區塊鏈技術及應用發展

第1章緒論2

1.1信用機制的發展與區塊鏈的誕生2

1.1.1信用機制的發展2

1.1.2區塊鏈的誕生3

1.2從信息交換到價值交換5

1.2.1共享賬本5

1.2.2點對點交易5

1.2.3私密交易5

1.2.4智能交易6

1.3區塊鏈技術面臨的挑戰和機遇6

1.3.1區塊鏈技術面臨的挑戰6

1.3.2區塊鏈技術面臨的機遇9

1.4全球區塊鏈投融資分析12

1.4.1主要的投融資領域12

1.4.2不同國家/地區的投融資差異13

1.4.3不同年度的投融資重點差異14

本章小結15

習題15

第2章區塊鏈理論研究現狀16

2.1區塊鏈的概念辨析及類型劃分16

2.1.1區塊鏈的概念辨析16

2.1.2區塊鏈的類型劃分16

2.2區塊鏈學術研究統計19

2.2.1數據來源和研究方法19

2.2.2區塊鏈研究概況19

2.3國內區塊鏈學術研究綜述25

2.4國外區塊鏈學術研究綜述26

2.4.1共識算法關鍵技術27

2.4.2智能合約關鍵技術29

2.4.3區塊鏈應用研究30

本章小結37

習題37

第3章區塊鏈產業發展現狀38

3.1引言38

3.2區塊鏈硬件設施40

3.2.1硬件設備40

3.2.2區塊鏈雲算力平臺42

3.3區塊鏈底層平臺及區塊鏈解決方案43

3.3.1區塊鏈底層平臺43

3.3.2區塊鏈技術解決方案48

3.4區塊鏈安全50

3.4.1區塊鏈面臨的安全問題50

3.4.2區塊鏈安全服務52

3.5區塊鏈行業服務機構52

3.5.1區塊鏈產業園及產業基金52

3.5.2區塊鏈媒體和社區54

3.5.3投資機構和交易所54

3.5.4行業組織及研究機構56

本章小結57

習題57

第2部分技術篇

第4章區塊鏈核心機理概論60

4.1區塊鏈思想與技術的起源和發展60

4.2區塊鏈中的密碼學63

4.2.1密碼學簡史和分類63

4.2.2計算復雜性理論67

4.2.3散列函數67

4.2.4RSA69

4.2.5橢圓曲線密碼70

4.2.6數字簽名72

4.2.7默克爾樹73

4.2.8布隆過濾器74

4.3區塊鏈中的博弈論76

4.4區塊鏈中的分佈式系統77

4.4.1分佈式系統的特徵和挑戰77

4.4.2分佈式系統的經典定理85

4.4.3分佈式哈希表87

4.5區塊鏈中的共識算法94

4.5.1共識算法的設計約束95

4.5.2共識算法的評價體系96

4.5.3典型的共識算法97

4.6區塊鏈中的智能合約103

4.6.1智能合約103

4.6.2李嘉圖合約104

4.6.3預言機106

本章小結112

習題112

第5章區塊鏈的架構演進113

5.1簡介113

5.2區塊鏈1.0：可編程貨幣時代113

5.2.1比特幣簡介113

5.2.2比特幣錢包114

5.2.3比特幣密鑰推導115

5.2.4比特幣交易117

5.2.5比特幣網絡118

5.2.6比特幣的挖礦和共識119

5.2.7比特幣的分叉120

5.3區塊鏈2.0：智能合約時代121

5.3.1以太坊的理論基礎122

5.3.2以太坊範式122

5.3.3以太坊區塊鏈狀態轉換123

5.3.4以太坊對象序列化/反序列化方法124

5.3.5以太坊狀態數據結構trie125

5.3.6以太坊賬戶132

5.3.7以太坊虛擬機134

5.4區塊鏈3.0：區塊網時代135

5.4.1跨鏈概述135

5.4.2公證人機制136

5.4.3中繼/側鏈138

5.4.4哈希鎖定139

5.4.5分佈式私鑰控制142

本章小結142

習題144

第3部分應用篇

第6章區塊鏈在金融領域的應用144

6.1引言144

6.2區塊鏈在供應鏈金融中的應用144

6.2.1利用區塊鏈技術解決傳統供應鏈金融問題146

6.2.2以區塊鏈為基礎的供應鏈金融147

6.3區塊鏈在貿易金融中的應用149

6.4區塊鏈在徵信中的應用153

6.5區塊鏈在交易清算中的應用155

6.5.1銀行間交易結算156

6.5.2證券業交易結算158

6.6區塊鏈在保險中的應用159

6.7區塊鏈在證券中的應用161

6.7.1區塊鏈證券的優勢162

6.7.2區塊鏈證券的解決方案162

6.7.3區塊鏈證券的技術制約164

本章小結165

習題165

第7章區塊鏈在實體經濟領域的應用166

7.1區塊鏈在供應鏈管理中的應用166

7.1.1採購過程167

7.1.2分銷渠道169

7.1.3生產運作170

7.1.4新產品開發170

7.2區塊鏈在農業中的應用171

7.2.1支持農業的區塊鏈技術171

7.2.2農業區塊鏈的機遇171

7.2.3智能合約和農作物保險171

7.2.4區塊鏈和土地治理172

7.2.5運輸與農業運輸172

7.3區塊鏈在財務管理中的應用172

7.4區塊鏈在能源行業中的應用173

7.4.1能源行業改革的現實需求173

7.4.2區塊鏈在能源改革中的優勢174

7.4.3區塊鏈在能源行業的應用174

7.5區塊鏈在電子政務中的應用176

7.5.1有利於提高政府服務質量177

7.5.2有利於構建社會信用體系178

7.5.3有利於推進政府信息公開178

7.5.4有利於整合政府機構資源178

7.5.5有利於共享公民信用信息178

本章小結179

習題180

第8章區塊鏈應用的實驗及案例181

8.1區塊鏈應用實驗181

8.1.1基於以太坊的區塊鏈私有鏈搭建181

8.1.2以太坊Geth和MetaMask的使用方法184

8.1.3Solidity基礎及智能合約權限控制189

8.1.4區塊鏈文件上傳DAPP192

8.2基於區塊鏈的博客系統195

8.2.1區塊鏈DAPP程序架構196

8.2.2區塊鏈博客系統程序架構198

8.2.3博客智能合約源碼分析199

8.2.4Web3js庫使用202

8.3學生考試成績區塊鏈系統207

8.3.1區塊鏈系統架構207

8.3.2系統後端的區塊鏈交互208

8.3.3基於隊列服務的信息上鏈209

本章小結210

習題210

第4部分發展篇

第9章區塊鏈技術發展212

9.1引言212

9.2區塊鏈技術進展213

9.2.1性能進展213

9.2.2存儲進展214

9.2.3隱私和安全進展214

9.2.4合規進展215

9.3區塊鏈技術在公共衛生防疫領域的應用發展218

9.3.1區塊鏈技術和公共衛生218

9.3.2區塊鏈技術和疫情防控220

9.4區塊鏈技術標準化工作進展224

9.4.1區塊鏈技術標準化工作現狀224

9.4.2國際區塊鏈技術標準化進展225

9.4.3中國區塊鏈技術標準化進展228

9.4.4其他國家或地區區塊鏈技術標準化進展232

本章小結236

習題236

第10章區塊鏈監管政策發展237

10.1區塊鏈監管的必要性237

10.1.1保護投資者的需要237

10.1.2維護全行業合法性的需要237

10.1.3保證高質量代幣發行的需要238

10.2區塊鏈對監管帶來的壓力238

10.2.1虛擬貨幣法律定性的欠缺238

10.2.2區塊鏈的跨區域性造成管轄權沖突239

10.2.3區塊鏈的去中心化導致責任主體不明確239

10.2.4區塊鏈的復雜性與快速傳播特性使得風險管理難度加大240

10.3代表性監管制度240

10.3.1監管沙箱制度240

10.3.2按項目屬性分類監管242

10.3.3行業準入資質管理242

10.4國外區塊鏈的監管態勢243

10.4.1美國245

10.4.2歐盟246

10.4.3俄羅斯247

10.4.4馬耳他248

10.4.5新加坡248

10.4.6日本248

10.4.7韓國249

10.4.8澳大利亞250

10.5國內區塊鏈的監管態勢250

10.5.1中國主要區塊鏈監管政策措施250

10.5.2中國式區塊鏈監管原則：“幣鏈分離式”監管251

10.5.3中國式區塊鏈監管措施：規劃引導+財政補貼252

10.5.4中國式區塊鏈監管形態：服從中央+地方競爭253

本章小結256

習題257

參考文獻258