aelf 區塊鏈應用架構指南

杜行舟

區塊鏈技術研發及項目管理工程師，清華大學註冊工程師認證資格獲得者，
長期從事分佈式架構研究及相關項目研發，組織研發的BEHM裝備協作保障平台原型獲第三屆中國區塊鏈開發大賽三等獎。
aelf社區技術愛好者。

孟繁軻

區塊鏈工程師，2014年投身區塊鏈創業，持續探索研究區塊鏈底層技術與商業應用場景。
熟悉區塊鏈應用，精通區塊鏈底層原理，對區塊鏈應用場景有深入的思考。
擁有多項區塊鏈領域的技術專利。
熟悉企業級市場，精通雲計算與分佈式存儲，主導設計過大規模分佈式存儲。
擅長深入淺出地介紹區塊鏈技術原理與應用場景。
aelf社區技術愛好者。

郝玉琨

上海萬向區塊鏈股份公司總監，工信部區塊鏈專家，倫敦帝國理工學院訪問研究員，
IEEE計算機協會區塊鍊和分佈式記賬委員會秘書長，組織研發的基於區塊鏈的智能集裝箱運營管理獲首屆中國區塊鏈開發大賽特等獎。
參與了《區塊鏈參考架構》《區塊鏈數據格式規範》《區塊鏈隱私計算服務指南》等國內標準的製定，
以及IEEE、ISO/TC307區塊鏈標準的製定，擁有區塊鏈、分佈式等領域的多項技術專利。
aelf社區技術愛好者。

目錄
序
前言
第1章分佈式：從多中心到去中心【入門：概念綜述】／1
1.1傳統分佈式架構體系／2
1.2基於令牌的分佈式協同達成／4
1.3現有主流區塊鏈的共識機制／5
1.3.1 PoW機制／5
1.3.2 PoS/DPoS機制／5
1.3.3 PBFT機制／6
1.4分佈式數據存儲體系—擴展與合併／7
1.5 aelf解決方案的亮點／10
1.5.1技術優勢／10
1.5.2應用優勢／12

第2章區塊鏈思維方法【入門：理論剖析】／14
2.1區塊鏈技術特性：以早期方案為例／15
2.1.1密鑰對／15
2.1 .2區塊／16
2.1.3共識／17
2.1.4開源閉源爭議／18
2.2區塊鏈數據存儲—賬本與記賬模式／20
2.3區塊鏈存證與溯源／22
2.3.1存證、溯源的業務核心／22
2.3.2區塊鏈的天然優勢／23
2.4可信區塊鏈存證業務設計：信任的技術解構／24
2.4.1存證有效性證明／24
2.4.2數據與哈希／25
2.5區塊鏈分佈式業務執行／26
2.6多中心&去中心治理：不止於分佈式存儲／28
2.6.1分佈式數據存儲／28
2.6.2分佈式業務執行／29
2.7業務流與資金流價值協同／30

第3章aelf區塊鏈平台架構【進階：行業平台】／32
3.1準備aelf開發環境／33
3.2額外依賴：支持aelf源碼、合約構建／36
3.2.1 Windows構建工具／36
3.2.2 Git安裝指引／37
3.2.3開發框架“.NET Core SDK”安裝指引／37
3.2.4 ProtoBuf依賴安裝指引／38
3.3運行aelf節點／39
3.3.1運行單節點／39
3.3.2運行多節點／41
3.3.3構建/生成並運行源碼／45
3.4運行一條aelf側鏈／49
3.5 aelf地址／51
3.6 aelf交易／52
3.7 aelf區塊架構／53
3.8 aelf提供的Web API說明／54
3.8.1 Blockchain類API／55
3.8.2反序列化類API／64
3.8.3 Net類API／65
3.8.4 Web API數據類型定義／67

第4章aelf構建分佈式原型平台【進階：行業實例】／76
4.1區塊鏈瀏覽器API／77
4.1.1區塊瀏覽類API／77
4.1.2交易瀏覽類API／80
4.1.3 TPS性能記錄API／83
4.2 aelf命令行工具／85
4.2.1命令行工具介紹／85
4.2.2選項詳細介紹／90
4.2.3命令詳細介紹／92
4.2.4關於aelf-bridge／107
4.3通過SDK構建與aelf交互的DApp／112
4.3.1 SDK典型調用例程／113
4.3.2 SDK對Web API的調用／115
4.3.3 SDK中的AElf.wallet交互／122
4.3.4 SDK的其他細節／124
4.4一個可供參考的示例項目／125
4.4.1定義業務模型／125
4.4.2業務交易簽名與發起／128
4.4.3交易數據檢索／131

第5章aelf智能合約【：領域分析】／133
5.1智能合約業務與鑑權／134
5.1.1架構／134
5.1.2編寫與部署／135
5.1.3調用／137
5.1.4執行與校驗／137
5.1.5常見問題／141
5.2 aelf智能合約架構／144
5.2.1架構總覽／144
5.2.2鏈交互／145
5.2.3運行時環境與執行／148
5.2.4 SDK／149
5.2.5服務／149
5.2.6事件／150
5.2.7消息／151
5.3開發部署aelf合約／151
5.3.1配置腳手架／152
5.3.2個合約：實現／155
5.3.3個合約：測試／164
5.3.4個合約：部署／169
5.3.5個合約：前端／171
5.3.6合約上下文／175
5.3.7內聯合約調用／178
5.4 aelf合約標準（ACS）：多業務域資源隔離／182
5.4.1 ACS0：創世合約／183
5.4.2 ACS1：手續費信息／184
5.4.3 ACS2：並行資源信息／184
5.4.4 ACS3：提案與審批／184
5.4.5 ACS4：共識機制／185
5.4.6 ACS5：方法調用閾值／186
5.4.7 ACS6：隨機數生成器／186
5.4.8 ACS7：跨鏈／186
5.4.9 ACS8：合約費用／187
5.5 C#合約SDK／187
5.5.1 CSharpSmartContractContext／187
5.5.2 CSharpSmartContract／191
5.6要求和限制／192
5.6.1項目要求／192
5.6.2架構限制與要求／193
5.6 .3命名空間與類型限制／197
5.6.4其他限制／200

第6章aelf跨鏈資源體系【：領域架構】／201
6.1跨鏈交互：組織級價值分配／202
6.1.1為什麼需要跨鏈／ 202
6.1.2跨鏈面臨的問題／205
6.2跨鏈原理與方案：分配設計／206
6.2.1比特幣框架的HTLC方案／206
6.2.2 BTC Relay方案與默克爾證明／208
6.3 aelf跨鏈實現：分佈式資源動態協同／210
6.3.1設計思路／211
6.3.2架構／211
6.3.3數據流／213
6.3.4跨鏈驗證／214
6.4部署aelf側鏈／215
6.4.1編輯配置文件／216
6.4.2啟動主鏈節點／219
6.4.3創建側鏈提案／219
6.4.4啟動側鏈節點／228
6.5 aelf跨鏈價值分配的設計／228
6.5.1跨鏈價值傳輸／228
6.5.2創建轉賬／229
6.5.3在目標鏈上接收轉賬／229
6.5.4跨鏈驗證交易／230

第7章aelf優化與雲部署【：性能設計】／233
7.1 aelf操作與內核：面向底層瓶頸／234
7.2基於aelf的業務設計思路／235
7.3 aelf集群化測評：打造高性能分佈式／236
7.3.1測評設計／237
7.3.2測評場景定義／239
7.3.3測評環境搭建與部署／240
7.3.4測評結果／242
7.3.5測評結論／246
7.4 aelf開源貢獻與DevOps／246
7.4.1 aelf開源項目開發／246
7.4.2 aelf