前言
第1章區(qū)塊鏈概述
1.1區(qū)塊鏈演進歷程
1.1.1技術起源
1.1.2區(qū)塊鏈1.0：加密貨幣
1.1.3區(qū)塊鏈2.0：智能合約
1.2區(qū)塊鏈有關概念
1.2.1區(qū)塊鏈定義
1.2.2區(qū)塊鏈和分布式賬本
1.2.3區(qū)塊鏈和分布式數(shù)據(jù)庫
1.3技術特性
1.3.1多中心化
1.3.2去中介化
1.3.3透明性
1.3.4可靠性
1.3.5不易篡改性
1.3.6可追溯性
1.4部署類型
1.4.1公有鏈
1.4.2聯(lián)盟鏈
1.4.3私有鏈
1.5區(qū)塊鏈體系架構
1.5.1數(shù)據(jù)層
1.5.2網(wǎng)絡層
1.5.3共識層
1.5.4激勵層
1.5.5合約層
1.5.6應用層
1.6區(qū)塊鏈面臨的技術挑戰(zhàn)
1.6.1互操作性問題
1.6.2可擴展性問題
1.6.3安全性問題
1.6.4隱私保護問題
1.6.5可監(jiān)管性問題
1.7習題
參考文獻
第2章區(qū)塊鏈的密碼學基礎
2.1密碼學概述
2.1.1密碼學發(fā)展歷程
2.1.2密碼體制基本組成
2.1.3密碼體制攻擊方式
2.2典型的公鑰加密算法
2.2.1公鑰加密算法概述
2.2.2RSA加密算法
2.2.3ElGamal加密算法
2.2.4橢圓曲線加密算法
2.3哈希函數(shù)
2.3.1哈希函數(shù)簡介
2.3.2哈希函數(shù)的性質
2.3.3典型哈希函數(shù)
2.3.4哈希指針
2.3.5Merkle樹
2.4數(shù)字簽名
2.4.1數(shù)字簽名簡介
2.4.2典型數(shù)字簽名算法
2.4.3其他數(shù)字簽名算法
2.5數(shù)字證書
2.5.1公鑰基礎設施
2.5.2數(shù)字證書管理
2.5.3證書鏈
2.6習題
參考文獻
第3章區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡協(xié)議
3.1P2P網(wǎng)絡概述
3.1.1P2P網(wǎng)絡定義
3.1.2P2P網(wǎng)絡特點
3.2P2P網(wǎng)絡拓撲結構
3.2.1集中式P2P網(wǎng)絡
3.2.2全分布式結構化P2P網(wǎng)絡
3.2.3全分布式非結構化P2P網(wǎng)絡
3.2.4混合式P2P網(wǎng)絡
3.2.5P2P結構對比
3.3經(jīng)典的P2P網(wǎng)絡協(xié)議
3.3.1Napster協(xié)議
3.3.2Gnutella協(xié)議
3.3.3Chord協(xié)議
3.4區(qū)塊鏈P2P網(wǎng)絡中的節(jié)點類型
3.4.1比特幣與以太坊中的節(jié)點類型
3.4.2Hyperledger Fabric 中的節(jié)點類型
3.5比特幣中的P2P網(wǎng)絡協(xié)議
3.5.1比特幣中的節(jié)點發(fā)現(xiàn)
3.5.2比特幣中的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議
3.5.3比特幣的數(shù)據(jù)驗證機制
3.6以太坊的P2P網(wǎng)絡協(xié)議
3.6.1以太坊中的節(jié)點發(fā)現(xiàn)
3.6.2以太坊中的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議
3.6.3以太坊的數(shù)據(jù)驗證機制
3.7Hyperledger Fabric中的P2P網(wǎng)絡協(xié)議
3.7.1Gossip網(wǎng)絡協(xié)議
3.7.2Hyperledger Fabric 中的節(jié)點發(fā)現(xiàn)
3.8習題
參考文獻
第4章共識算法
4.1分布式共識算法背景
4.1.1拜占庭將軍問題
4.1.2共識算法的基本定義
4.1.3Fischer-Lynch-Paterson定理
4.2CFT類共識算法
4.2.1Paxos機制
4.2.2Raft機制
4.2.3其他典型CFT類共識
4.3BFT類共識算法
4.3.1拜占庭容錯概述
4.3.2實用拜占庭容錯
4.3.3其他典型BFT類共識
4.4PoW類共識算法
4.4.1比特幣的PoW
4.4.2FruitChains
4.4.3PoUW機制
4.4.4其他典型PoW類共識
4.5PoS類共識算法
4.5.1點點幣PoS機制
4.5.2Ethereum Casper PoS機制
4.5.3DPoS機制
4.5.4LPoS機制
4.5.5其他典型PoS類共識
4.6習題
參考文獻
第5章智能合約
5.1智能合約簡介
5.1.1智能合約的歷程及定義
5.1.2智能合約平臺
5.1.3智能合約架構
5.1.4智能合約運行機制
5.1.5智能合約分類
5.1.6智能合約技術特征
5.2智能合約開發(fā)
5.2.1開發(fā)語言
5.2.2實現(xiàn)技術
5.2.3開發(fā)平臺
5.2.4執(zhí)行環(huán)境
5.3智能合約部署
5.3.1Solidity集成開發(fā)工具Remix
5.3.2Solidity語法規(guī)則
5.3.3智能合約案例部署
5.4智能合約的應用
5.4.1金融
5.4.2管理
5.4.3醫(yī)療
5.4.4物聯(lián)網(wǎng)與供應鏈
5.4.5法律
5.4.6公益慈善
5.4.7數(shù)字票據(jù)
5.4.8電力市場
5.4.9公證
5.5智能合約的研究挑戰(zhàn)與進展
5.5.1合約漏洞事件
5.5.2合約研究的挑戰(zhàn)
5.5.3合約的安全問題
5.5.4合約安全問題研究現(xiàn)狀
5.5.5合約自動化漏洞利用
5.5.6合約安全防御
5.6智能合約的發(fā)展趨勢與展望
5.7習題
參考文獻
第6章比特幣
6.1比特幣概述
6.1.1比特幣概念
6.1.2發(fā)展歷史
6.1.3體系結構
6.2比特幣生態(tài)圈
6.2.1產(chǎn)生
6.2.2存儲
6.2.3流通
6.2.4金融衍生市場
6.3比特幣核心概念
6.3.1比特幣密鑰
6.3.2比特幣地址
6.3.3比特幣交易
6.3.4比特幣腳本
6.3.5比特幣網(wǎng)絡
6.4比特幣區(qū)塊鏈
6.4.1區(qū)塊結構
6.4.2Merkle樹
6.4.3交易結構
6.4.4挖礦算法
6.4.5比特幣分叉
6.5習題
參考文獻
第7章以太坊
7.1以太坊發(fā)展歷程
7.1.1Frontier階段
7.1.2Homestead 階段
7.1.3Metropolis 階段
7.1.4Serenity階段
7.2以太坊系統(tǒng)架構
7.2.1以太坊技術體系
7.2.2以太坊狀態(tài)模型
7.2.3以太坊區(qū)塊結構
7.2.4Merkle Patricia樹
7.3以太坊核心概念
7.3.1賬戶
7.3.2交易
7.3.3密鑰文件
7.3.4以太幣
7.3.5GHOST協(xié)議
7.3.6Gas
7.3.7EVM
7.4以太坊挖礦
7.4.1Ethash挖礦算法目標
7.4.2Ethash難度調整機制
7.4.3Ethash挖礦算法過程
7.5以太坊錢包
7.6以太坊客戶端
7.7習題
參考文獻
第8章Hyperledger Fabric
8.1Hyperledger項目概述
8.1.1Hyperledger項目背景
8.1.2Hyperledger項目介紹
8.2Hyperledger Fabric 概述
8.2.1發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
8.2.2整體架構
8.2.3運行架構
8.2.4交易流程
8.3Hyperledger Fabric核心模塊
8.3.1Peer節(jié)點
8.3.2Orderer排序節(jié)點
8.3.3Chaincode
8.3.4MSP
8.3.5Gossip
8.3.6BCCSP
8.3.7Fabric-CA
8.4Hyperledger Fabric核心功能
8.4.1身份管理
8.4.2賬本管理
8.4.3交易管理
8.4.4鏈碼管理
8.5Hyperledger Fabric開發(fā)
8.5.1開發(fā)語言
8.5.2運行環(huán)境
8.5.3開發(fā)框架
8.6習題
參考文獻