
        """
        これがコンセンサスアルゴリズムだ。ネットワーク上の最も長いチェーンで自らのチェーンを
        置き換えることでコンフリクトを解消する。
        :return: <bool> 自らのチェーンが置き換えられると True 、そうでなれけば False
        """

        neighbours = self.nodes
        new_chain = None

        # 自らのチェーンより長いチェーンを探す必要がある
        max_length = len(self.chain)

        # 他のすべてのノードのチェーンを確認
        for node in neighbours:
            response = requests.get(f'http://{node}/chain')

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

                # そのチェーンがより長いか、有効かを確認
                if length > max_length and self.valid_chain(chain):
                    max_length = length
                    new_chain = chain

        # もし自らのチェーンより長く、かつ有効なチェーンを見つけた場合それで置き換える
        if new_chain:
            self.chain = new_chain
            return True

        return False


# ノードを作る
app = Flask(__name__)

# このノードのグローバルにユニークなアドレスを作る
node_identifier = str(uuid4()).replace('-', '')

# ブロックチェーンクラスをインスタンス化する
blockchain = Blockchain()


# /transactions/new エンドポイントを作る。メソッドは POST
# 新しいトランザクションを追加します
@app.route('/transactions/new', methods=['POST'])
def new_transactions():
    values = request.get_json()

    # POSTされたデータに必要なデータがあるかを確認
    required = ['sender', 'recipient', 'amount']
    if not all(k in values for k in required):
        return 'Missing values', 400

    # 新しいトランザクションを作る
    index = blockchain.new_transaction(values['sender'], values['recipient'], values['amount'])

    response = {'message': f'トランザクションはブロック {index} に追加されました'}
    return jsonify(response), 201


# /mine エンドポイントを作る。メソッドは GET
# 新しいブロックを採掘する
@app.route('/mine', methods=['GET'])
def mine():
    # 次のプルーフを見つけるためプルーフ・オブ・ワークアルゴリズムを使用する (マイニング、発掘を行う)
    last_block = blockchain.last_block
    last_proof = last_block['proof']
    proof = blockchain.proof_of_work(last_proof)

    # プルーフを見つけたことに対する報酬を得る
    # 送信者は、採掘者が新しいコインを採掘したことを表すために "0" とする
    # 受信者は、採掘者 (ここでは自分自身)
    blockchain.new_transaction(
        sender="0",
        recipient=node_identifier,
        amount=1,
    )

    # チェーンに新しいブロックを加えることで、新しいブロックを採掘する
    block = blockchain.new_block(proof)

    response = {
        'message': '新しいブロックを採掘しました',
        'index': block['index'],
        'transactions': block['transactions'],
        'proof': block['proof'],
        'previous_hash': block['previous_hash'],
    }
    return jsonify(response), 200


# /chain エンドポイントを作る。メソッドは GET
# すべてのブロックチェーンを返す
@app.route('/chain', methods=['GET'])
def full_chain():
    response = {
        'chain': blockchain.chain,
        'length': len(blockchain.chain),
    }
    return jsonify(response), 200  # サーバを起動


# /nodes/register エンドポイントを作る。メソッドは POST
# ネットワーク上に他のノードを追加する
@app.route('/nodes/register', methods=['POST'])
def register_node():
    values = request.get_json()

    nodes = values.get('nodes')
    if nodes is None:
        return "Error: 有効ではないノードのリストです", 400

    for node in nodes:
        blockchain.register_node(node)

    response = {
        'message': '新しいノードが追加されました',
        'total_nodes': list(blockchain.nodes),
    }
    return jsonify(response), 201


# /nodes/resolve エンドポイントを作る。メソッドは GET
# コンフリクトを解消する
@app.route('/nodes/resolve', methods=['GET'])
def consensus():
    replaced = blockchain.resolve_conflicts()

    if replaced:
        response = {
            'message': 'チェーンが置き換えられました',
            'new_chain': blockchain.chain
        }
    else:
        response = {
            'message': 'チェーンが確認されました',
            'chain': blockchain.chain
        }

    return jsonify(response), 200


if __name__ == '__main__':
    app.run(host='127.0.0.1', port=5000)

Pipfile

[[source]]
url = "https://pypi.python.org/simple"
verify_ssl = true
name = "pypi"

[dev-packages]

[requires]
python_version = "3.6"

[packages]

flask = "==0.12.2"
requests = "==2.18.4"