用SimWiz.Py快速進行區塊鏈仿真實驗頭條網

2020-11-30 12:03:53 佚名

simwiz.py是一個用於區塊鏈仿真系統開發的Python包，適合快速實現共識算法的仿真，或者進行大規模區塊鏈網絡的實驗，例如物聯網+區塊鏈系統等。官方下載地址：http://sc.hubwiz.com/codebag/simwiz-python/。

1、開發包概述

simwiz.py區塊鏈仿真開發包的主要特點如下：

基於離散事件仿真機制，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，便於二次開發

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

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:

<code>~$ cd simwiz.py
~/simwiz.py$ python3 demo.py
/<code>

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）在每個出塊週期（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，並調用其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，並執行1000毫秒的仿真：

<code>from simwiz import *                                     

minters = 4
nodes = [                                                
  BlockchainNode(interval=100,minters=minters) 
  for i in range(minters)
]  
net = Network(nodes)                                     
sim = Simulation(net)                                    

sim.run(1000)                                            
/<code>

4、自定義共識算法的實現

simwiz.py開發包內置的BlockchainNode類採用的共識算法類似於DPoS，即根據時間槽來決定當前的出塊節點。可以通過繼承BlockchainNode並重寫其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：

<code>from simwiz import *
import random

class
 PoxNode
(BlockchainNode
):
  
def
 __init__
(
self
,prob,interval,minters) 
:
    super
.__init__(interval,minters)
    self.prob = prob                                     
    
  
def
 on_timer
(
self
,sim)
:
    if
 random.random() self
.prob:
      block = self.blockchain.create_next_block()        
      msg = pojo({                                       
        'type'
: 'block',
        'payload': block
      })
      sim.broadcast(self,msg)                            
          
  
def
 on_message
(
self
,sim,message)
:
    if
 message.type == 'block':                 
      self.blockchain.commit_block(message.payload)      
     
if
 message.type == 'transaction':
      self.blockchain.cache_tx(message.payload)          
/<code>

按概率出塊的區塊鏈共識算法都可以採用這個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：

<code>miners = 100                                             
prob = 0.01                                              
interval = 100                                           
nodes = [                                                
  PoxNode(prob,interval,miners) 
  for i in range(100) 
]
sim = Simulation(Network(nodes))                         
sim.run(10000)                                           
/<code>

SimWiz.Py官方下載地址：http://sc.hubwiz.com/codebag/simwiz-python/

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關鍵字: sim self 出塊