파이썬으로 블록체인 만들어보기 - 2. 블록체인 클래스 만들기

Blockchain example by python 2

Blockchain 만들기

전편에서 파이썬으로 간단한 블록을 만들어 보았다.

아직 안 보신 분들은 이전 글인 파이썬으로 블록체인 만들어보기 1. 기초 블록 만들기를 보고 오는것을 추천한다.

이번에는 이전에 만든 블록을 가지고 실제로 이전 블록과 다음 블록을 연결한 BlockChain을 만들어 보겠다.

우선 블록체인 클래스는 어떤 값과 메소드를 가져야 할지 생각해보자

• 모든 블록들의 list
• 모든 transaction들
• genesis_block을 만드는 메소드
• 블록을 추가하는 메소드
• chain validation

init

블록체인 클래스에서 처음에 필요한 항목들을 __init__으로 초기화 해준다. 모든 블록을 저장할 chain list와 모든 transaction 데이터를 저장할 all_transactions를 추가해준다.

from block import Block

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

genesis block

우선 genesis block을 생성하는 메소드를 추가해보자. genesis block이란 블록 체인의 첫 블록으로 이전 블록을 갖지 않는 유일한 블록이다.

genesis block은 transactions (거래내역)과 이전 해시 값을 가질 필요가 없으므로 Block({}, 0)으로 생성이 가능하다.

그리고 클래스가 사용될 때 바로 genesis block이 생성되도록 __init__ 안에 genesis_block()을 실행시킨다.

from block import Block

class Blockchain:
    def __init__(self):
        self.chain = []
        self.all_transactions = []
        self.genesis_block()

    def genesis_block(self):
        transactions = {}
        block = Block(transactions, 0)
        self.chain.append(block)
        return self.chain

POW (proof of work)

새로운 블록을 추가하기 위해 블록체인의 작업증명 함수를 추가해보자. 원래는 새로운 블록이 추가될 때 block의 difficulty에 따라서 nonce값을 증가시키며 해당 범위에 있는 hash 값을 찾는 작업이 필요하다. 이번 예제에서는 이를 내부 함수로 만들어서 자동으로 POW가 진행되도록 작성해보겠다.

proof_of_work는 difficulty (기본 2)에 따라서 해당 hash를 찾기 위해 계속 nonce값을 더하면서 맞는 값을 찾아낸다.

예를들면 difficulty가 2인 경우 (proof_of_work(block, difficulty=2)) hash의 처음 두자리가 00으로 시작되는 해쉬값을 찾기 위해 계속 nonce를 더해간다.

from block import Block

class Blockchain:
    def __init__(self):
        self.chain = []
        self.all_transactions = []
        self.genesis_block()

    def genesis_block(self):
        transactions = {}
        block = Block(transactions, 0)
        self.chain.append(block)
        return self.chain

    def proof_of_work(self, block, difficulty=2):
        proof = block.generate_hash()

        while proof[:2] != '0'*difficulty:
            block.nonce += 1
            proof = block.generate_hash()
        return proof

block 추가하기

이제 새로운 블록이 추가되는 add_block 메소드를 추가해주자. genesis block과는 다르게 이후 블록들은 transactions, 이전 hash 값을 가진다.

from block import Block

class Blockchain:
    def __init__(self):
        self.chain = []
        self.all_transactions = []
        self.genesis_block()

    def genesis_block(self):
        transactions = {}
        block = Block(transactions, 0)
        self.chain.append(block)
        return self.chain

    def add_block(self, transactions):
        previous_block_hash = self.chain[len(self.chain)-1].hash
        new_block = Block(transactions, previous_block_hash)
        proof = self.proof_of_work(new_block)
        self.chain.append(new_block)
        return proof, new_block

    def proof_of_work(self, block, difficulty=2):
        proof = block.generate_hash()

        while proof[:2] != '0'*difficulty:
            block.nonce += 1
            proof = block.generate_hash()
        return proof

Validate

이제 초기 형태의 블록체인이 완성되었다!

하지만 지금은 validation이 안되기 때문에 블록의 정보를 변경하더라도 해당 블록체인이 validate 한지 알 수 없다.

간단한 validate_chain 메소드를 만들어 해당 블록체인의 위변조가 없었는지 (hash값이 변경되지 않았는지) 확인해보자.

from block import Block


class Blockchain:
    def __init__(self):
        self.chain = []
        self.all_transactions = []
        self.genesis_block()
    
    def genesis_block(self):
        transactions = {}
        block = Block(transactions, 0)
        self.chain.append(block)
        return self.chain

    def add_block(self, transactions):
        previous_block_hash = self.chain[len(self.chain)-1].hash
        new_block = Block(transactions, previous_block_hash)
        proof = self.proof_of_work(new_block)
        self.chain.append(new_block)
        return proof, new_block

    def validate_chain(self):
        for i in range(1, len(self.chain)):
            current = self.chain[i]
            previous = self.chain[i-1]
            if current.hash != current.generate_hash():
                print("The current hash of the block does not equal the generated hash of the block.")
                return False
            if previous.hash != previous.generate_hash():
                print("The previous block's hash does not equal the previous hash value stored in the current block.")
                return False
            if current.previous_hash != previous.hash:
                return False
        return True
  
    def proof_of_work(self, block, difficulty=2):
        proof = block.generate_hash()

        while proof[:2] != '0'*difficulty:
            block.nonce += 1
            proof = block.generate_hash()
        return proof

이제 기초적인 형태의 blockchain이 완성되었다!

다음 시간에는 만들어진 Block과 Blockchain을 사용해서 실제로 나만의 블록체인을 파이썬으로 구현해보겠다.