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內(nèi)容簡介

　　知名專家聯(lián)袂推薦，實力專家聯(lián)合撰寫，全面性、透徹性毋庸置疑。深度講解區(qū)塊鏈核心技術(shù)、平臺與應(yīng)用開發(fā)，涵蓋架構(gòu)、共識、加密、P2P、比特幣、以太坊、Hyperledger、EOS、潛力框架、問題與測評等。本書分為三篇，內(nèi)容解讀如下。基礎(chǔ)篇（第1～6章），著重講解區(qū)塊鏈技術(shù)思想、通用架構(gòu)和核心技術(shù)。該部分寫作時注意通俗易懂且兼顧全局，是學(xué)習(xí)基石與藍圖，涵蓋區(qū)塊鏈思想與價值、通用架構(gòu)模型、基礎(chǔ)概念與核心技術(shù)（加密、共識、P2P網(wǎng)絡(luò)等）。實戰(zhàn)篇（第7～9章），講解主流的區(qū)塊鏈開發(fā)平臺比特幣、以太坊、Hyperledger Fabric的核心機制、技術(shù)細節(jié)，并給出點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)、智能合約開發(fā)、完整的Fabric網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與應(yīng)用開發(fā)三個案例。進階篇（10～12章），為進一步提升讀者開發(fā)能力、眼界與研究方向，涵蓋三個方面：① 可能的發(fā)展方向，以及一些富有潛力、特色的區(qū)塊鏈平臺（EOS、Cardano、IOTA等）；② 區(qū)塊鏈開發(fā)需要考慮的各種問題，包括技術(shù)局限、各種安全問題與漏洞、應(yīng)對措施；③區(qū)塊鏈測評，從6個層面和8大類質(zhì)量指標(biāo)來設(shè)計區(qū)塊鏈項目評測點和測試用例。

作者簡介

　　鄒均，廣電運通區(qū)塊鏈科技有限公司CEO、中關(guān)村區(qū)塊鏈聯(lián)盟副秘書長。主編技術(shù)暢銷書《區(qū)塊鏈技術(shù)指南》，在領(lǐng)先的國際會議和期刊上發(fā)表論文20余篇，其中區(qū)塊鏈論文獲IEEE ICWS論文獎，共識算法論文由國際期刊《Transaction on Service Computing》收錄并刊登。曾榮獲澳中校友會“杰出校友獎”、麥考瑞大學(xué)“校長獎”。于斌，現(xiàn)任北郵在線教育投資集團總裁、中國電子學(xué)會區(qū)塊鏈專委會委員、中關(guān)村區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專家，是上海財經(jīng)大學(xué)，亞洲財經(jīng)商學(xué)院特聘教授。北京郵電大學(xué)通信與信息系統(tǒng)專業(yè)博士，主編《金融科技概論》等專著4本，曾獲得科技進步二等獎，教育部一等獎。網(wǎng)絡(luò)教育、金融科技、區(qū)塊鏈等領(lǐng)域?qū)＜摇?莊鵬， IBM全球服務(wù)金融服務(wù)部高級顧問經(jīng)理、資深架構(gòu)師。14年金融行業(yè)架構(gòu)設(shè)計與戰(zhàn)略咨詢規(guī)劃經(jīng)驗。擁有服務(wù)轉(zhuǎn)型、大型企業(yè)級分布式系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、大數(shù)據(jù)分析、金融支付方面的豐富實施經(jīng)驗。近三年專注于區(qū)塊鏈和分布式賬本架構(gòu)研究，區(qū)塊鏈相關(guān)應(yīng)用和數(shù)字貨幣咨詢研究，多次作為區(qū)塊鏈峰會的講師、培訓(xùn)專家。邢春曉，清華大學(xué)信息技術(shù)研究院和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院副院長，主要研究領(lǐng)域：計算機軟件與理論，數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫、大數(shù)據(jù)管理和分析，知識工程和軟件工程、區(qū)塊鏈與數(shù)字經(jīng)濟、智慧城市（政務(wù)，商務(wù)，文化和醫(yī)療健康）等領(lǐng)域。發(fā)表學(xué)術(shù)論文350余篇，其中SCI 40余篇、EI 150余篇，發(fā)明專利40項。張海寧（Henry Zhang），VMware中國研發(fā)中心技術(shù)總監(jiān)，加拿大西蒙弗雷澤大學(xué)計算機科學(xué)碩士，Harbor開源企業(yè)級容器鏡像倉庫創(chuàng)始人，超級賬本Cello項目貢獻者，Cloud Foundry中國社區(qū)早期技術(shù)布道師之一，“亨利筆記”公眾號作者。目前著重關(guān)注企業(yè)區(qū)塊鏈應(yīng)用、容器和云計算等領(lǐng)域的研究和開發(fā)工作。蔣勇，技術(shù)暢銷書《白話區(qū)塊鏈》作者。專注于分布式系統(tǒng)設(shè)計，10年企業(yè)信息化經(jīng)歷。2012年開始接觸比特幣及其相關(guān)技術(shù)，熟悉區(qū)塊鏈1代技術(shù)（比特幣）、2代技術(shù)（以太坊、超級賬本），并進行過源碼級原理研究，目前在進行智能合約安全編譯以及多鏈架構(gòu)的研發(fā)設(shè)計。唐屹，教授，中山大學(xué)博士，廣州大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院信息科學(xué)系主任。曾訪問美國北卡羅來納州立大學(xué)、香港浸會大學(xué)等高校。專注于區(qū)塊鏈安全與應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)信息安全、分布式計算等領(lǐng)域的研究，為國外知名安全公司開發(fā)過橢圓曲線密碼軟件，獲密碼科技進步二等獎（省部級）。主持或參與完成多項項目，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊和會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文多篇。邵周，中國計算機學(xué)會區(qū)塊鏈專委會委員、中關(guān)村區(qū)塊鏈聯(lián)盟金融專委會專家、TOGAF認證企業(yè)架構(gòu)師、信息安全與風(fēng)險管理專家，是以結(jié)果為導(dǎo)向的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，也是較早一批關(guān)注和實踐物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的布道者和踐行者。研究方向有高性能區(qū)塊鏈、分布式存儲、分布式算力、可衡量注意力、跨鏈協(xié)同、加密資產(chǎn)錨定等，著有數(shù)本科技書籍。目前就職于亞洲基礎(chǔ)設(shè)施投資銀行。郭瑩城，IBM高級軟件架構(gòu)師、咨詢師、敏捷開發(fā)技術(shù)教練、極客、登山愛好者。11年電信、金融、電子政務(wù)軟件研發(fā)經(jīng)驗，參與了新一代深圳證券交易所交易系統(tǒng)，以及多個外資銀行的核心系統(tǒng)研發(fā)，對Lisp編譯器有研究與心得，精通Java、Scala、Go、Python、Ruby、Lisp多種編程語言，Hyperledger與以太坊智能合約研究者，區(qū)塊鏈P2P算法專家，IBM區(qū)塊鏈研究小組成員。劉勝，聯(lián)動優(yōu)勢科技有限公司首席架構(gòu)師、中國電子學(xué)會區(qū)塊鏈專委會委員、可信區(qū)塊鏈聯(lián)盟副理事長。承擔(dān)區(qū)塊鏈和數(shù)字貨幣等課題的研究，參與《可信區(qū)塊鏈》《支付清算行業(yè)可信區(qū)塊鏈》等標(biāo)準(zhǔn)編寫。20余年移動支付、數(shù)字證書認證、安全支付、區(qū)塊鏈等領(lǐng)域一線研發(fā)和底層架構(gòu)經(jīng)驗，帶領(lǐng)團隊自主研發(fā)針對行業(yè)聯(lián)盟鏈場景的區(qū)塊鏈底層框架UChains（優(yōu)鏈）。提交并公開發(fā)明專利50多項，其中區(qū)塊鏈專利8項，已授權(quán)發(fā)明專利5項，曾獲2015年北京市科學(xué)技術(shù)三等獎。范金剛，食品區(qū)塊鏈、金融區(qū)塊鏈和能源區(qū)塊鏈行業(yè)專家，太一云技術(shù)股份有限公司常務(wù)副總裁、中國區(qū)塊鏈生態(tài)聯(lián)盟副理事長、中國電子學(xué)會區(qū)塊鏈專委會執(zhí)行秘書長。曾任中關(guān)村區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書長。主持開展過區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺測評工作，組織并策劃了第一屆中國區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用大賽等活動。2016年在《電力信息與通信技術(shù)》雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)論文《區(qū)塊鏈在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用》。張桂剛，清華大學(xué)博士后、中國科學(xué)院自動化研究所副研究員、研究生導(dǎo)師。主要從事人工智能、大數(shù)據(jù)及區(qū)塊鏈研究。出版專著1部，發(fā)表SCI/EI論文60余篇。陳家豪，廣州大學(xué)碩士。從2016年開始接觸區(qū)塊鏈，在讀期間主導(dǎo)通用加密貨幣錢包的開發(fā)、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)安全分析等。參與VMware公司區(qū)塊鏈即服務(wù)項目BOV（Blockchain On Vsphere）開發(fā)，是Hyperledger社區(qū)Cello項目的代碼貢獻者之一。擅長虛擬化、區(qū)塊鏈安全、密碼學(xué)應(yīng)用等技術(shù)，熟悉區(qū)塊鏈平臺比特幣、以太坊、超級賬本并有相關(guān)開發(fā)經(jīng)驗。

圖書目錄

目　　錄 Contents
作者簡介
序一　處于“十字路口”的區(qū)塊鏈技術(shù)及其應(yīng)用
序二　用發(fā)展的眼光看待區(qū)塊鏈
序三　區(qū)塊鏈與系統(tǒng)安全
前言
第一篇　核心技術(shù)篇
第1章　互聯(lián)網(wǎng)下半場的主角——區(qū)塊鏈 2
1.1　當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)的局限 3
1.2　計算模式的演變 4
1.2.1　分布式計算的出現(xiàn) 4
1.2.2　分布式計算的挑戰(zhàn) 5
1.2.3　比特幣“突圍” 6
1.2.4　比特幣的局限 8
1.3　區(qū)塊鏈的演化路徑 9
1.3.1　區(qū)塊鏈與互聯(lián)網(wǎng)意義 9
1.3.2　區(qū)塊鏈概念的提出 9
1.3.3　區(qū)塊鏈的社會價值和意義 9
1.4　小結(jié) 12
第2章　區(qū)塊鏈基本概念 13
2.1　區(qū)塊鏈技術(shù)研究緣由 13
2.1.1　區(qū)塊鏈用例描述：比特幣 14
2.1.2　區(qū)塊鏈需要研究哪些關(guān)鍵技術(shù) 17
2.2　區(qū)塊鏈模型 18
2.2.1　數(shù)據(jù)區(qū)塊 20
2.2.2　鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu) 21
2.2.3　Merkle樹 22
2.3　網(wǎng)絡(luò)通信層關(guān)鍵技術(shù) 22
2.4　數(shù)據(jù)安全與隱私保護關(guān)鍵技術(shù) 26
2.5　共識層關(guān)鍵技術(shù) 32
2.6　區(qū)塊鏈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 33
2.7　小結(jié) 34
第3章　區(qū)塊鏈架構(gòu) 36
3.1　區(qū)塊鏈架構(gòu)和傳統(tǒng)IT架構(gòu)的異同 36
3.2　區(qū)塊鏈架構(gòu)模型 37
3.2.1　區(qū)塊鏈系統(tǒng)的共性 37
3.2.2　區(qū)塊鏈的差異性 40
3.3　區(qū)塊鏈的參考模型 42
3.3.1　一個參考架構(gòu) 42
3.3.2　區(qū)塊鏈高階架構(gòu)模型 43
3.3.3　區(qū)塊鏈跨鏈本質(zhì)與架構(gòu)模型 52
3.3.4　區(qū)塊鏈部署模型 56
3.4　區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)模型 58
3.5　區(qū)塊鏈的能力模型 62
3.6　小結(jié) 64
第4章　密碼學(xué) 65
4.1　哈希算法 66
4.1.1　密碼學(xué)哈希函數(shù)簡介 66
4.1.2　哈希函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用 67
4.1.3　區(qū)塊鏈中的哈希函數(shù) 69
4.2　Merkle樹 70
4.2.1　哈希指針 70
4.2.2　Merkle哈希樹 72
4.3　公鑰密碼算法 73
4.3.1　密碼算法簡介 73
4.3.2　公鑰密碼算法 74
4.3.3　區(qū)塊鏈中使用的橢圓曲線 75
4.3.4　數(shù)字證書 75
4.4　數(shù)字簽名 76
4.4.1　數(shù)字簽名簡介 76
4.4.2　數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)與ECDSA算法 77
4.4.3　其他的數(shù)字簽名方法 78
4.5　零知識證明 79
4.6　區(qū)塊鏈中的隱私問題 80
4.7　小結(jié) 82
第5章　共識算法 83
5.1　分布式共識算法背景 83
5.1.1　拜占庭將軍問題 85
5.1.2　共識系統(tǒng)的基本定義 88
5.1.3　Fisher-Lynch-Paterson定理 89
5.1.4　CAP定理 91
5.2　強一致性非拜占庭共識算法 93
5.2.1　Viewstamped Replicaton 93
5.2.2　Paxos共識算法 96
5.2.3　其他類Paxos共識協(xié)議 98
5.2.4　強一致性非拜占庭共識算法小結(jié) 100
5.3　強一致性拜占庭容錯共識算法 101
5.4　非強一致共識算法 PoW機制 104
5.5　PoS機制 110
5.5.1　點點幣PoS機制 111
5.5.2　NXT PoS機制 112
5.5.3　Tendermint PoS機制 113
5.5.4　Ethereum Casper PoS機制 116
5.5.5　LPoS機制 117
5.5.6　DPoS機制 117
5.6　Ripple共識算法 118
5.7　小結(jié) 120
第6章　P2P網(wǎng)絡(luò) 122
6.1　P2P網(wǎng)絡(luò)簡介 122
6.2　P2P網(wǎng)絡(luò)核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法 127
6.2.1　P2P網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法 127
6.2.2　主流數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)DHT與算法 128
6.2.3　區(qū)塊鏈P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 136
6.3　小結(jié) 147
第二篇　實戰(zhàn)篇
第7章　比特幣 150
7.1　比特幣的特點 150
7.2　比特幣的P2P網(wǎng)絡(luò) 153
7.2.1　點對點的錢包節(jié)點分類 153
7.2.2　全節(jié)點的分布式存儲 154
7.2.3　交易和區(qū)塊在節(jié)點間的傳播同步 156
7.3　比特幣的發(fā)行機制 157
7.3.1　總量上限2100萬的實現(xiàn) 157
7.3.2　打包區(qū)塊的原理 158
7.3.3　礦池與礦工的關(guān)系 161
7.4　比特幣的賬號系統(tǒng) 163
7.4.1　私鑰與公鑰 163
7.4.2　簽名信息與校驗簽名 165
7.4.3　腦口令 165
7.4.4　榮耀地址與批量地址 167
7.4.5　多重簽名地址 168
7.4.6　隔離驗證SW地址 177
7.5　比特幣的生態(tài)系統(tǒng) 177
7.6　開發(fā)實施一個比特幣存證應(yīng)用 179
7.6.1　環(huán)境準(zhǔn)備 179
7.6.2　示例程序 182
7.7　小結(jié) 184
第8章　以太坊 185
8.1　以太坊關(guān)鍵概念 186
8.2　以太坊的架構(gòu) 188
8.2.1　以太坊數(shù)據(jù)模型 189
8.2.2　以太坊的應(yīng)用架構(gòu) 195
8.3　以太坊智能合約 197
8.3.1　合約類型和調(diào)用示例 197
8.3.2　合約編譯和部署過程 199
8.3.3　Solidity高級合約語言 201
8.3.4　案例：構(gòu)建、編譯與部署一個智能合約 203
8.4　以太坊適用場景剖析 216
8.5　小結(jié) 217
第9章　超級賬本Fabric 218
9.1　Fabric基礎(chǔ)架構(gòu) 219
9.1.1　架構(gòu)概述 219
9.1.2　主要組件 220
9.1.3　P2P網(wǎng)絡(luò) 221
9.1.4　通道 222
9.1.5　分布式賬本 222
9.1.6　共識機制 223
9.1.7　智能合約（鏈碼） 224
9.1.8　成員服務(wù)提供者 225
9.1.9　交易流程 225
9.2　架構(gòu)詳細原理 227
9.2.1　成員身份管理 227
9.2.2　通道的結(jié)構(gòu) 232
9.2.3　鏈碼 238
9.3　應(yīng)用開發(fā)流程 245
9.3.1　前期準(zhǔn)備 246
9.3.2　定義Fabric集群 246
9.3.3　啟動Fabric集群 248
9.3.4　鏈碼設(shè)計 248
9.3.5　鏈碼部署 251
9.3.6　SDK簡介 251
9.3.7　應(yīng)用的API開發(fā) 254
9.3.8　界面開發(fā) 257
9.3.9　集成 260
9.3.10　測試應(yīng)用 261
9.3.11　擴展應(yīng)用中的組織數(shù)目 263
9.4　小結(jié) 271
第三篇　進階篇
第10章　其他區(qū)塊鏈平臺 274
10.1　區(qū)塊鏈架構(gòu)存在的問題和挑戰(zhàn) 274
10.2　區(qū)塊鏈平臺的典型需求和發(fā)展方向 276
10.2.1　區(qū)塊鏈平臺的典型需求 276
10.2.2　區(qū)塊鏈平臺的發(fā)展方向 277
10.3　其他區(qū)塊鏈平臺 278
10.3.1　以太坊：區(qū)塊鏈龍頭的轉(zhuǎn)型升級 278
10.3.2　EOS：區(qū)塊鏈操作系統(tǒng) 281
10.3.3　Cardano：具有隱私和法規(guī)的區(qū)塊鏈 289
10.3.4　基于區(qū)塊鏈的支付協(xié)議：Ripple與Stellar 291
10.3.5　側(cè)鏈代表：RootStock、Polkadot和Cosmos 294
10.3.6　分片擴容：Zilliqa叫板Visa 296
10.3.7　垮鏈技術(shù)：價值互聯(lián)網(wǎng)的紐帶 297
10.3.8　DAG：區(qū)塊鏈的革新 300
10.3.9　Hashgraph：區(qū)塊鏈的新競爭者 304
10.3.10　區(qū)塊鏈存儲 306
10.3.11　安全和隱私保護 310
10.4　一句話解釋主要加密貨幣 310
10.5　小結(jié) 312
第11章　區(qū)塊鏈常見問題剖析 313
11.1　區(qū)塊鏈的技術(shù)局限 313
11.1.1　區(qū)塊鏈不可能三角 313
11.1.2　數(shù)據(jù)冗余 313
11.1.3　區(qū)塊鏈安全性 314
11.1.4　挖礦和其他共識協(xié)議的弱點 315
11.1.5　交易速度 316
11.2　區(qū)塊鏈的安全問題 317
11.2.1　51%攻擊問題 317
11.2.2　女巫攻擊 317
11.2.3　交易所 318
11.2.4　以太坊智能合約安全漏洞 320
11.2.5　區(qū)塊鏈安全性的測試指標(biāo) 321
11.3　挖礦和共識協(xié)議的弱點 322
11.3.1　中本聰一失之慮 322
11.3.2　挖礦和算力集中困境 322
11.3.3　其他共識算法及其問題 323
11.4　交易效率問題 323
11.4.1　比特幣和以太坊的交易效率困境 323
11.4.2　比特幣擴容 324
11.4.3　比特幣的隔離驗證、閃電網(wǎng)絡(luò)與側(cè)鏈 324
11.4.4　基于DAG的提速技術(shù) 326
11.4.5　其他提速思路 328
11.5　系統(tǒng)升級維護問題 328
11.5.1　硬分叉史記 328
11.5.2　系統(tǒng)升級維護難題和分叉 329
11.6　小結(jié) 329
第12章　區(qū)塊鏈評測 330
12.1　評測的難點 331
12.2　評測的策略 333
12.3　應(yīng)用層評測 337
12.4　合約層評測 338
12.5　激勵層評測 340
12.6　共識層評測 341
12.7　網(wǎng)絡(luò)層評測 345
12.8　數(shù)據(jù)層評測 345
12.9　輔助工具 347
12.10　小結(jié) 350
后記 351