区块链原理、架构与应用

 

本书首先梳理了区块链和数字货币的历史与现状，详细阐述了区块链的基础理论和运行原理；然后根据区块链技术的发展路线，分别阐述了区块链1.0比特币、区块链2.0以太坊和区块链3.0的基本概念、核心技术、架构特点和运行机制；之后分析总结了当前热门的一些数字货币和商业应用，深入分析了区块链常见问题；最后探讨了区块链与虚拟化、人工智能、物联网等新技术结合的概念、思路和关键技术，并结合课题组目前正在进行的研究工作，详细介绍了深度学习常用框架及其与区块链的融合方案。本书可作为学习区块链技术的参考书，也可作为高等院校相关课程的教材，还可供从事区块链技术领域工作的工程技术人员阅读。

魏翼飞：北京邮电大学教授、博导。加拿大卡尔顿大学联合培养博士，爱尔兰都柏林城市大学博士后，北京邮电大学理学院副院长（2014-2016），美国休斯顿大学访问学者（2016-2017），都柏林城市大学高级研究学者（2019）。目前主要研究深度学习、强化学习、以及区块链技术。作为负责人先后主持3项国家自然科学基金项目，在国内外学术期刊上发表SCI检索论文20余篇，EI检索论文30余篇，申请专利30余项。
李晓东：从事移动互联网国际化业务多年，曾历任百度国际事业部商务、渠道、商业化负责人，并管理两支过亿用户的移动产品团队，对移动互联网和国际化有丰富的经验和很深的洞察。现投身于区块链领域，任波场生态业务负责人。
于非：IEEE Fellow、IET Fellow、加拿大卡尔顿大学终身教授。2003年在加拿大英属哥伦比亚大学获得博士学位，2002-2006年在瑞典爱立信总部工作及美国加州创业公司工作。出版专著6部，已授权专利27项，在国际上重要的期刊和会议上发表了490余篇论文。担任IEEE Veh.Tech.Society副主席，IEEE P2418.3/4区块链应用标准化委员会主席，IEEE Conference on Block chain 2019首席大会主席。

第1章初识区块链和数字货币
1.1区块链简史
1.1.1区块链是什么
1.1.2区块链的发展与现状
1.1.3区块链的应用场景
1.2数字货币简史
1.2.1比特币——数字货币的诞生
1.2.2以太币
1.2.3数字钱包
1.2.4数字货币市场现状
1.3主流数字货币的交易
1.4小结
第2章区块链基础理论
2.1区块链体系结构
2.1.1区块链六层体系结构
2.1.2区块链四层体系结构
2.1.3区块链Web 3.0体系结构
2.2区块链加密技术
2.2.1哈希函数
2.2.2非对称加密
2.3区块链共识机制
2.3.1实用拜占庭容错算法
2.3.2工作量证明
2.3.3权益证明
2.3.4委任权益证明
2.3.5其他共识算法
2.4区块链运行机制
2.4.1区块结构
2.4.2区块产生
2.4.3区块连接
2.4.4区块传播
2.4.5最长链原则
2.5小结
第3章比特币技术原理
3.1加入比特币网络
3.1.1网络节点
3.1.2比特币客户端
3.2创建比特币账户
3.2.1密钥对：私钥和公钥
3.2.2比特币地址
3.2.3数字钱包
3.3比特币交易过程
3.3.1UTXO
3.3.2数字签名
3.3.3交易脚本
3.3.4交易结构
3.4比特币共识机制
3.5比特币账户安全
3.5.1助记词和种子文件
3.5.2硬件钱包和物理存储
3.6比特币扩容方案
3.6.1比特币扩容之争
3.6.2比特币扩容协议
3.6.3闪电网络
3.7小结
第4章以太坊与智能合约
4.1以太坊基本概念
4.1.1账户
4.1.2交易和燃料费
4.1.3消息和消息调用
4.1.4存储、内存和堆栈
4.1.5客户端和钱包
4.2以太坊加密机制
4.2.1加密
4.2.2数字签名
4.3以太坊共识机制
4.4以太坊P2P网络
4.4.1RLPx协议
4.4.2Whisper协议
4.5以太坊智能合约
4.5.1什么是智能合约
4.5.2以太坊虚拟机
4.5.3开发语言
4.5.4代码执行
4.6去中心化应用
4.6.1以太坊开发环境——Go-eth和Mist
4.6.2智能合约开发实例
4.6.3应用实例1：Augur
4.6.4应用实例2：Maker
4.6.5应用实例3：WeiFund
4.6.6应用实例4：BoardRoom
4.6.7应用实例5：UjoMusic
4.7以太坊扩容方案
4.7.1侧链技术
4.7.2分片技术
4.8小结
第5章区块链3.0
5.1区块链的演进路线
5.2商用操作系统
5.2.1EOS简介
5.2.2DPoS共识机制
5.2.3EOS测试网络搭建
5.3艾达币
5.3.1ADA简介
5.3.2权益证明
5.4Zilliqa
5.4.1Zil简介
5.4.2分片技术
5.5超级账本
5.5.1Fabric架构
5.5.2超级账本智能合约开发
5.6小结
第6章热门币种和区块链应用
6.1公链类
6.1.1Tron
6.1.2Aeternity
6.2分叉类
6.2.1Bitcoin Cash
6.2.2Ethereum Classic
6.3应用类
6.3.1Ripple
6.3.2MIOTA
6.3.3Stellar
6.4平台类
6.4.1KyberNetwork
6.4.2OKB
6.5其他
6.5.1LiteCoin
6.5.2Tether
6.6热门应用
6.6.1IPFS
6.6.2Sweatcoin
6.6.3ShipChain
6.6.4MUSE
6.6.5国内应用
6.7小结
第7章区块链常见问题
7.1区块链分叉
7.1.1基于相同共识机制的分叉
7.1.2硬分叉
7.1.3软分叉
7.1.4分叉情况分析
7.1.5比特币分叉
7.251%攻击问题
7.3交易费估计
7.4中心化问题
7.5跨链技术
7.6区块链的可扩展性
7.7其他问题
7.7.1地址是否会重复
7.7.2不同币种能否使用同一个私钥或者地址
7.7.3币和通证有什么区别
7.7.4如何查询历史交易记录
7.7.5转账是否有下限
7.7.6区块产生的速度
7.7.7比特币为什么10分钟产生一个区块
7.7.8如何防止双花问题
7.7.9比特币区块大小为什么是1MB
7.7.10比特币矿工最终是否会消失
7.7.11区块链与数据库的关系
7.7.12区块链是否会造成巨大的计算力浪费
7.7.13是否会出现计算力极强的超级中心
7.7.14比特币公开所有交易是否不安全
7.8小结
第8章区块链+
8.1区块链+虚拟化
8.1.1区块链技术服务于网络虚拟化
8.1.2虚拟化技术服务于区块链
8.2区块链+人工智能
8.2.1人工智能的起源与发展
8.2.2人工智能对区块链的影响
8.2.3区块链对人工智能的影响
8.2.4区块链+人工智能产品
8.3区块链+物联网
8.3.1整个物联网市场“盘子”有多大
8.3.2物联网面临的问题
8.3.3区块链的解决方案
8.3.4基于区块链技术的物联网应用
8.4区块链+大数据
8.4.1大数据简介
8.4.2大数据时代下的金融风险控制问题
8.4.3大数据时代下的数据隐私及安全保障问题
8.4.4区块链与大数据结合下的应用场景
8.5区块链+云计算
8.5.1云计算
8.5.2云服务市场“区块链即服务”
8.5.3项目应用
8.6小结
第9章区块链+深度学习
9.1深度学习
9.2移动端深度学习
9.2.1移动端深度学习框架
9.2.2移动端深度学习实例
9.3区块链与深度学习的结合
9.3.1利用深度学习改进区块链
9.3.2利用区块链改进深度学习
9.4项目应用
9.4.1基于区块链的深度学习平台
9.4.2DeepMind可验证的数据审计项目
9.4.3Faceter利用区块链打造低成本的AI视频监控系统
9.4.4Neuromation平台
9.4.5OpenMined利用区块链技术分散人工智能
9.4.6华大基因区块链
9.5小结
附录区块链学习资源列表
参考文献