区块链技术与应用

第1部分 区块链导论
第1章 区块链的发展历史 002
1.1 从互联网、P2P网络到区块链 002
1.1.1 区块链技术发展综述 002
1.1.2 区块链技术赋能数字经济 008
1.2 从Web 1.0、Web 2.0到Web 3.0 010
1.2.1 万维网的发展历史 010
1.2.2 Web 3.0技术堆栈 013
第2章 什么是区块链 019
2.1 区块链的定义与分类 019
2.1.1 区块链的定义 020
2.1.2 区块链的特点与分类 021
2.2 区块链工作原理 024
2.2.1 区块链术语 024
2.2.2 区块链工作流程 029
2.3 区块链与新一代信息技术的融合 031
2.3.1 新一代信息技术 031
2.3.2 区块链融合新一代信息技术的创新应用 032
2.4 区块链技术的局限性和发展趋势 034
2.4.1 区块链的“不可能三角” 034
2.4.2 区块链技术发展趋势 036
2.4.3 区块链技术前沿综述 037
第3章 区块链产业与趋势 040
3.1 区块链行业综述 040
3.1.1 加密货币市场的发展 040
3.1.2 以太坊和比特币的发展之路 043
3.2 区块链行业展望 044
3.2.1 国际区块链行业趋势 044
3.2.2 国内区块链产业发展趋势 046
第2部分 区块链核心技术
第4章 区块链中的密码学 050
4.1 引言 050
4.2 对称密码体制 051
4.2.1 数学基础 053
4.2.2 凯撒密码 053
4.2.3 仿射密码 054
4.3 公钥密码体制 055
4.3.1 数学基础 056
4.3.2 RSA密码体制 061
4.3.3 基于离散对数问题的公钥密码体制 063
4.3.4 椭圆曲线密码体制 066
4.4 Hash函数 071
4.5 数字签名技术 076
4.5.1 RSA签名方案 077
4.5.2 EIGamal数字签名方案 078
4.5.3 数字签名算法 080
4.5.4 椭圆曲线签名算法 081
4.6 后量子密码 082
4.6.1 基于哈希的公钥密码学 082
4.6.2 基于编码的公钥密码学 083
4.6.3 基于格的公钥密码学 083
4.6.4 基于多变量的公钥密码学 084
第5章 区块链与分布式一致性 085
5.1 P2P网络 085
5.1.1 P2P网络的定义 085
5.1.2 P2P网络的特点 086
5.1.3 国内P2P网络技术的发展历程和研究现状 088
5.1.4 P2P网络的优势与不足 089
5.1.5 P2P网络的主要模式 089
5.1.6 P2P网络技术的应用 092
5.1.7 P2P网络的应用研究 092
5.1.8 P2P网络的发展趋势 093
5.2 FLP不可能原理 094
5.2.1 FLP不可能原理的定义 094
5.2.2 正确理解FLP不可能原理 094
5.3 CAP原理 095
5.3.1 CAP原理的定义 095
5.3.2 CAP原理的特性 095
5.4 一致性协议和算法 096
5.4.1 分布式一致性协议 096
5.4.2 分布式一致性算法 097
第6章 共识算法 104
6.1 概述 104
6.2 工作量证明 107
6.3 权益证明 110
6.3.1 PoS共识算法的起源 111
6.3.2 **代PoS PoW混合共识 111
6.3.3 第二代纯PoS共识 114
6.4 股份授权证明机制 115
6.4.1 DPoS共识过程中的见证人选举 116
6.4.2 DPoS共识机制中的区块生产 116
6.5 共识算法的改进 117
6.5.1 基于工作量证明的改进算法 117
6.5.2 基于权益证明的改进算法 118
6.5.3 其他共识算法的改进 118
6.6 本章小结 119
第7章 智能合约 120
7.1 智能合约概述 120
7.1.1 智能合约的定义 120
7.1.2 智能合约与区块链的关系 122
7.1.3 智能合约的工作原理 124
7.2 智能合约基本架构模型及其挑战 127
7.2.1 智能合约的理论模型 127
7.2.2 智能合约的挑战 129
7.3 以太坊智能合约 130
7.3.1 以太坊智能合约的部署 130
7.3.2 不同平台的智能合约对比 132
7.3.3 以太坊智能合约示例 133
第3部分 区块链开源平台
第8章 比特币区块链技术 138
8.1 比特币简介 138
8.1.1 比特币的发展背景及历史 139
8.1.2 比特币的历史价格 142
8.1.3 比特币核心 142
8.2 比特币密钥、地址与钱包 144
8.2.1 比特币密钥及地址 144
8.2.2 比特币钱包 145
8.3 比特币交易 147
8.3.1 UTXO交易模型 147
8.3.2 交易的脚本和脚本语言 152
8.4 比特币网络 155
8.4.1 比特币网络架构 155
8.4.2 节点类型与分工 155
8.4.3 比特币网络发现 156
8.4.4 简易支付验证节点 157
8.5 比特币区块链 158
8.5.1 比特币区块 158
8.5.2 Merkle树 160
8.5.3 比特币激励机制 161
第9章 以太坊区块链技术 164
9.1 以太坊简介 164
9.1.1 以太坊发展历程 164
9.1.2 以太坊的设计原则 166
9.1.3 以太坊的发展路线图 167
9.2 以太坊体系架构 171
9.2.1 以太坊整体架构 171
9.2.2 以太坊节点与客户端 173
9.3 以太坊区块链核心 175
9.3.1 以太坊虚拟机 175
9.3.2 以太坊交易与消息 176
9.3.3 以太坊的状态转换 178
9.3.4 以太币与以太坊激励机制 180
9.4 以太坊生态价值链 185
9.4.1 Token经济学 185
9.4.2 Coin与Token 188
9.4.3 以太坊Token标准 190
9.4.4 去中心化自治组织生态 192
9.4.5 去中心化金融（DeFi）生态 194
9.4.6 非同质化代币（NFT）生态 196
第10章 企业级区块链技术 198
10.1 Fabric 200
10.1.1 Fabric交易流程 200
10.1.2 Fabric区块链网络 201
10.1.3 Fabric的共识机制 202
10.1.4 Fabric区块链数据 203
10.1.5 Fabric合约模型 204
10.2 Corda 205
10.2.1 Corda交易流程 205
10.2.2 Corda区块链网络 206
10.2.3 Corda的共识机制 206
10.2.4 Corda分布式账本 207
10.2.5 Corda合约模型 208
10.3 Quorum 209
10.3.1 Quorum交易流程 209
10.3.2 Quorum区块链网络 210
10.3.3 Quorum的共识机制 211
10.3.4 Quorum区块链数据 211
10.3.5 Quorum合约模型 212
第4部分 区块链应用开发
第11章 以太坊开发工具、组建及其服务 214
11.1 以太坊开发工具 214
11.1.1 以太坊开发框架 214
11.1.2 以太坊网络 215
11.1.3 以太坊开发语言与集成开发环境 216
11.1.4 以太坊交互工具 218
11.2 以太坊开源库与中间件 219
11.2.1 ZeppelinOS 220
11.2.2 ChainLink中间件 221
第12章 去中心化应用开发 225
12.1 去中心化应用 225
12.1.1 什么是去中心化应用 225
12.1.2 DApp程序设计架构与分析 226
12.1.3 DApp中的用户身份 229
12.1.4 热门的DApp 229
12.2 基于以太坊的投票系统设计 230
12.2.1 环境搭建 231
12.2.2 系统搭建与测试 234
12.2.3 投票智能合约设计 238
12.3 投票系统前后端设计 241
12.3.1 登录功能的前后端设计 242
12.3.2 投票功能的前后端设计 245
12.4 基于区块链的投票系统之加密算法解析 251
12.4.1 前端页面的设计 251
12.4.2 后端智能合约设计 256
第13章 区块链应用案例 260
13.1 区块链与跨境无纸化贸易 261
13.1.1 跨境无纸化贸易背景 261
13.1.2 跨境无纸化贸易的发展历程 263
13.1.3 区块链技术在跨境贸易相关领域研究 266
13.1.4 区块链数据安全共享现状 267
13.1.5 跨境贸易数字身份及其认证方案 271
13.1.6 跨境贸易单证数据的隐私保护方案 282
13.2 区块链与政务信息资源共享 299
13.2.1 政务信息资源共享的区块链技术研究 300
13.2.2 政务信息资源共享的区块链模型 301
13.2.3 区块链政务信息资源共享与交换的业务流程 308
参考文献 310