区块链技术及其应用

第1章 区块链概述 1 1.1 区块链的历史起源 1 1.2 区块链的发展历程 3 1.2.1 区块链1.0 4 1.2.2 区块链2.0 4 1.2.3 区块链3.0 5 1.2.4 区块链4.0 5 1.3 区块链的基本特点 6 1.4 区块链的优势与不足 8 1.4.1 区块链的优势 8 1.4.2 区块链的不足 9 1.5 区块链的发展趋势 11 第2章 区块链的概念内涵 13 2.1 区块链的定义 13 2.2 区块链流行的原因 15 2.3 区块链的应用 16 2.3.1 金融领域 16 2.3.2 物流领域 17 2.3.3 版权保护 17 2.3.4 社交网络和通信 18 2.3.5 政府和公共服务 19 2.4 区块链的标准化和规范化 20 2.4.1 区块链标准化和规范化的意义 20 2.4.2 区块链技术的标准化工作 21 2.4.3 区块链标准化和规范化的挑战 22 2.5 区块链的版本类型 23 2.5.1 公链 23 2.5.2 联盟链 24 2.5.3 私链 25 第3章 区块链的本质特征 27 3.1 去中心化 27 3.1.1 去中心化的定义 27 3.1.2 去中心化的优势和价值 29 3.1.3 区块链和去中心化 30 3.1.4 去中心化的挑战 30 3.1.5 去中心化的*新研究进展 31 3.2 匿名性 32 3.2.1 匿名性的定义 32 3.2.2 应用匿名性的原因 33 3.2.3 零知识证明 34 3.2.4 匿名性的实现 35 3.3 分布式 37 3.3.1 分布式账本的定义 37 3.3.2 分布式账本的优点和应用 39 3.3.3 区块链和分布式 39 3.3.4 分布式的自治性 40 3.3.5 分布式的共识机制 40 3.3.6 区块链分布式面临的挑战 42 3.4 不可篡改性 43 3.4.1 不可篡改性的定义 43 3.4.2 区块链不可篡改性的原理和实现方式 43 3.4.3 区块链不可篡改性的好处 44 3.4.4 区块链不可篡改性面临的相关威胁 45 3.5 可追溯性 46 3.5.1 可追溯性的定义 46 3.5.2 区块链可追溯性的应用场景 47 3.5.3 区块链可追溯性和隐私保护的关系 48 3.6 开放性 48 3.6.1 开放性的定义 48 3.6.2 开放性的优点和弊端 49 第4章 区块链的技术架构 51 4.1 区块链技术架构概述 51 4.1.1 区块链技术架构的基本组成 51 4.1.2 区块链技术架构的关键特征 53 4.2 数据层 54 4.2.1 区块链数据的基本结构 54 4.2.2 区块链数据的存储方式 55 4.2.3 区块链数据的加密算法 57 4.3 网络层 58 4.3.1 区块链节点的类型 58 4.3.2 区块链节点之间的通信协议 61 4.3.3 区块链的点对点网络 64 4.4 共识层 66 4.4.1 区块链的共识机制 66 4.4.2 工作量证明共识机制 67 4.4.3 权益证明共识机制 68 4.4.4 其他共识机制 69 4.5 激励层 70 4.5.1 激励层的设计目的和原则 70 4.5.2 激励机制的类型和特点 71 4.5.3 区块链激励机制的实现和应用 71 4.6 智能合约层 73 4.6.1 智能合约的定义和基本原理 73 4.6.2 Solidity编程语言 74 4.6.3 智能合约的开发和部署 74 4.7 应用层 75 4.7.1 区块链应用程序的分类 75 4.7.2 加密货币的应用 77 4.7.3 区块链游戏和去中心化应用 78 第5章 区块链的工作原理 80 5.1 区块链交易的产生 80 5.1.1 公钥密码学的基本原理 81 5.1.2 Merkle树 83 5.1.3 共识算法 84 5.1.4 零知识证明 90 5.2 区块链数据的传播 92 5.2.1 区块链交易的传播过程 92 5.2.2 节点之间的连接 93 5.2.3 数据同步 95 5.2.4 数据交换 95 5.2.5 快速同步 95 5.2.6 负载均衡 96 5.3 区块链数据的验证 96 5.3.1 验证流程 96 5.3.2 数据结构 97 5.3.3 交易验证 97 5.4 区块链区块的产生 99 5.4.1 区块的结构 100 5.4.2 区块的产生流程 100 5.5 区块链区块的验证 101 5.5.1 交易验证 102 5.5.2 区块结构 102 5.5.3 哈希值计算 102 5.5.4 区块验证 103 5.5.5 区块链验证 104 5.6 区块链区块的更新 105 5.6.1 区块传播的过程 106 5.6.2 区块传播存在的问题 106 5.6.3 区块传播的优化技术 106 第6章 区块链的军事应用构想 108 6.1 区块链在军事指挥中的应用构想 108 6.1.1 作战计划编制 108 6.1.2 指挥调度管理 110 6.1.3 作战行动记录 112 6.2 区块链在军事安全认证中的应用构想 114 6.2.1 验证访问人员的身份和授权 115 6.2.2 验证军方设备的身份和授权 115 6.2.3 信息安全防护 116 6.3 区块链在军队物资管理中的应用 117 6.3.1 物资质量和真实性监管 118 6.3.2 军队物资采购领域 119 6.3.3 物资库存和使用情况监管 119 6.4 区块链在“宙斯盾”舰上的应用构想 120 第7章 区块链的军事前景展望 122 7.1 准确、顺畅的作战指挥 122 7.2 安全、可靠的数据传输 123 7.3 稳妥、高效的军事物流 124 7.3.1 提高物资管理的透明度和效率 125 7.3.2 加强物资安全和防伪能力 125 7.3.3 提高物资采购和供应链管理的效率 126 7.4 透明、可信的军事人力资源管理 127 7.4.1 人员档案管理 128 7.4.2 绩效评估和激励管理 128 7.4.3 训练和培训管理 129 7.5 自主、智能的无人机集群作战 130 7.5.1 实现多个无人机之间的去中心化协同控制 130 7.5.2 实现对无人机的航迹管理和数据记录 131 7.5.3 为无人机提供自主决策能力 131 参考文献 133