区块链技术与实践

“十三五”国家重点出版物出版规划项目。系统地介绍区块链的核心关键技术与典型技术实践平台，具有逻辑性强、详解通俗易懂、内容前沿性强等特点。注重随着区块链的加速演进，涌现出的一些新技术和新方法。

本书致力于系统地介绍区块链的核心关键技术与典型技术实践平台。首先宏观概述区块链的基础知识，包括演进历程、概念与技术特性、部署类型、体系架构和面临的技术挑战等；然后深入详解区块链的核心关键技术，包括密码学基础、网络协议、共识算法、智能合约等；最后介绍3个典型的区块链技术实践开源平台，包括比特币、以太坊、Hyperledger Fabric等。 本书结构层次清楚、逻辑性强；详解通俗易懂、深入浅出；内容前沿性强、理论联系实践。此外，每章都配有习题，指导读者深入学习本章内容。 本书的读者对象是想系统性掌握区块链技术的人士，既可作为高等学校区块链工程、计算机、电子信息、网络空间安全及相关专业本科生、研究生的教材或参考书，也可供从事相关专业教学、科研工作的人员和工程技术人员参考。

前言
第1章 区块链概述
1.1 区块链演进历程
1.1.1 技术起源
1.1.2 区块链1.0：加密货币
1.1.3 区块链2.0：智能合约
1.2 区块链有关概念
1.2.1 区块链定义
1.2.2 区块链和分布式账本
1.2.3 区块链和分布式数据库
1.3 技术特性
1.3.1 多中心化
1.3.2 去中介化
1.3.3 透明性
1.3.4 可靠性
1.3.5 不易篡改性
1.3.6 可追溯性
1.4 部署类型
1.4.1 公有链
1.4.2 联盟链
1.4.3 私有链
1.5 区块链体系架构
1.5.1 数据层
1.5.2 网络层
1.5.3 共识层
1.5.4 激励层
1.5.5 合约层
1.5.6 应用层
1.6 区块链面临的技术挑战
1.6.1 互操作性问题
1.6.2 可扩展性问题
1.6.3 安全性问题
1.6.4 隐私保护问题
1.6.5 可监管性问题
1.7 习题
参考文献
第2章 区块链的密码学基础
2.1 密码学概述
2.1.1 密码学发展历程
2.1.2 密码体制基本组成
2.1.3 密码体制攻击方式
2.2 典型的公钥加密算法
2.2.1 公钥加密算法概述
2.2.2 RSA加密算法
2.2.3 ElGamal加密算法
2.2.4 椭圆曲线加密算法
2.3 哈希函数
2.3.1 哈希函数简介
2.3.2 哈希函数的性质
2.3.3 典型哈希函数
2.3.4 哈希指针
2.3.5 Merkle树
2.4 数字签名
2.4.1 数字签名简介
2.4.2 典型数字签名算法
2.4.3 其他数字签名算法
2.5 数字证书
2.5.1 公钥基础设施
2.5.2 数字证书管理
2.5.3 证书链
2.6 习题
参考文献
第3章 区块链的网络协议
3.1 P2P网络概述
3.1.1 P2P网络定义
3.1.2 P2P网络特点
3.2 P2P网络拓扑结构
3.2.1 集中式P2P网络
3.2.2 全分布式结构化P2P网络
3.2.3 全分布式非结构化P2P网络
3.2.4 混合式P2P网络
3.2.5 P2P结构对比
3.3 经典的P2P网络协议
3.3.1 Napster协议
3.3.2 Gnutella协议
3.3.3 Chord协议
3.4 区块链P2P网络中的节点类型
3.4.1 比特币与以太坊中的节点类型
3.4.2 Hyperledger Fabric中的节点类型
3.5 比特币中的P2P网络协议
3.5.1 比特币中的节点发现
3.5.2 比特币中的数据传输协议
3.5.3 比特币的数据验证机制
3.6 以太坊的P2P网络协议
3.6.1 以太坊中的节点发现
3.6.2 以太坊中的数据传输协议
3.6.3 以太坊的数据验证机制
3.7 Hyperledger Fabric中的P2P网络协议
3.7.1 Gossip网络协议
3.7.2 Hyperledger Fabric中的节点发现
3.8 习题
参考文献
第4章 共识算法
4.1 分布式共识算法背景
4.1.1 拜占庭将军问题
4.1.2 共识算法的基本定义
4.1.3 Fischer-Lynch-Paterson定理
4.2 CFT类共识算法
4.2.1 Paxos机制
4.2.2 Raft机制
4.2.3 其他典型CFT类共识
4.3 BFT类共识算法
4.3.1 拜占庭容错概述
4.3.2 实用拜占庭容错
4.3.3 其他典型BFT类共识
4.4 PoW类共识算法
4.4.1 比特币的PoW
4.4.2 FruitChains
4.4.3 PoUW机制
4.4.4 其他典型PoW类共识
4.5 PoS类共识算法
4.5.1 点点币PoS机制
4.5.2 Ethereum Casper PoS机制
4.5.3 DPoS机制
4.5.4 LPoS机制
4.5.5 其他典型PoS类共识
4.6 习题
参考文献
第5章 智能合约
5.1 智能合约简介
5.1.1 智能合约的历程及定义
5.1.2 智能合约平台
5.1.3 智能合约架构
5.1.4 智能合约运行机制
5.1.5 智能合约分类
5.1.6 智能合约技术特征
5.2 智能合约开发
5.2.1 开发语言
5.2.2 实现技术
5.2.3 开发平台
5.2.4 执行环境
5.3 智能合约部署
5.3.1 Solidity集成开发工具Remix
5.3.2 Solidity语法规则
5.3.3 智能合约案例部署
5.4 智能合约的应用
5.4.1 金融
5.4.2 管理
5.4.3 医疗
5.4.4 物联网与供应链
5.4.5 法律
5.4.6 公益慈善
5.4.7 数字票据
5.4.8 电力市场
5.4.9 公证
5.5 智能合约的研究挑战与进展
5.5.1 合约漏洞事件
5.5.2 合约研究的挑战
5.5.3 合约的安全问题
5.5.4 合约安全问题研究现状
5.5.5 合约自动化漏洞利用
5.5.6 合约安全防御
5.6 智能合约的发展趋势与展望
5.7 习题
参考文献
第6章 比特币
6.1 比特币概述
6.1.1 比特币概念
6.1.2 发展历史
6.1.3 体系结构
6.2 比特币生态圈
6.2.1 产生
6.2.2 存储
6.2.3 流通
6.2.4 金融衍生市场
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