区块链与数据要素(面向数字化时代高等学校计算机系列教材)

本书全面系统地介绍了 区块链技术及其应用开发， 从基础理论到实战案例，内 容涵盖区块链概述、体系架 构、密码学技术、数据结构 、账户与交易原理、网络通 信协议与共识机制，以及以 太坊与智能合约等关键领域 。 本书特色在于不仅深入 剖析了区块链技术的核心原 理，还详细探讨了区块链在 数据要素市场中的应用，如 数字城市、数字金融、数字 双碳、数字治理等。此外， 通过三个实战案例——数据 交易、数字藏品、版权保护 ，展示了区块链技术的实际 应用与部署过程，为读者提 供了宝贵的实践指导，是一 本理论与实践相结合的区块 链教材。 本书适用于高等院校计 算机等相关专业的高年级本 科生和研究生课程，此外， 本书亦可作为区块链技术爱 好者及行业从业人员的参考 书。

第一部分 区块链技术理论 第1章 区块链概述 1.1 区块链的定义 1.2 区块链历史与演进趋势 1.2.1 比特币之前的发展简史 1.2.2 区块链1.0～3.0 1.3 区块链的特点 1.3.1 去中心化 1.3.2 透明性 1.3.3 开放性 1.3.4 自治性 1.3.5 信息不可篡改 1.3.6 匿名性 1.4 思考题 第2章 区块链体系架构 2.1 总体架构 2.1.1 区块链六层体系结构 2.1.2 区块链与Web 3.0体系结构 2.2 区块链分类 2.2.1 私有链 2.2.2 公有链 2.2.3 联盟链 2.3 主流架构 2.3.1 比特币 2.3.2 以太坊 2.3.3 超级账本 2.3.4 Fisco Bcos 2.4 思考题 第3章 区块链的密码学技术 3.1 区块链中的密码学概述 3.2 Hash函数 3.2.1 Hash函数原理与定义 3.2.2 Hash函数的作用 3.2.3 常见Hash函数 3.2.4 Hash函数在区块链中的应用 3.3 公钥密码 3.3.1 公钥算法定义和原理 3.3.2 RSA公钥算法 3.3.3 ElGamal公钥算法 3.3.4 椭圆曲线加密算法 3.4 数字签名 3.4.1 数字签名概念与原理 3.4.2 常用数字签名算法 3.4.3 数字签名在区块链中的应用 3.5 本章小结 3.6 思考题 第4章 区块链数据结构 4.1 区块链组成 4.1.1 区块 4.1.2 节点 4.1.3 区块结构 4.1.4 区块头 4.1.5 区块体 4.2 区块链中的数据结构 4.2.1 哈希指针 4.2.2 默克尔树 4.2.3 默克尔证明 4.2.4 布隆过滤器 4.3 区块链的生成 4.3.1 区块的生成 4.3.2 区块的传播 4.3.3 区块的校验 第5章 区块链账户与交易原理 5.1 区块链状态库 5.1.1 状态库 5.1.2 世界状态 5.1.3 状态树 5.1.4 用户账户和合约账户 5.2 用户账户活动 5.2.1 用户地址 5.2.2 交易发起 5.2.3 交易验证 5.2.4 区块与区块链的形成 5.3 合约账户活动 5.3.1 合约的创建 5.3.2 合约的调用 5.4 转账交易示例 5.5 思考题 第6章 网络通信协议与共识机制 6.1 P2P网络概述和模型 6.1.1 P2P网络概述 6.1.2 集中目录式P2P网络模型 6.1.3 纯分布式P2P网络模型 6.1.4 分层式P2P网络模型 6.1.5 三种P2P网络模型性能对比 6.2 区块链P2P网络 6.2.1 覆盖网络的结构（网络拓扑构建） 6.2.2 覆盖网络的路由算法 6.2.3 节点的加入、初始化路由表、路由更新和容错算法 6.2.4 区块链中的网络模型 6.3 案例分析：以太坊的P2P网络 6.3.1 Kademlia算法 6.3.2 以太坊节点逻辑 6.4 共识机制概述 6.4.1 共识机制的引入 6.4.2 共识机制的设计 6.4.3 奖励机制的设计 6.5 区块链共识机制 6.5.1 工作量证明 6.5.2 权益证明 6.5.3 委任权利证明 6.5.4 拜占庭共识机制 6.5.5 其他共识机制 6.6 思考题 第7章 以太坊与智能合约 7.1 智能合约概述 7.2 智能合约设计流程 7.3 智能合约的工作原理 7.4 智能合约的优缺点 7.5 智能合约的应用场景 7.5.1 政府投票系统 7.5.2 医疗保健系统 7.5.3 金融服务和保险 7.5.4 抵押贷款交易 7.6 以太坊智能合约基础 7.7 以太坊智能合约开发环境介绍 7.8 以太坊智能合约开发 7.8.1 编写合约 7.8.2 编译合约 7.8.3 部署合约 7.9 思考题 第二部分 区块链数据要素市场及典型案例 第8章 数据资源、数据资产与数据要素 8.1 基本概念与属性 8.1.1 数据资源 8.1.2 数据资产 8.1.3 数据要素 8.2 数据要素市场 8.2.1 什么是数据要素市场 8.2.2 数据要素相关政策解读 8.2.3 数据要素相关法律法规支撑 8.2.4 数据要素市场发展现状 8.2.5 数据要素市场发展的挑战与机遇 第9章 区块链赋能数据要素行情 9.1 区块链+数字城市 9.1.1 行业背景 9.1.2 业务痛点 9.1.3 解决方案 9.2 区块链+数字金融 9.2.1 供应链金融的企业信用评估 9.2.2 联合风控与反欺诈 9.3 区块链+数字双碳 9.3.1 行业背景 9.3.2 业务痛点 9.3.3 解决方案 9.4 区块链+数字治理 9.4.1 行业背景 9.4.2 业务痛点 9.4.3 解决方案 第三部分 项目实战案例