区块链原理架构与开发

本书系统地介绍了区块 链的基本理论与核心技术， 以联盟链为切入点，着重介 绍了Fabric项目的运行架构 与智能合约的开发方法，并 通过三个不同类型的实践项 目进行了区块链应用的落地 。 全书共分为三部分，第 一部分（第1～4章）为区块 链基础知识，主要介绍区块 链技术的基本概念、原理、 发展历史、应用场景及核心 技术；第二部分（第5～9章 ）为联盟链基础，主要介绍 超级账本开源项目，聚焦于 业界影响力比较大的超级账 本Fabric项目，以Fabric体 系架构为核心，延展出相关 核心概念，同时介绍了项目 开发与运行环境的准备，深 入剖析官网提供的应用实例 Fabcar，并以实例的形式讲 解了智能合约的开发；第三 部分（第10～12章）为项 目实践，包括3个实践项目 ，分别从解决多方信任与监 督问题、多人协同业务流程 ，以及数据确权管理与共享 的角度落地区块链的应用。 项目从简单到复杂，由需求 入手，一步一步搭建Fabric 网络，运行网络，并根据前 期的需求构建业务逻辑链码 ，最后进行测试，真正掌握 用Fabric开发项目。 本书适合作为高等院校 计算机相关专业学生教材， 学习者需要具备一定的计算 机程序开发经验，也可供区 块链技术爱好者和智能合约 开发的相关从业人员参考， 或者作为区块链培训机构相 关课程的培训教材。

第1章 区块链技术概述 1.1 区块链核心概念与原理 1.1.1 区块链及发展历史 1.1.2 区块链运作机制 1.2 区块链的分类与比较 1.2.1 按准入机制分类 1.2.2 按对接类型分类 1.2.3 按独立程度分类 1.2.4 按应用范围分类 1.2.5 按层级关系分类 1.3 区块链技术架构的演变 1.3.1 区块链1.0 1.3.2 区块链2.0 1.3.3 区块链3.0 1.4 区块链应用场景 小结 习题 第2章 分布式存储技术 2.1 HDFS 2.1.1 HDFS概述 2.1.2 HDFS架构 2.1.3 HDFS数据存储 2.1.4 HDFS数据读取 2.1.5 数据错误与恢复 2.2 Storj 2.2.1 Storj概述 2.2.2 Storj架构 2.2.3 Storj用户端上传文件流程 2.2.4 Storj用户端下载文件流程 2.2.5 Storj数据冗余 2.3 IPFS 2.3.1 IPFS概述 2.3.2 IPFS分层架构 2.3.3 IPFS数据存取 2.4 Filecoin 2.4.1 Filecoin概述 2.4.2 Filecoin架构 2.4.3 Filecoin的运行机制 2.5 分布式文件系统的比较 2.5.1 整体架构比较 2.5.2 持久性比较 2.5.3 伸缩性比较 小结 习题 第3章 区块链核心密码学技术 3.1 哈希算法 3.1.1 哈希函数简介 3.1.2 SHA256算法 3.2 Merkle树（默克尔树） 3.2.1 Merkle树基本概念 3.2.2 Merkle树构造过程 3.2.3 Merkle树检索过程 3.3 数据加密技术 3.3.1 非对称加密 3.3.2 数字签名 3.3.3 时间戳技术 3.3.4 零知识证明 3.4 数字签名算法 3.4.1 RSA数字签名算法 3.4.2 DSA（数字签名算法） 3.4.3 ECDSA 3.5 PKI 3.5.1 PKI简介 3.5.2 PKI组成 3.5.3 PKI相关标准 3.5.4 PKI关键技术 3.5.5 PKI功能 小结 习题 第4章 区块链常见共识算法 4.1 问题与挑战 4.1.1 区块链共识机制 4.1.2 两军问题 4.1.3 拜占庭将军问题 4.2 共识算法分类 4.3 常用共识算法 4.3.1 PoW算法 4.3.2 PoS算法 4.3.3 DPoS算法 4.3.4 PBFT算法 4.3.5 Raft算法 4.3.6 共识算法比较 小结 习题 第5章 超级账本开源项目 5.1 超级账本项目简介 5.2 超级账本浏览器 5.2.1 超级账本浏览器部署 5.2.2 使用区块链浏览器 小结 习题 第6章 Fabric入门 6.1 Fabric概述 6.1.1 Fabric面向企业应用的特点 6.1.2 Fabric逻辑架构 6.1.3 Fabric运行时架构 6.2 Fabric核心概念 6.2.1 Fabric网络 6.2.2 节点 6.2.3 账本 6.2.4 组织、联盟与通道 6.2.5 网络与通道配置 6.2.6 策略 6.2.7 智能合约和链码 6.3 Fabric用户注册和交易流程 6.3.1 用户注册 6.3.2 交易流程详解 小结 习题 第7章 实践环境准备 7.1 准备基本环境 7.1.1 虚拟机软件安装 7.1.2 Ubuntu 18.04操作系统安装 7.1.3 VMware Tools安装 7.2 安装工具软件 7.2.1 Git 7.2.2 cURL 7.2.3 Docker和Docker-Compose 7.2.4 Go 7.2.5 Node.js和NPM 7.3 安装Fabric运行环境 7.3.1 拉取Fabric项目 7.3.2 安装Fabric示例 7.4 运行Fabric测试网络 7.4.1 启动测试网络 7.4.2 查看测试网络节点 7.4.3 创建通道并安装链码 7.4.4 网络交互 7.4.5 关闭网络 小结 习题 第8章 Fabcar应用程序解析 8.1 业务场景 8.1.1 业务场景描述 8.1.2 业务接口分析 8.2 建立并启动区块链网络 8.2.1 生成组织结构与身份证书 8.2.2 生成通道配置文件 8.2.3 Docker配置与启动 8.2.4 通道创建与节点加入 8.2.5 动态添加与移除组织和节点 8.3 Fabcar智能合约安装与部署 8.3.1 智能合约开发 8.3.2 智能合约打包安装 8.3.3 智能合约调用测试 8.4 注册用户 8.4.1 注册管理用户 8.4.2 注册应用程序用户 8.5 链下应用程序 8.5.1 调用invoke.js接口 8.5.2 调用query.js接口 小结 习题 第9章 智能合约开发详解 9.1 智能合约简介 9.1.1 智能合约概述 9.1.2 智能合约运行机制 9.2 智能合约开发 9.2.1 智能合约基本结构 9.2.2 shim接口函数 9.2.3 智能合约开发注意事项 9.3 智能合约开发实例 9.3.1 项目背景 9.3.2 角色分析 9.3.3 业务场景分析 9.3.4 功能需求分析 9.3.5 区块链网络规划和设计 9.3.6 智能合约的业务接口设计 9.3.7 智能合约实现 9.3.8 智能合约部署和系统运行 小结 习题 第10章 公益捐助