Python与Web3()集成：构建基于区块链的电子投票系统

Python与Web3()集成：构建基于区块链的电子投票系统

区块链技术的出现为电子投票系统带来了新的可能性，通过去中心化和不可篡改的特性，可以确保投票过程的透明度和安全性。在本文中，我们将使用Python和Web3()库来构建一个基于区块链的电子投票系统，并提供一个简单的使用例子。

首先，我们需要安装Web3()库。可以使用pip命令来安装：

pip install web3

接下来，我们需要连接到一个以太坊节点。可以使用Infura提供的API来实现。首先需要在Infura上注册一个账户，并创建一个项目。获取项目的ID和访问密钥。

使用以下代码连接到Infura节点：

from web3 import Web3

infura_url = "https://mainnet.infura.io/v3/<YOUR_INFURA_PROJECT_ID>"
web3 = Web3(Web3.HTTPProvider(infura_url))

现在我们已经连接到了一个以太坊节点。下一步是创建一个智能合约来管理选举过程。

pragma solidity ^0.8.0;

contract Voting {
    mapping (bytes32 => uint256) public votesReceived;
    bytes32[] public candidateList;

    constructor(bytes32[] memory candidateNames) {
        candidateList = candidateNames;
    }

    function totalVotesFor(bytes32 candidate) view public returns (uint256) {
        return votesReceived[candidate];
    }

    function voteForCandidate(bytes32 candidate) public {
        require(validCandidate(candidate));
        votesReceived[candidate] += 1;
    }

    function validCandidate(bytes32 candidate) view public returns (bool) {
        for(uint256 i = 0; i < candidateList.length; i++) {
            if (candidateList[i] == candidate) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

上面的代码定义了一个名为Voting的合约，其中包含了候选人和票数的数据结构，以及投票和查询票数的方法。

接下来，我们需要使用Web3()库来与智能合约进行交互。

from web3 import Web3

infura_url = "https://mainnet.infura.io/v3/<YOUR_INFURA_PROJECT_ID>"
web3 = Web3(Web3.HTTPProvider(infura_url))

contract_address = "<CONTRACT_ADDRESS>"
contract_abi = [
   {
      "constant":true,
      "inputs":[
         {
            "name":"",
            "type":"bytes32"
         }
      ],
      "name":"votesReceived",
      "outputs":[
         {
            "name":"",
            "type":"uint256"
         }
      ],
      "payable":false,
      "stateMutability":"view",
      "type":"function"
   },
   {
      "constant":true,
      "inputs":[
         {
            "name":"candidate",
            "type":"bytes32"
         }
      ],
      "name":"totalVotesFor",
      "outputs":[
         {
            "name":"count",
            "type":"uint256"
         }
      ],
      "payable":false,
      "stateMutability":"view",
      "type":"function"
   },
   {
      "constant":false,
      "inputs":[
         {
            "name":"candidate",
            "type":"bytes32"
         }
      ],
      "name":"voteForCandidate",
      "outputs":[

      ],
      "payable":false,
      "stateMutability":"nonpayable",
      "type":"function"
   }
]

contract = web3.eth.contract(address=contract_address, abi=contract_abi)

# 查询候选人的票数
candidate_name = <CANDIDATE_NAME>
candidate_bytes = web3.toBytes(text=candidate_name)
votes_received = contract.functions.totalVotesFor(candidate_bytes).call()
print(f"候选人 {candidate_name} 的票数为 {votes_received} 票")

# 投票给候选人
contract.functions.voteForCandidate(candidate_bytes).transact()

# 再次查询候选人的票数
votes_received = contract.functions.totalVotesFor(candidate_bytes).call()
print(f"候选人 {candidate_name} 的票数为 {votes_received} 票")

在以上代码中，我们首先连接到了Infura节点，并指定了智能合约的地址和ABI。然后，我们可以使用合约对象的函数来进行投票和查询票数操作。使用合约对象的transact()方法进行投票操作，使用call()方法查询票数。

以上就是使用Python和Web3()库构建基于区块链的电子投票系统的简单示例。通过这个例子，我们可以看到如何使用Web3()库来连接到以太坊节点，并与智能合约进行交互。这种基于区块链的电子投票系统可以确保投票的透明度和安全性，提高选举过程的公正性。