基于Python实现一个PoW的仿真程序【100011193】

# 1.作业内容 利用 Python 实现一个 PoW 的仿真程序，模拟一定数量的节点生成区块链的状态。 - 设置参数包括：节点数量和每个轮次出块的成功率，测量区块链的增长速度。 - 设置一定数量的恶意节点实施攻击。 - 测量不同恶意节点比例（10%-40%）条件下，统计分叉攻击成功的长度测量 - 不同恶意节点比例条件下，自私挖矿收益比例 # 2.代码解析 - 程序入口是 simulate_pow.py，simulate_pow 函数参数为诚实节点数量，恶意节点数量和出块难度。默认参数设置如下：  - 修改  - 仿真结果保存在 log 目录下的日志中。 - 令恶意节点攻击第一个区块(genesis 块)  # 3.实验内容 ## 3.1第一轮仿真 - 参数：honest node number = 10, evil node number = 0, difficulty = 000000 - 仿真结果：   - 平均出块时间: 66s，最短出块时间 3s，最长出块时间 202s ## 3.2第二轮仿真 - 参数：honest node number = 10, evil node number = 0, difficulty = 00000 - 仿真结果：  - 平均出块时间: 3s，最短出块时间 0s（精确到个位），最长出块时间 7s ## 3.3第三轮仿真 - 参数：honest node number = 10, evil node number = 1, difficulty = 00000 - 仿真结果：  - 恶意节点攻击失败 ## 3.4第四轮仿真 - 参数：honest node number = 10, evil node number = 4, difficulty = 00000 - 1 到 10 号 miner 为 honest node，11 号到 14 号为 evil node  - 可以看到，诚实节点在领先一个区块的情况下被恶意节点瞬间反超，我认为这和 python 多线程的机制有关。python 多线程并不是真正意义上的并行，并且会先调度后创建的线程。为了更真实地模拟分叉攻击，我决定让诚实节点领先一个区块后再让恶意节点开始攻击，并且提高出块难度。 - 参数：honest node number = 10, evil node number = 4, difficulty = 000000 - 0 到 9 号 miner 为 honest node，10 号到 13 号为 evil node  - 可以看到，python 多线程优先调度后创建的线程，因此恶意节点攻击成功。 # 4.实验心得 由于 python 多线程的机制，本次仿真并不能很好地模拟分叉攻击。攻击成功与否极度依赖于线程调度顺序。通过本次实验，我理解了 Prove of Work 共识协议，与 Raft 和 Paxos 达成共识的方法完全不同，POW 用计算时间来达成共识，这令我感到非常新奇。