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本文将通过实例展示如何应用机器学习来更好地匹配学生和导师，最终在Flask图表界面中展示结果。
我想对很多人来说，区块链是一种很难理解的技术，虽然我也看了很多视频和文章，但从我个人角度来讲，直到我开始写一些简单的区块链应用，我才真正理解了它是什么以及它的潜在应用。
我对区块链的看法是，它是一个公开的加密数据库。举个例子，亚马逊也许想利用这种技术来跟踪库存水平，那么使用区块链是否有意义呢？大概率没有，因为消费者不会愿意花费资源来验证亚马逊的区块链是否可行，更别说亚马逊总是在网站上宣称商品“只剩最后一个！”。
关于区块链未来可能的应用场景留给您自己思考，废话不多说，让我们一起通过这7个函数来探索区块链吧。
def hash_function(k):
"""Hashes our transaction."""
if type(k) is not str:
k = json.dumps(k, sort_keys=True)
return hashlib.sha256(k).hexdigest()
区块链的核心是哈希函数，如果不加密，区块链将很容易被操纵，交易将能够被欺骗性地插入到区块链中。
def update_state(transaction, state):
state = state.copy()
for key in transaction:
if key in state.keys():
state[key] += transaction[key]
else:
state[key] = transaction[key]
return state
所谓的“状态”是交易完成后的资产分配记录。比如，我有10个币，我把其中1个币给了Medium，那么当前的“状态”就是如下字典中的值。
{‘transaction’: {‘Tom’: 9, ‘Medium’: 1}}
值得注意的是，在这个体系中，透支是不可能存在的。如果我只有10个币，那么我不可能将11个币给别人。下面的函数将验证我们尝试进行的交易确实是有效的。而且，交易必须平衡，我不可能给了对方5个币，但他只收到4个币，否则会引起币的销毁和创建。
def valid_transaction(transaction, state):
"""A valid transaction must sum to 0."""
if sum(transaction.values()) is not 0:
return False
for key in transaction.keys():
if key in state.keys():
account_balance = state[key]
else:
account_balance = 0
if account_balance + transaction[key] < 0:
return False
return True
现在我们可以构建自己的区块了。读取上一个区块的信息，并将其链接到下一个区块，这也是区块链的核心技术之一，看起来有效交易可以被欺诈性地插入到区块链中，但是对前面所有的区块进行解密在计算上几乎是不可能的，这就保留了区块链的完整性。
def make_block(transactions, chain):
"""Make a block to go into the chain."""
parent_hash = chain[-1]['hash']
block_number = chain[-1]['contents']['block_number'] + 1
block_contents = {
'block_number': block_number,
'parent_hash': parent_hash,
'transaction_count': block_number + 1,
'transaction': transactions
}
return {'hash': hash_function(block_contents), 'contents': block_contents}
下面是一个小小的帮助函数，用于检查前一个区块的哈希值。
def check_block_hash(block):
expected_hash = hash_function(block['contents'])
if block['hash'] is not expected_hash:
raise
return
一旦我们把所有的东西整合起来，就是时候创建自己的区块了。接下来我们将更新区块链。
def check_block_validity(block, parent, state):
parent_number = parent['contents']['block_number']
parent_hash = parent['hash']
block_number = block['contents']['block_number']
for transaction in block['contents']['transaction']:
if valid_transaction(transaction, state):
state = update_state(transaction, state)
else:
raise
check_block_hash(block) # Check hash integrity
if block_number is not parent_number + 1:
raise
if block['contents']['parent_hash'] is not parent_hash:
raise
return state
在完成之前，区块链必须经过验证：
def check_chain(chain):
"""Check the chain is valid."""
if type(chain) is str:
try:
chain = json.loads(chain)
assert (type(chain) == list)
except ValueError:
# String passed in was not valid JSON
return False
elif type(chain) is not list:
return False
state = {}
for transaction in chain[0]['contents']['transaction']:
state = update_state(transaction, state)
check_block_hash(chain[0])
parent = chain[0]
for block in chain[1:]:
state = check_block_validity(block, parent, state)
parent = block
return state
最后，需要一个交易函数，将所有上述功能整合在一起：
def add_transaction_to_chain(transaction, state, chain):
if valid_transaction(transaction, state):
state = update_state(transaction, state)
else:
raise Exception('Invalid transaction.')
my_block = make_block(state, chain)
chain.append(my_block)
for transaction in chain:
check_chain(transaction)
return state, chain
现在我们有了7个函数，那么怎样使用它们呢？首先，我们需要一个创世块来开始我们的区块链，这也是新币产生的开始。在这篇文章里，我将会从10个币开始。
genesis_block = {
'hash': hash_function({
'block_number': 0,
'parent_hash': None,
'transaction_count': 1,
'transaction': [{'Tom': 10}]
}),
'contents': {
'block_number': 0,
'parent_hash': None,
'transaction_count': 1,
'transaction': [{'Tom': 10}]
},
}
block_chain = [genesis_block]
chain_state = {'Tom': 10}
那么，当我将一些币给Medium之后发生了什么呢？
chain_state, block_chain = add_transaction_to_chain(transaction={'Tom': -1, 'Medium': 1}, state=chain_state, chain=block_chain)
“状态”的值将会被更新为当前各人拥有多少个币：
{'Medium': 1, 'Tom': 9}
然后生成的区块链会如下所示：
[{'contents': {'block_number': 0,
'parent_hash': None,
'transaction': [{'Tom': 10}],
'transaction_count': 1},
'hash': '064d0b480b3b92761f31831d30ae9f01954efaa62371b4b44f11465ec22abe93'},
{'contents': {'block_number': 1,
'parent_hash': '064d0b480b3b92761f31831d30ae9f01954efaa62371b4b44f11465ec22abe93',
'transaction': {'Medium': 1, 'Tom': 9},
'transaction_count': 2},
'hash': 'b4ae25f0cc0ee0b0caa66b9a3473e9a108652d53b1dc22a40962fef5c8c0f08c'}]
至此，我们的第一个交易已经创建并被插入到堆栈的顶部。现在，我希望这些已经激起你的好奇心，并且有兴趣将代码复制下来跑一跑。在我看来，这是学习新技术的最佳途径。
请尝试运行代码去创造自己的币。思考一下，如果您想提供比现存更多的币，会发生什么情况？如果您不断创建新的收款人，会发生什么？
还有，您能想到区块链在未来会被应用到哪些场景呢？欢迎在评论中留言。
原文链接：
https://www.kdnuggets.com/2018/04/blockchain-explained-7-python-functions.html
Blockchain Explained in 7 Python Functions
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