区块链技术原理与实践(微课版)

第 1章 区块链技术原理概述 1 1.1 区块链基础概念 2 1.1.1 区块链概要 2 1.1.2 去中心化系统 3 1.2 区块链核心技术与典型架构 4 1.2.1 去中心化账本 5 1.2.2 P2P网络通信 6 1.2.3 加密算法 6 1.2.4 共识算法 7 1.2.5 智能合约 7 1.2.6 区块链典型架构 7 1.3 区块链技术的特性 8 1.4 区块链的分类 9 1.4.1 公有链 9 1.4.2 私有链 10 1.4.3 联盟链 10 1.4.4 对比和总结 11 1.5 区块链的应用领域 11 1.5.1 区块链在跨境结算中的应用 11 1.5.2 区块链在供应链中的应用 12 1.6 区块链价值和前景 13 本章小结 13 本章习题 13 第 2章 区块链开发相关技术介绍 15 2.1 开发环境准备 16 2.1.1 硬件环境准备 16 2.1.2 软件环境准备 16 2.2 数据格式与Linux基础命令 16 2.2.1 JSON数据格式 17 2.2.2 curl命令 17 2.2.3 tree命令 18 2.2.4 jq命令 19 2.3 Python Web服务端(Flask) 19 2.3.1 安装Flask框架 19 2.3.2 搭建*小应用 20 2.3.3 创建HTTP接口 21 2.4 密码学基础 24 2.4.1 哈希算法 24 2.4.2 非对称加密算法 26 实战练习：构建具备加密功能的Web服务端 33 本章小结 34 本章习题 34 第3章 区块链的区块与账本 36 3.1 区块与链的定义 36 3.1.1 区块的基本概念 36 3.1.2 链式存储 38 3.1.3 区块间的联系 38 3.2 区块链中的账本 40 3.2.1 账本的基本概念 40 3.2.2 账本的具体实现 40 实战练习：构建简单的区块链账本系统 45 本章小结 50 本章习题 50 第4章 区块链的账户和交易 52 4.1 区块链中的账户 52 4.1.1 账户公钥和私钥的生成方式 54 4.1.2 账户地址的生成方式 55 4.2 区块链中的交易 58 4.2.1 交易的概念与基本要素 58 4.2.2 区块中交易产生的过程 60 4.2.3 交易的验证方法 63 4.2.4 区块的验证方法 64 实战练习1：交易对象的创建 65 实战练习2：数据的签名与验签 67 实战练习3：搭建账户和交易操作的区块链示例系统 69 本章小结 86 本章习题 87 第5章 区块链中节点间的通信 88 5.1 区块链网络 89 5.1.1 公有链网络 89 5.1.2 联盟链网络 89 5.1.3 私有链网络 90 5.1.4 基于Python NetworkX工具绘制网络 90 5.2 P2P网络通信 93 5.2.1 P2P网络通信的基本概念 93 5.2.2 Socket通信的基本概念 94 5.2.3 基于Socket的区块链P2P网络通信 95 5.3 区块链网络的数据传输方式 100 5.3.1 Gossip的基本概念 100 5.3.2 基于Flask-APScheduler实现定时器 101 实战练习1：绘制不同类型的区块链网络 104 实战练习2：搭建基于Gossip的区块链网络 107 本章小结 121 本章习题 121 第6章 区块链中的共识算法 123 6.1 区块链共识算法 123 6.1.1 共识算法的基本原理 123 6.1.2 共识算法的分类 125 6.2 PoW算法 126 6.2.1 PoW算法的定义 126 6.2.2 PoW算法的优缺点 127 6.2.3 目标值的生成方式 128 6.2.4 基于Python实现PoW算法 128 实战练习：搭建基于PoW算法的区块链网络 131 本章小结 144 本章习题 144 第7章 区块链中的智能合约 145 7.1 智能合约的基本概念 146 7.1.1 智能合约与传统合约的区别 146 7.1.2 智能合约的特性 147 7.2 区块链与智能合约的关系 148 7.3 智能合约的工作原理 148 7.3.1 智能合约的“状态” 149 7.3.2 智能合约的“模型” 150 7.4 智能合约在区块链中的实现方式 151 7.4.1 智能合约在区块链中的部署方式 151 7.4.2 智能合约在区块链中的具体使用流程 152 实战练习1：公有链部署智能合约 152 实战练习2：联盟链部署智能合约 156 本章小结 161 本章习题 161 第8章 综合实训：构建完整的区块链系统 163