区块链共识算法导论

第一章 区块链基本内容 1
1.1 区块链的基本概念及原理 1
1.1.1 区块链的起源与发展 1
1.1.2 区块链的基本概念及工作原理 4
1.2 区块链的相关理论 8
1.2.1 密码学 8
1.2.2 共识机制 9
1.2.3 智能合约 9
1.3 典型的区块链平台 10
1.3.1 比特币 10
1.3.2 以太坊 11
1.3.3 超级账本 11
1.4 区块链应用 13
1.4.1 电子存证 13
1.4.2 产品溯源 14
1.4.3 金融服务 15
1.4.4 政务民生 16
1.5 本章小结 17
参考文献 18
第二章 共识算法基础 19
2.1 共识算法介绍 19
2.1.1 共识算法的起源和发展 19
2.1.2 共识算法的基本概念及工作原理 19
2.1.3 共识算法分类 20
2.2 共识算法基本定理 20
2.2.1 FLP不可能定理 20
2.2.2 CAP定理 20
2.3 共识算法评价 21
2.3.1 共识算法的分布式一致性 21
2.3.2 共识算法的安全性 22
2.3.3 共识算法的扩展性 22
2.3.4 共识算法的容错性 22
2.4 区块链共识算法 22
2.4.1 区块链共识算法基础 22
2.4.2 主流共识算法 22
2.4.3 共识算法分类 24
2.5 本章小结 25
参考文献 25
第三章 分布式一致性算法 26
3.1 Paxos算法 26
3.1.1 Paxos故事背景 26
3.1.2 Paxos算法介绍 28
3.1.3 Paxos一致性三大法则 31
3.2 Raft算法 34
3.2.1 Raft背景介绍 34
3.2.2 复制状态机 35
3.2.3 Raft算法过程 38
3.2.4 Raft算法完善 43
3.3 PBFT算法 46
3.3.1 实用拜占庭容错系统模型 47
3.3.2 客户端流程 47
3.3.3 PBFT算法流程 48
3.3.4 日志回收 51
3.3.5 视图变更 51
3.4 其他共识算法介绍 53
3.5 本章小结 55
参考文献 56
第四章 典型区块链共识算法及应用 57
4.1 区块链共识算法基础 57
4.1.1 共识问题 57
4.1.2 区块链系统模型 58
4.1.3 区块链共识算法发展 60
4.2 典型区块链共识算法 61
4.2.1 PoW算法 61
4.2.2 PoS算法 64
4.2.3 DPoS算法 66
4.2.4 PBFT算法 70
4.2.5 Ripple算法 73
4.3 典型区块链算法评估 75
4.4 其他区块链共识算法 76
4.5 本章小结 79
参考文献 79
第五章 业务共识算法及典型应用 81
5.1 业务共识算法基础 81
5.1.1 业务共识发展 81
5.1.2 业务共识场景 84
5.1.3 业务共识问题 85
5.2 业务共识算法 85
5.3 业务共识算法典型应用 87
5.4 本章小结 94
参考文献 95
第六章 针对共识算法的攻击 96
6.1 针对工作量证明机制的攻击 96
6.1.1 双重支付攻击 96
6.1.2 种族攻击 97
6.1.3 芬尼攻击 98
6.1.4 Vector76攻击 99
6.1.5 替代历史攻击 100
6.1.6 51%攻击 101
6.2 工作量证明机制攻击防范 103
6.2.1 双花攻击 103
6.2.2 自私挖矿 104
6.2.3 日蚀攻击 108
6.3 针对权益证明机制的攻击和防范 111
6.3.1 长程攻击 112
6.3.2 长程攻击防范措施 114
6.3.3 无利害关系攻击 115
6.3.4 无利害关系攻击防范应对措施 115
6.3.5 贿赂攻击 115
6.4 本章小结 116
参考文献 117
第七章 共识算法的改进和发展方向 118
7.1 共识算法改进方向 118
7.1.1 提高吞吐量 118
7.1.2 增强扩展性 119
7.1.3 减少消耗 120
7.1.4 定做场景 121
7.2 共识算法发展方向 121
7.2.1 安全层面 121
7.2.2 扩容层面 122
7.2.3 启动层面 123
7.2.4 激励层面 125
7.3 本章小结 125
参考文献 126