區(qū)塊鏈理論與方法 [Blockchain Theory and Method]
定 價:69 元
- 作者:袁勇,王飛躍
- 出版時間:2019/12/1
- ISBN:9787302540298
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:F713.361.3
- 頁碼:358
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
區(qū)塊鏈是隨著以比特幣為代表的數(shù)字加密貨幣的崛起而誕生的新興戰(zhàn)略前沿技術(shù)。目前,區(qū)塊鏈領(lǐng)域呈現(xiàn)出明顯的“理論研究滯后于市場實踐”的發(fā)展態(tài)勢。
為此,《區(qū)塊鏈理論與方法》致力于系統(tǒng)和深入地介紹區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵方法,內(nèi)容涵蓋區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、P2P網(wǎng)絡(luò)、跨鏈互操作、共識算法、經(jīng)濟激勵、智能合約、擴容技術(shù)、安全與隱私保護、數(shù)字貨幣及分布式賬本等。
《區(qū)塊鏈理論與方法》可作為高等院校本科生或研究生的教材,同時可供區(qū)塊鏈專業(yè)研發(fā)人員參考學(xué)習(xí)。
《區(qū)塊鏈理論與方法》Z大的特色是注重區(qū)塊鏈領(lǐng)域深層次的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù),這與目前市面上大多以科普為主的圖書完全不同。
區(qū)塊鏈智能:新時代智能產(chǎn)業(yè)之“真”與“道”
為什么要寫這本書?為什么要學(xué)習(xí)和研究區(qū)塊鏈方法與技術(shù)?
顯然,人們對區(qū)塊鏈的第一反應(yīng)一定是比特幣、ICO、以太坊、EOS等形形色色、狂起狂落的數(shù)字“貨幣”,以及不久前還聲勢浩大差不多耗去全世界千分之一電量的“挖礦”運動。這些現(xiàn)象使得區(qū)塊鏈成為社會“熱”點,其熱度之高,幾乎達到“夢想與忽悠齊飛,理性共瘋狂一色”的境地,以至有人感嘆:“傻子太多,騙子太少!睆倪@個角度上考慮,在眾多的區(qū)塊鏈商業(yè)與普及類書籍之外,我們迫切需要一本深入系統(tǒng)地介紹科學(xué)方法和基本技術(shù)的區(qū)塊鏈專著,幫助大家從本質(zhì)上理解和認識區(qū)塊鏈及相關(guān)應(yīng)用的意義。
其實,這是一個世界性的迫切需求。2018年初,著名的科技雜志《麻省理工技術(shù)評論》(MIT Technology Review)改變風格,每一期只專注一個課題;而選擇的第一個專題就是區(qū)塊鏈(見圖1),力圖在“Hype(忽悠)”和“Hope(希望)”之間找出區(qū)塊鏈的真實價值。該雜志權(quán)威齊聚,洋洋萬言,結(jié)論十分形象:腦洞大開之后,盡快砍掉“y”底下的長尾,補全其上之腦,通過進一步完善區(qū)塊鏈的方法、技術(shù)、體系和應(yīng)用案例,化“y”之叉為完整完美無縫連接之“o”鏈;如此,區(qū)塊鏈的忽悠“Hype”就自然成為區(qū)塊鏈的希望“Hope”,最終一定是“落霞與孤鶩齊飛,秋水共長天一色”的智能產(chǎn)業(yè)美境!這正是寫作本書的目的。
學(xué)習(xí)研究區(qū)塊鏈有重要意義,因為這不僅是支撐比特幣的基礎(chǔ)技術(shù),也不單是一種分布式的記賬方法,更為重要的是,區(qū)塊鏈與智能技術(shù)結(jié)合成為區(qū)塊鏈智能之后,必將催生新的智能產(chǎn)業(yè)形態(tài),同時成為變革世界、構(gòu)建智慧社會的基石。
為什么這樣認為?按照20世紀最偉大的科學(xué)哲學(xué)家之一卡爾·波普爾的理論,我們的世界由物理世界、心理世界和人工世界三部分組成。社會發(fā)展的歷史也表明,一個經(jīng)濟體系的革命和新舊轉(zhuǎn)化的升級,只能在一個新的市場空間中實現(xiàn)。例如,從農(nóng)業(yè)到工業(yè)的革命,正是由于開發(fā)了心理世界,把心理世界中原來不是商品的“時尚”,通過紡織品變?yōu)榭纱笈可a(chǎn)和全面流通的商品;再加上工業(yè)技術(shù)的興起,使社會專業(yè)分工和大規(guī)模生產(chǎn)成為可能,一舉突破了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟的邊際效用遞減詛咒和“糧食增產(chǎn)、人口暴漲”的馬爾薩斯“貧困陷阱”,使人類從農(nóng)業(yè)社會躍人工業(yè)社會。這就是為什么工業(yè)經(jīng)濟始于英國的紡織業(yè),而不是當時以食品業(yè)見長、更為發(fā)達的荷蘭。因為紡織品不同于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中既不能少也不可多的食品,不但可以保存更久,而且其市場的規(guī)模取決于心理,具有無限大的發(fā)展?jié)摿Γ举|(zhì)上就是心理世界的初級開發(fā)。
袁勇,中國科學(xué)院自動化研究所副研究員
王飛躍,中國科學(xué)院自動化研究所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室主任、青島智能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長
第1章 概述
1.1 比特幣與數(shù)字貨幣
1.1.1 歷史與現(xiàn)狀
1.1.2 生態(tài)系統(tǒng)
1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)
1.2.1 概念與定義
1.2.2 歷史與現(xiàn)狀
1.2.3 特色與特點
1.2.4 分類與比較
1.2.5 架構(gòu)與模型
1.2.6 內(nèi)涵辨析
第2章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)
2.1 區(qū)塊結(jié)構(gòu)
2.1.1 區(qū)塊頭
2.1.2 區(qū)塊體
2.1.3 交易類型
2.2 區(qū)塊鏈的運行流程
2.2.1 交易生成
2.2.2 網(wǎng)絡(luò)傳播與驗證
2.2.3 交易池管理
2.2.4 交易優(yōu)先級排序
2.2.5 交易手續(xù)費定價
2.2.6 共識競爭與構(gòu)建區(qū)塊
2.2.7 難度調(diào)整機制
2.2.8 分叉處理與主鏈判定
2.3 數(shù)據(jù)層的關(guān)鍵技術(shù)
2.3.1 時間戳
2.3.2 哈希函數(shù)
2.3.3 默克爾樹
2.3.4 非4對稱加密
2.3.5 數(shù)字簽名
第3章 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)與跨鏈技術(shù)
3.1 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)
3.1.1 P2P網(wǎng)絡(luò)
3.1.2 節(jié)點類型
3.1.3 數(shù)據(jù)傳播協(xié)議
3.1.4 數(shù)據(jù)驗證機制
3.1.5 礦池網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
3.1.6 區(qū)塊鏈分叉
3.2 跨鏈技術(shù)
3.2.1 概念與定義
3.2.2 難點與解決方案
3.2.3 典型跨鏈案例
第4章 共識算法
4.1 共識簡史
4.1.1 傳統(tǒng)分布式一致性研究
4.1.2 主流區(qū)塊鏈共識算法
4.1.3 共識算法的新進展
4.2 共識系統(tǒng)基礎(chǔ)
4.2.1 分布式系統(tǒng)模型
4.2.2 FLP定理和CAP定理
4.2.3 兩軍問題
4.2.4 拜占庭將軍問題
4.2.5 共識過程的主流模型
4.2.6 共識算法的分類
4.3 分布式一致性算法
4.3.1 Paxos算法
4.3.2 Raft算法
4.4 主流區(qū)塊鏈共識算法
4.4.1 PBFT共識算法
4.4.2 PoW共識算法
4.4.3 PoS共識算法
4.4.4 DPoS共識算法
4.4.5 RPCA共識算法
4.5 共識算法的新進展
4.5.1 原生PoW擴展共識算法
4.5.2 原生PoS擴展共識算法
4.5.3 PoW+PoS混合共識算法
4.5.4 其他共識算法
第5章 經(jīng)濟激勵與策略行為
5.1 區(qū)塊鏈經(jīng)濟系統(tǒng)
5.1.1 區(qū)塊鏈中的經(jīng)濟博弈
5.1.2 代幣發(fā)行機制
5.1.3 代幣分配機制
5.1.4 交易費
5.1.5 礦池與分配方式
5.2 激勵機制與策略性行為
5.2.1 共識機制設(shè)計與激勵相容性
5.2.2 ICO機制設(shè)計
5.2.3 自私挖礦
5.2.4 扣塊攻擊
5.2.5 跨鏈套利和跨礦池套利
5.2.6 挖空塊
5.2.7 ASICBoost
第6章 智能合約
6.1 概念與定義
6.2 智能合約開發(fā)平臺
6.2.1 比特幣腳本
6.2.2 以太坊平臺
6.2.3 超級賬本Fabric
6.2.4 其他智能合約開發(fā)平臺
6.3 智能合約模型
6.3.1 智能合約的運行機制
6.3.2 智能合約的架構(gòu)模型
6.4 智能合約的若干核心要素
6.4.1 預(yù)言機
6.4.2 DAO
6.4.3 形式化驗證
6.5 智能合約的挑戰(zhàn)與進展
6.5.1 隱私問題
6.5.2 法律問題
6.5.3 安全問題
6.5.4 機制設(shè)計與性能問題
6.6 智能合約的應(yīng)用場景
6.6.1 金融
6.6.2 管理
6.6.3 醫(yī)療
6.6.4 物聯(lián)網(wǎng)與供應(yīng)鏈
第7章 區(qū)塊鏈擴容技術(shù)
7.1 擴容問題概述
7.2 關(guān)鍵技術(shù)
7.2.1 區(qū)塊擴容
7.2.2 頻率擴容
7.2.3 架構(gòu)擴容
7.2.4 并行擴容
7.3 制約因素
7.3.1 網(wǎng)絡(luò)負載
7.3.2 節(jié)點瓶頸
7.4 衍生問題:安全問題
7.4.1 高交易量安全問題
7.4.2 中心化
7.4.3 側(cè)鏈安全性
7.5 衍生問題:經(jīng)濟問題
7.5.1 幣值
7.5.2 交易費與礦工收益
第8章 區(qū)塊鏈安全與隱私保護
8.1 區(qū)塊鏈的安全目標
8.1.1 數(shù)據(jù)安全
8.1.2 共識安全
8.1.3 隱私保護
8.1.4 智能合約安全
8.1.5 內(nèi)容安全
8.2 區(qū)塊鏈的安全性問題
8.2.1 數(shù)據(jù)層安全問題
8.2.2 網(wǎng)絡(luò)層安全問題
8.2.3 共識層安全問題
8.2.4 激勵層安全問題
8.2.5 合約層安全問題
8.2.6 應(yīng)用層安全問題
8.3 常見的漏洞和攻擊手段
8.3.1 針對共識一致性的攻擊
8.3.2 針對擴展性的攻擊
8.3.3 針對激勵策略的攻擊
8.3.4 針對智能合約的攻擊
8.3.5 其他攻擊
8.4 安全與隱私保護技術(shù)
8.4.1 盲簽名
8.4.2 群簽名
8.4.3 環(huán)簽名
8.4.4 零知識證明
8.4.5 同態(tài)加密
8.4.6 安全多方計算
8.4.7 混幣技術(shù)
8.4.8 TOR網(wǎng)絡(luò)
8.5 典型加密貨幣案例
8.5.1 零幣-Zcash
8.5.2 門羅幣-Monero
8.6 未來區(qū)塊鏈安全方面研究重點
8.6.1 打破“不可能三角
8.6.2 隱私保護與可控監(jiān)管
8.6.3 區(qū)塊鏈互聯(lián)
8.6.4 系統(tǒng)級安全體系
第9章 數(shù)字貨幣
9.1 貨幣的歷史及分類
9.2 數(shù)字貨幣的定義
9.3 數(shù)字貨幣的思想基礎(chǔ)
9.4 數(shù)字貨幣大事記
9.5 數(shù)字貨幣生態(tài)的核心要素
9.5.1 錢包
9.5.2 礦池
9.6 競爭幣
9.7 數(shù)字貨幣估值模型
9.7.1 價值存儲理論
9.7.2 流通理論
9.7.3 INET模型
9.7.4 網(wǎng)絡(luò)價值與交易比率
9.7.5 梅特卡夫定律網(wǎng)絡(luò)價值比率
9.7.6 CAPM模型
9.8 數(shù)字貨幣交易市場
9.8.1 二級市場交易
9.8.2 金融衍生品市場
9.8.3 數(shù)字貨幣交易所
9.9 穩(wěn)定幣
9.9.1 法定資產(chǎn)抵押型:USDT
9.9.2 加密貨幣抵押型:MakerDAO
9.9.3 無抵押/算法式:BASIS
9.10 法定數(shù)字貨幣
9.10.1 英國央行數(shù)字貨幣RSCoin
9.10.2 中國法定數(shù)字貨幣
第10章 分布式賬本
10.1 DAG概述
10.2 IOTA
10.2.1 權(quán)重機制
10.2.2 末梢選擇算法與沖突交易判別
10.2.3 攻擊情景分析模擬
10.3 Byteball
10.3.1 見證人機制
10.3.2 主鏈機制
10.3.3 全局主鏈與共識
10.3.4 交易排序與交易確認
10.3.5 寄生鏈攻擊防御
10.4 Hashgraph
10.4.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
10.4.2 Gossip about Gossip協(xié)議
10.4.3 虛擬投票與事件排序
參考文獻