区块链核心技术与应用

全书分为三篇。核心技术篇（靠前-6章）：介绍区块链的沿革、社会价值，以及核心技术，包括架构、共识算法、加密算法、P2P网络等。实战篇（第7-9章）：介绍区块链主流平台的架构、原理与基本应用。进阶篇（靠前0-12章）：介绍富有特色和潜力的区块链平台、常见的问题以及区块链的测评细节。

邹均，广电运通区块链科技有限公司CEO、中关村区块链联盟副秘书长。主编技术热销书《区块链技术指南》，在靠前的靠前会议和期刊上发表论文20余篇，其中区块链论文获IEEE ICWS佳论文奖，共识算法论文由靠前期刊《Transaction on Service Computing》收录并刊登。曾荣获澳中校友会“杰出校友奖”、麦考瑞大学“校长奖”。
于斌，现任北邮在线教育投资集团总裁、中国电子学会区块链专委会委员、中关村区块链产业联盟专家，是上海财经大学，亚洲财经商学院特聘教授。北京邮电大学通信与信息系统专业博士，主编《金融科技概论》等专著4本，曾获得国家科技进步二等奖，教育部一等奖。网络教育、金融科技、区块链等领域专家。
庄鹏， IBM优选服务金融服务部不错顾问经理、架构师。14年金融行业架构设计与战略咨询规划经验。拥有丰富的服务转型、大型企业级分布式系统架构设计、大数据分析、金融支付方面的丰富实施经验。近三年专注于区块链和分布式账本架构研究，区块链相关应用和数字货币咨询研究，多次作为区块链峰会的讲师、培训专家。
邢春晓，清华大学信息技术研究院和互联网产业研究院副院长，主要研究领域：计算机软件与理论，数据库和数据仓库、大数据管理和分析，知识工程和软件工程、区块链与数字经济、智慧城市（政务，商务，文化和医疗健康）等领域。发表学术论文350余篇，其中SCI 40余篇、EI 150余篇，发明专利40项。 

作者简介
序一处于“十字路口”的区块链技术及其应用
序二用发展的眼光看待区块链
序三区块链与系统安全
前言
第一篇核心技术篇
第1章互联网下半场的主角——区块链2
1.1当代互联网的局限3
1.2计算模式的演变4
1.2.1分布式计算的出现4
1.2.2分布式计算的挑战5
1.2.3比特币“突围”6
1.2.4比特币的局限8
1.3区块链的演化路径9
1.3.1区块链与互联网意义9
1.3.2区块链概念的提出9
1.3.3区块链的社会价值和意义9
1.4小结12
第2章区块链基本概念13
2.1区块链技术研究缘由13
2.1.1区块链用例描述：比特币14
2.1.2区块链需要研究哪些关键技术17
2.2区块链模型18
2.2.1数据区块20
2.2.2链式结构21
2.2.3Merkle树22
2.3网络通信层关键技术22
2.4数据安全与隐私保护关键技术26
2.5共识层关键技术32
2.6区块链技术标准33
2.7小结34
第3章区块链架构36
3.1区块链架构和传统IT架构的异同36
3.2区块链架构模型37
3.2.1区块链系统的共性37
3.2.2区块链的差异性40
3.3区块链的参考模型42
3.3.1一个参考架构42
3.3.2区块链高阶架构模型43
3.3.3区块链跨链本质与架构模型52
3.3.4区块链部署模型56
3.4区块链的数据模型58
3.5区块链的能力模型62
3.6小结64
第4章密码学65
4.1哈希算法66
4.1.1密码学哈希函数简介66
4.1.2哈希函数的性质及应用67
4.1.3区块链中的哈希函数69
4.2Merkle树70
4.2.1哈希指针70
4.2.2Merkle哈希树72
4.3公钥密码算法73
4.3.1密码算法简介73
4.3.2公钥密码算法74
4.3.3区块链中使用的椭圆曲线75
4.3.4数字证书75
4.4数字签名76
4.4.1数字签名简介76
4.4.2数字签名标准与ECDSA算法77
4.4.3其他的数字签名方法78
4.5零知识证明79
4.6区块链中的隐私问题80
4.7小结82
第5章共识算法83
5.1分布式共识算法背景83
5.1.1拜占庭将军问题85
5.1.2共识系统的基本定义88
5.1.3Fisher-Lynch-Paterson定理89
5.1.4CAP定理91
5.2强一致性非拜占庭共识算法93
5.2.1ViewstampedReplicaton93
5.2.2Paxos共识算法96
5.2.3其他类Paxos共识协议98
5.2.4强一致性非拜占庭共识算法小结100
5.3强一致性拜占庭容错共识算法101
5.4非强一致共识算法PoW机制104
5.5PoS机制110
5.5.1点点币PoS机制111
5.5.2NXTPoS机制112
5.5.3TendermintPoS机制113
5.5.4EthereumCasperPoS机制116
5.5.5LPoS机制117
5.5.6DPoS机制117
5.6Ripple共识算法118
5.7小结120
第6章P2P网络122
6.1P2P网络简介122
6.2P2P网络核心数据结构与算法127
6.2.1P2P网络数据结构与算法127
6.2.2主流数据结构DHT与算法128
6.2.3区块链P2P网络协议136
6.3小结147
第二篇实战篇
第7章比特币150
7.1比特币的特点150
7.2比特币的P2P网络153
7.2.1点对点的钱包节点分类153
7.2.2全节点的分布式存储154
7.2.3交易和区块在节点间的传播同步156
7.3比特币的发行机制157
7.3.1总量上限2100万的实现157
7.3.2打包区块的原理158
7.3.3矿池与矿工的关系161
7.4比特币的账号系统163
7.4.1私钥与公钥163
7.4.2签名信息与校验签名165
7.4.3脑口令165
7.4.4荣耀地址与批量地址167
7.4.5多重签名地址168
7.4.6隔离验证SW地址177
7.5比特币的生态系统177
7.6开发实施一个比特币存证应用179
7.6.1环境准备179
7.6.2示例程序182
7.7小结184
第8章以太坊185
8.1以太坊关键概念186
8.2以太坊的架构188
8.2.1以太坊数据模型189
8.2.2以太坊的应用架构195
8.3以太坊智能合约197
8.3.1合约类型和调用示例197
8.3.2合约编译和部署过程199
8.3.3Solidity高级合约语言201
8.3.4案例：构建、编译与部署一个智能合约203
8.4以太坊适用场景剖析216
8.5小结217
第9章超级账本Fabric218
9.1Fabric基础架构219
9.1.1架构概述219
9.1.2主要组件220
9.1.3P2P网络221
9.1.4通道222
9.1.5分布式账本222
9.1.6共识机制223
9.1.7智能合约（链码）224
9.1.8成员服务提供者225
9.1.9交易流程225
9.2架构详细原理227
9.2.1成员身份管理227
9.2.2通道的结构232
9.2.3链码238
9.3应用开发流程245
9.3.1前期准备246
9.3.2定义Fabric集群246
9.3.3启动Fabric集群248
9.3.4链码设计248
9.3.5链码部署251
9.3.6SDK简介251
9.3.7应用的API开发254
9.3.8界面开发257
9.3.9集成260
9.3.10测试应用261
9.3.11扩展应用中的组织数目263
9.4小结271
第三篇进阶篇
第10章其他区块链平台274
10.1区块链架构存在的问题和挑战274
10.2区块链平台的典型需求和发展方向276
10.2.1区块链平台的典型需求276
10.2.2区块链平台的发展方向277
10.3其他区块链平台278
10.3.1以太坊：区块链龙头的转型升级278
10.3.2EOS：区块链操作系统281
10.3.3Cardano：具有隐私和法规的区块链289
10.3.4基于区块链的支付协议：Ripple与Stellar291
10.3.5侧链代表：RootStock、Polkadot和Cosmos294
10.3.6分片扩容：Zilliqa叫板Visa296
10.3.7垮链技术：价值互联网的纽带297
10.3.8DAG：区块链的革新300
10.3.9Hashgraph：区块链的新竞争者304
10.3.10区块链存储306
10.3.11安全和隐私保护310
10.4一句话解释主要加密货币310
10.5小结312
第11章区块链常见问题剖析313
11.1区块链的技术局限313
11.1.1区块链不可能三角313
11.1.2数据冗余313
11.1.3区块链安全性314
11.1.4挖矿和其他共识协议的弱点315
11.1.5交易速度316
11.2区块链的安全问题317
11.2.151%攻击问题317
11.2.2女巫攻击317
11.2.3交易所318
11.2.4以太坊智能合约安全漏洞320
11.2.5区块链安全性的测试指标321
11.3挖矿和共识协议的弱点322
11.3.1中本聪一失之虑322
11.3.2挖矿和算力集中困境322
11.3.3其他共识算法及其问题323
11.4交易效率问题323
11.4.1比特币和以太坊的交易效率困境323
11.4.2比特币扩容324
11.4.3比特币的隔离验证、闪电网络与侧链324
11.4.4基于DAG的提速技术326
11.4.5其他提速思路328
11.5系统升级维护问题328
11.5.1硬分叉史记328
11.5.2系统升级维护难题和分叉329
11.6小结329
第12章区块链评测330
12.1评测的难点331
12.2评测的策略333
12.3应用层评测337
12.4合约层评测338
12.5激励层评测340
12.6共识层评测341
12.7网络层评测345
12.8数据层评测345
12.9辅助工具347
12.10小结350
后记351