Olá galera, estamos voltando com mais um diário de bordo, hoje o assunto é sobre “blockchain”, o que é, como funciona e por fim um exemplo prático de como criar um “blockchain”(cadeia de blocos) simples em python.

Quando falamos de blockchain, você lembra logo de criptomoedas e tem alguns que acaba pensando ser apenas sobre Bitcoin, segundo oFelipe Pontes "Blockchain é o conceito base de toda criptomoeda, mas não é limitado a esse escopo e pode ser aplicado de diversas maneiras."

Como funciona?

A blockchain significa cadeia de blocos, logo ela é feita de vários blocos formando uma cadeia, um bloco normalmente ele é composto por: uma data, um índice, algum dado(pode ser uma mensagem, um array de dados, etc.) e o hash do bloco anterior.

Entretanto, para que o blockchain fique seguro, temos que criptografa-los, no exemplo que iremos trabalhar, vamos utilizar o sha256 da biblioteca padrão hashlib, com ele criará uma string com 64 caracteres. Por fim, podemos dizer que o blockchain será uma lista de hashes.

Para isso, como o nosso bloco é feito de hashs, eles precisam ser validos. Neste exemplo, para vemos se o mesmo é valido, vamos dizer que ele tem que começar com quatro "0", no caso, "0000xyz". Está validação é chamada de difficulty(dificuldade), quanto maior a dificuldade, mais tempo terá para encontrar o hash valido. Caso o hash não seja valido de primeira, temos que achar uma forma de mudar, consegui um hash diferente, não é mesmo?

Sabemos que o hash, ele sempre utiliza o mesmo dado, resultando no mesmo hash, para isso mudar, usamos o nonce, o mesmo nada mais é que um valor arbitrário, um número simples que será incrementado no decorrer do processo sempre que um hash não for valido.

Como você reparou, todo bloco tem o hash do bloco anterior, mas o primeiro bloco como fica? Chamamos o primeiro bloco de gêneses, pois ele é o primeiro bloco da cadeia, onde não existe o hash anterior, para isso basta criar um valor arbitrário que irá representar o hash do bloco anterior.

Blockchain, na prática

Sabe o que vamos precisar? Então, esses são os topicos:

• Construir a blockchain
• Criptografar os blocos
• Checar a validade de um hash
• Recuperar hash anterior
• Adicionar um novo bloco

Neste exemplo, iremos ter dois arquivos: blockchain.py e main.py.

Vamos primeiro criando o arquivo blockchain.py nele iniciaremos implementando a class e importando as libs que iremos utilizar:

fromhashlibimportsha256fromdatetimeimportdatetimeclassBlockchain:pass

Agora você cria o construtor e nele vamos inicializar uma lista, que será a nossa cadeia de blocos e o nosso bloco gêneses:

def__init__(self):self.blocks=[]self.set_genesis_block()

Feito isso, agora iremos implementar a função "self.set_genesis_block()" onde você vai iniciar o seu bloco gênesis, nele vamos precisar: dos dados, o timestamp para ter a data e hora do momento, o hash anterior que iremos implementar um valor arbitrário, o índice(posição do bloco na cadeia) e por fim a criptografia dele.

defset_genesis_block(self):data='Hello, World!'timestamp=datetime.utcnow().timestamp()prev_hash=0index=0self.hash_block(data,timestamp,prev_hash,index)

Para implementar a função "self.hash_block", vamos precisar criar uma estrutura de repetição e implementar o hash do bloco, verificando se ele já é valido antes de adicionar na cadeia de blocos.

defhash_block(self,data,timestamp,prev_hash,index):hash=''nonce=1whilenotself.is_hash_valid(hash):block=f'{data}:{timestamp}:{prev_hash}:{index}:{nonce}'hash=sha256(block.encode()).hexdigest()nonce+=1print('[nonce]',nonce)self.blocks.append(hash)

A função "self.is_hash_valid" ela é bem simples a implementação dela:

defis_hash_valid(self,hash):returnhash.startswith('0000')

Contudo, visto que já criamos o bloco gênesis e a função que valida se o bloco é valido, só precisamos agora, criar mais três funções a "get_last_hash" que pega o hash do bloco anterior, o "add_new_block" que serve para adicionar um novo bloco na cadeia e por fim, o "get_all_blocks" para obter a cadeia completa.

defget_last_hash(self):returnself.blocks[-1]defadd_new_block(self,data):index=len(self.blocks)prev_hash=self.get_last_hash()timestamp=datetime.utcnow().timestamp()self.hash_block(data,timestamp,prev_hash,index)defget_all_blocks(self):returnself.blocks[:]

Para finalizamos este exemplo, precisamos criar o arquivo main.py que será o arquivo principal de execução, nele vamos importar o arquivo que acabamos de criar, e adicionar três blocos como teste e por fim mostrar a cadeia de blocos

main.py

fromblockchainimportBlockchainif__name__=='__main__':blockchain=Blockchain()blockchain.add_new_block('Block First!')blockchain.add_new_block('Blockchain is very nice!')blockchain.add_new_block('Speak some languages ?')print(blockchain.get_all_blocks())

Com isso, finalizamos o artigo de hoje, com este exemplo incrível, onde aprendemos o que é blockchain, como ele funciona e como criar um exemplo simples e prático. Estou deixando o link do repositório do github sobre este exemplo na referência.

Este foi odiário de bordo #09 vamos nos despedindo por aqui. Voltaremos com mais um diário de bordo.

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Referências

• GitHub: Repositório do exemplo

• Entendendo como funciona uma Blockchain com Python