區塊鏈技術與應用

第1部分 區塊鏈導論
第1章 區塊鏈的發展歷史 002
1.1 從互聯網、P2P網絡到區塊鏈 002
1.1.1 區塊鏈技術發展綜述 002
1.1.2 區塊鏈技術賦能數字經濟 008
1.2 從Web 1.0、Web 2.0到Web 3.0 010
1.2.1 萬維網的發展歷史 010
1.2.2 Web 3.0技術堆棧 013
第2章 什麽是區塊鏈 019
2.1 區塊鏈的定義與分類 019
2.1.1 區塊鏈的定義 020
2.1.2 區塊鏈的特點與分類 021
2.2 區塊鏈工作原理 024
2.2.1 區塊鏈術語 024
2.2.2 區塊鏈工作流程 029
2.3 區塊鏈與新一代信息技術的融合 031
2.3.1 新一代信息技術 031
2.3.2 區塊鏈融合新一代信息技術的創新應用 032
2.4 區塊鏈技術的局限性和發展趨勢 034
2.4.1 區塊鏈的“不可能三角” 034
2.4.2 區塊鏈技術發展趨勢 036
2.4.3 區塊鏈技術前沿綜述 037
第3章 區塊鏈產業與趨勢 040
3.1 區塊鏈行業綜述 040
3.1.1 加密貨幣市場的發展 040
3.1.2 以太坊和比特幣的發展之路 043
3.2 區塊鏈行業展望 044
3.2.1 國際區塊鏈行業趨勢 044
3.2.2 國內區塊鏈產業發展趨勢 046
第2部分 區塊鏈核心技術
第4章 區塊鏈中的密碼學 050
4.1 引言 050
4.2 對稱密碼體制 051
4.2.1 數學基礎 053
4.2.2 凱撒密碼 053
4.2.3 仿射密碼 054
4.3 公鑰密碼體制 055
4.3.1 數學基礎 056
4.3.2 RSA密碼體制 061
4.3.3 基於離散對數問題的公鑰密碼體制 063
4.3.4 橢圓曲線密碼體制 066
4.4 Hash函數 071
4.5 數字簽名技術 076
4.5.1 RSA簽名方案 077
4.5.2 EIGamal數字簽名方案 078
4.5.3 數字簽名算法 080
4.5.4 橢圓曲線簽名算法 081
4.6 後量子密碼 082
4.6.1 基於哈希的公鑰密碼學 082
4.6.2 基於編碼的公鑰密碼學 083
4.6.3 基於格的公鑰密碼學 083
4.6.4 基於多變量的公鑰密碼學 084
第5章 區塊鏈與分佈式一致性 085
5.1 P2P網絡 085
5.1.1 P2P網絡的定義 085
5.1.2 P2P網絡的特點 086
5.1.3 國內P2P網絡技術的發展歷程和研究現狀 088
5.1.4 P2P網絡的優勢與不足 089
5.1.5 P2P網絡的主要模式 089
5.1.6 P2P網絡技術的應用 092
5.1.7 P2P網絡的應用研究 092
5.1.8 P2P網絡的發展趨勢 093
5.2 FLP不可能原理 094
5.2.1 FLP不可能原理的定義 094
5.2.2 正確理解FLP不可能原理 094
5.3 CAP原理 095
5.3.1 CAP原理的定義 095
5.3.2 CAP原理的特性 095
5.4 一致性協議和算法 096
5.4.1 分佈式一致性協議 096
5.4.2 分佈式一致性算法 097
第6章 共識算法 104
6.1 概述 104
6.2 工作量證明 107
6.3 權益證明 110
6.3.1 PoS共識算法的起源 111
6.3.2 第一代PoS+PoW混合共識 111
6.3.3 第二代純PoS共識 114
6.4 股份授權證明機制 115
6.4.1 DPoS共識過程中的見證人選舉 116
6.4.2 DPoS共識機制中的區塊生產 116
6.5 共識算法的改進 117
6.5.1 基於工作量證明的改進算法 117
6.5.2 基於權益證明的改進算法 118
6.5.3 其他共識算法的改進 118
6.6 本章小結 119
第7章 智能合約 120
7.1 智能合約概述 120
7.1.1 智能合約的定義 120
7.1.2 智能合約與區塊鏈的關系 122
7.1.3 智能合約的工作原理 124
7.2 智能合約基本架構模型及其挑戰 127
7.2.1 智能合約的理論模型 127
7.2.2 智能合約的挑戰 129
7.3 以太坊智能合約 130
7.3.1 以太坊智能合約的部署 130
7.3.2 不同平臺的智能合約對比 132
7.3.3 以太坊智能合約示例 133
第3部分 區塊鏈開源平臺
第8章 比特幣區塊鏈技術 138
8.1 比特幣簡介 138
8.1.1 比特幣的發展背景及歷史 139
8.1.2 比特幣的歷史價格 142
8.1.3 比特幣核心 142
8.2 比特幣密鑰、地址與錢包 144
8.2.1 比特幣密鑰及地址 144
8.2.2 比特幣錢包 145
8.3 比特幣交易 147
8.3.1 UTXO交易模型 147
8.3.2 交易的腳本和腳本語言 152
8.4 比特幣網絡 155
8.4.1 比特幣網絡架構 155
8.4.2 節點類型與分工 155
8.4.3 比特幣網絡發現 156
8.4.4 簡易支付驗證節點 157
8.5 比特幣區塊鏈 158
8.5.1 比特幣區塊 158
8.5.2 Merkle樹 160
8.5.3 比特幣激勵機制 161
第9章 以太坊區塊鏈技術 164
9.1 以太坊簡介 164
9.1.1 以太坊發展歷程 164
9.1.2 以太坊的設計原則 166
9.1.3 以太坊的發展路線圖 167
9.2 以太坊體系架構 171
9.2.1 以太坊整體架構 171
9.2.2 以太坊節點與客戶端 173
9.3 以太坊區塊鏈核心 175
9.3.1 以太坊虛擬機 175
9.3.2 以太坊交易與消息 176
9.3.3 以太坊的狀態轉換 178
9.3.4 以太幣與以太坊激勵機制 180
9.4 以太坊生態價值鏈 185
9.4.1 Token經濟學 185
9.4.2 Coin與Token 188
9.4.3 以太坊Token標準 190
9.4.4 去中心化自治組織生態 192
9.4.5 去中心化金融（DeFi）生態 194
9.4.6 非同質化代幣（NFT）生態 196
第10章 企業級區塊鏈技術 198
10.1 Fabric 200
10.1.1 Fabric交易流程 200
10.1.2 Fabric區塊鏈網絡 201
10.1.3 Fabric的共識機制 202
10.1.4 Fabric區塊鏈數據 203
10.1.5 Fabric合約模型 204
10.2 Corda 205
10.2.1 Corda交易流程 205
10.2.2 Corda區塊鏈網絡 206
10.2.3 Corda的共識機制 206
10.2.4 Corda分佈式賬本 207
10.2.5 Corda合約模型 208
10.3 Quorum 209
10.3.1 Quorum交易流程 209
10.3.2 Quorum區塊鏈網絡 210
10.3.3 Quorum的共識機制 211
10.3.4 Quorum區塊鏈數據 211
10.3.5 Quorum合約模型 212
第4部分 區塊鏈應用開發
第11章 以太坊開發工具、組建及其服務 214
11.1 以太坊開發工具 214
11.1.1 以太坊開發框架 214
11.1.2 以太坊網絡 215
11.1.3 以太坊開發語言與集成開發環境 216
11.1.4 以太坊交互工具 218
11.2 以太坊開源庫與中間件 219
11.2.1 ZeppelinOS 220
11.2.2 ChainLink中間件 221
第12章 去中心化應用開發 225
12.1 去中心化應用 225
12.1.1 什麽是去中心化應用 225
12.1.2 DApp程序設計架構與分析 226
12.1.3 DApp中的用戶身份 229
12.1.4 熱門的DApp 229
12.2 基於以太坊的投票系統設計 230
12.2.1 環境搭建 231
12.2.2 系統搭建與測試 234
12.2.3 投票智能合約設計 238
12.3 投票系統前後端設計 241
12.3.1 登錄功能的前後端設計 242
12.3.2 投票功能的前後端設計 245
12.4 基於區塊鏈的投票系統之加密算法解析 251
12.4.1 前端頁面的設計 251
12.4.2 後端智能合約設計 256
第13章 區塊鏈應用案例 260
13.1 區塊鏈與跨境無紙化貿易 261
13.1.1 跨境無紙化貿易背景 261
13.1.2 跨境無紙化貿易的發展歷程 263
13.1.3 區塊鏈技術在跨境貿易相關領域研究 266
13.1.4 區塊鏈數據安全共享現狀 267
13.1.5 跨境貿易數字身份及其認證方案 271
13.1.6 跨境貿易單證數據的隱私保護方案 282
13.2 區塊鏈與政務信息資源共享 299
13.2.1 政務信息資源共享的區塊鏈技術研究 300
13.2.2 政務信息資源共享的區塊鏈模型 301
13.2.3 區塊鏈政務信息資源共享與交換的業務流程 308
參考文獻 310