商用区块链技术与实践

第1部分 区块链及其商业应用
第1章 区块链技术的演进 3
1.1 比特币 3
1.1.1 起源 3
1.1.2 发展 5
1.1.3 技术创新 8
1.2 以太坊 9
1.2.1 以太坊的诞生 9
1.2.2 智能合约 11
1.2.3 去中心化应用程序 14
1.2.4 未来规划 15
1.3 商用区块链 17
第2章 探索商用区块链 19
2.1 价值流通的网络 19
2.1.1 商用区块链的目标 20
2.1.2 商用区块链的难题 21
2.2 区块链产品架构 22
2.2.1 账户中心 23
2.2.2 分布式账本服务 24
2.2.3 扩展服务 26
2.2.4 策略与管理 27
2.3 商用产品的技术特性 28
2.3.1 技术突破 28
2.3.2 产品成熟度 32
第2部分 商用区块链的关键技术
第3章 密码学基础技术 39
3.1 哈希算法 39
3.1.1 定义 39
3.1.2 常用的哈希算法 40
3.1.3 SHA256算法 42
3.2 加密和解密算法 42
3.2.1 对称密码体制 43
3.2.2 非对称密码体制 44
3.2.3 ED25519算法 45
3.3 国密算法 45
3.3.1 非对称密码算法SM2 46
3.3.2 哈希算法 SM3 46
3.4 数字证书 47
3.4.1 数字证书的基本介绍 47
3.4.2 数字证书的应用 48
3.5 默克尔树 48
3.5.1 原理与实现 49
3.5.2 简单支付证明 51
第4章 区块链账本 52
4.1 区块 54
4.1.1 区块的结构 55
4.1.2 区块的生成 58
4.1.3 区块的同步 60
4.1.4 区块的前后关联 61
4.2 账户 64
4.2.1 账户模型 65
4.2.2 账户地址 68
4.3 资产 69
4.3.1 原始数字资产 69
4.3.2 基于账户的资产 69
4.4 交易 70
4.4.1 交易的定义 70
4.4.2 操作 72
4.4.3 交易事务处理 77
4.4.4 交易缓存队列 78
4.5 费用 83
4.5.1 交易费用简介 83
4.5.2 费用的计算 83
4.5.3 费用的配置 84
4.6 激励 86
4.7 账本的升级 86
4.7.1 简介 86
4.7.2 消息定义 86
4.7.3 升级过程 87
4.8 P2P网络 88
4.8.1 P2P网络设计 89
4.8.2 广播消息 90
4.8.3 连接数 92
第5章 共识算法 93
5.1 共识算法概要 93
5.1.1 PoW算法 93
5.1.2 PoS算法 95
5.1.3 DPoS算法 95
5.1.4 PBFT算法 96
5.2 Firework共识算法介绍 97
5.2.1 概述 97
5.2.2 结合验证节点池选取协议的BFT算法 98
5.3 高性能算法BFT 99
5.3.1 系统模型 99
5.3.2 状态机副本协议 100
5.3.3 Quorum机制 105
5.3.4 超时处理 106
5.4 安全、高效的验证池选取算法 106
5.4.1 动态选取模型 107
5.4.2 角色划分 108
5.4.3 准入和退出机制 109
5.4.4 选取机制 109
5.4.5 配置更新 111
第6章 智能合约 113
6.1 智能合约概要 113
6.1.1 虚拟机介绍 113
6.1.2 虚拟机设计的原则 115
6.2 智能合约实现 115
6.2.1 智能合约介绍 115
6.2.2 合约执行过程 116
6.2.3 智能合约的安全 117
6.3 智能合约开发简介 119
6.3.1 DEMO介绍 119
6.3.2 语法介绍 120
6.3.3 内置接口和内置变量 121
6.3.4 异常处理 122
6.3.5 合约创建与执行 123
6.4 智能合约安全开发指南 123
第7章 扩容技术方案 125
7.1 概述 125
7.1.1 背景 125
7.1.2 区块链扩容 126
7.1.3 多链Orbits扩容方案 127
7.2 双层多态的主-子链体系Orbits 127
7.2.1 架构设计 127
7.2.2 主-子链介绍 128
7.3 高可扩展性的多链账本 130
7.3.1 多链账本设计 130
7.3.2 多链账本的数据结构 132
7.3.3 多级联动的账本索引设计 132
7.4 共识算法 133
7.4.1 主链的共识机制 133
7.4.2 子链的共识机制 134
7.5 挑战者机制 141
7.5.1 子链的安全性威胁 141
7.5.2 实现方案 142
7.6 激励机制 143
7.6.1 共识激励 144
7.6.2 提案激励 145
7.6.3 存储激励 145
第8章 跨链技术方案 147
8.1 概述 147
8.1.1 背景 147
8.1.2 跨链的难点 148
8.2 多态跨链体系Canal 149
8.3 中继链 151
8.3.1 平行链介绍 151
8.3.2 平行链跨链映射 152
8.3.3 跨链证据校验 152
8.4 可插拔组件 152
8.4.1 网关节点介绍 152
8.4.2 公证人模式 153
8.4.3 可信硬件模式 155
8.4.4 哈希时间锁定 157
8.5 费用与激励机制 158
第9章 隐私保护方案 160
9.1 概述 160
9.1.1 背景 160
9.1.2 隐私保护方案Cocoon 161
9.2 隐私保护方案 161
9.2.1 金额隐藏的设计与实现 161
9.2.2 非交互的设计与实现 164
9.2.3 地址隐匿的设计与实现 166
9.2.4 为何要使用Schnorr 聚合签名 168
9.2.5 怎样与区块链系统适配 168
9.3 审计 170
第3部分 商用区块链的应用实践
第10章 bubichain的开发与使用 175
10.1 SDK支持 175
10.1.1 Java SDK开发 175
10.1.2 其他语言版本 184
10.2 API介绍 184
10.2.1 了解密钥对 184
10.2.2 HTTP 接口 192
10.2.3 WebSocket接口 200
10.3 部署与运维 202
10.3.1 节点安装 202
10.3.2 节点运维 205
第11章 bubichain开发指南 215
11.1 应用开发示例 215
11.1.1 存证应用 215
11.1.2 智能合约开发 216
11.1.3 区块链钱包 221
11.1.4 区块链浏览器 224
11.1.5 区块链智能合约IDE 226
11.2 数字资产协议的设计与实现 228
11.2.1 数字资产协议的设计原则 228
11.2.2 数字资产设计与实现示例 228
第12章 区块链商用案例介绍 245
12.1 供应链金融 245
12.1.1 行业痛点 245
12.1.2 解决方案 246
12.1.3 区块链的价值 248
12.2 数据安全共享和交易 251
12.2.1 行业痛点 251
12.2.2 解决方案 252
12.2.3 区块链的价值 254
12.3 供应链溯源 254
12.3.1 行业痛点 254
12.3.2 解决方案 255
12.3.3 区块链的价值 257