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区块链技术基础知识(2021)-406页

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区块链技术基础知识(2021)-406页

资料简介

本书内容通过三部分内容解码区块链核心技术,揭示这项颠覆性的技术掀起第四次工业革命背后的秘密。第一部分,基础架构篇,首先,向读者阐释了区块链的概念、发展、分类及架构,并对即将到来的区块链 4.0 阶段提供了前瞻性的思考;其次,通过模块化讲解的方式介绍了区块链通用技术架构体系,包括数据结构与账户体系、网络通信、共识算法、区块链安全、智能合约技术要点,并对上述五大模块核心技术进行了深度剖析。第二部分,拓展协议篇,针对当前区块链扩容协议、区块链治理与审计、跨链互操作技术和区块链+难题,提供了具有理论意义和实践意义的技术方案讲解。第三部分,应用实践篇,剖析了以太坊、Hyperledger Fabric 等各大主流区块链底层平台的架构与设计,并介绍了区块链测评的理论与方法,带领读者体验从开发环境准备、应用架构搭建到智能合约设计的全流程区块链应用研发,更深刻地理解和掌握区块链技术的应用模式和测评技术。

本书的目标读者是所有想充分了解区块链的人群。本书既包含区块链基础知识,又有对区块链核心技术的深入解读和讨论,可以帮助非专业人员系统地了解区块链,也可以帮助开发工程师更加快速、深入地投入到区块链的开发工作当中。

目录
第 1 章 基本概念与架构 1
1.1 区块链概念 1
1.1.1 区块链技术概述 1
1.1.2 区块链技术来源 4
1.1.3 区块链技术特点 7
1.2 区块链发展 8
1.3 区块链分类 11
1.4 区块链架构 12
1.4.1 基础协议 13
1.4.2 扩展协议 15
1.4.3 生态组件 17
参考文献 17
第 2 章 数据结构与账户体系 19
2.1 区块数据结构与组织形式 19
2.1.1 区块数据结构 19
2.1.2 区块数据组织形式 21
2.2 账户体系 21
2.2.1 UTxO 模型 22
2.2.2 账户余额模型 23
2.2.3 模型对比 24
2.3 账本数据组织形式 26
2.3.1 默克树 26
2.3.2 MPT 28
2.3.3 增量哈希 31
2.4 运行流程 31
2.4.1 运行流程概述 31
2.4.2 交易的生成 35
2.4.3 交易传播与验证 36
2.4.4 交易的执行 38
2.5 本章小结 38
参考文献 38
第 3 章 网络通信 39
3.1 P2P 网络 39
3.1.1 P2P 网络模型 40
3.1.2 P2P 网络协议 43
3.2 区块链网络 46
3.2.1 节点类型 46
3.2.2 区块链网络模型 49
3.2.3 区块链网络协议 51
3.3 本章小结 54
第 4 章 共识算法 55
4.1 共识算法概述 55
4.1.1 拜占庭将军问题 59
4.1.2 FLP 不可能定理 63
4.1.3 CAP 理论 64
4.1.4 共识算法分类 65
4.2 分布式一致性算法 66
4.2.1 2PC 66
4.2.2 3PC 69
4.2.3 Paxos 72
4.2.4 RAFT 77
4.3 典型共识算法 80
4.3.1 PoW 共识算法 81
4.3.2 PoS 共识算法 85
4.3.3 DPoS 共识算法 88
4.3.4 PBFT 共识算法 91
4.4 新型共识算法 101
4.4.1 Casper 共识算法 101
4.4.2 Algorand 共识算法 108
4.4.3 HotStuff 共识算法 115
参考文献 121
第 5 章 区块链安全 125
5.1 区块链安全体系 125
5.1.1 数据层安全 126
5.1.2 网络层安全 128
5.1.3 共识层安全 130
5.1.4 合约层安全 131
5.1.5 应用层安全 134
5.2 核心安全技术 138
5.2.1 密码学算法 139
5.2.2 PKI 149
5.2.3 形式化验证 157
5.3 身份隐私保护技术 158
5.3.1 盲签名 160
5.3.2 群签名和环签名 162
5.3.3 直接匿名证明 163
5.3.4 技术优劣对比分析 165
5.4 数据隐私保护技术 166
5.4.1 账本隔离 166
5.4.2 账本加密 171
5.4.3 密态计算与验证 172
5.4.4 技术优劣对比分析 187
参考文献 189
第 6 章 智能合约 190
6.1 智能合约概述 190
6.1.1 概念和定义 191
6.1.2 智能合约架构 193
6.1.3 智能合约生命周期管理 194
6.2 典型的智能合约执行引擎 196
6.2.1 栈式执行引擎 196
6.2.2 解释型执行引擎 200
6.2.3 容器化执行引擎 202
6.3 智能合约与分布式应用 204
6.3.1 DApp 204
6.3.2 预言机 206
第 7 章 区块链扩容协议 211
7.1 扩容问题概述及分析 211
7.1.1 交易吞吐量 212
7.1.2 存储容量 213
7.2 链上扩容 214
7.2.1 区块扩容 214
7.2.2 并行扩容 216
7.2.3 架构扩容 221
7.3 链下扩容 236
7.3.1 侧链技术 237
7.3.2 状态通道 239
7.3.3 链下协同 242
7.4 本章小结 244
第 8 章 区块链治理与审计 245
8.1 区块链权限体系 245
8.1.1 权限层级 246
8.1.2 权限管理模型 249
8.2 区块链治理模型 257
8.2.1 链上治理 258
8.2.2 链下治理 262
8.3 区块链审计 263
8.3.1 审计概述 263
8.3.2 区块链审计的内容与形式 264
8.3.3 审计的展示与分析 266
8.4 BaaS 运维治理 269
8.4.1 BaaS 运维治理概述 269
8.4.2 联盟链管理 271
8.4.3 联盟链运维 274
8.4.4 智能合约管理 275
参考文献 278
第 9 章 跨链互操作技术 280
9.1 跨链问题概述 280
9.2 跨链原理 281
9.2.1 跨链模型 281
9.2.2 跨链交易验证 285
9.2.3 跨链事务管理 286
9.2.4 跨链数据安全 289
9.3 典型跨链协议 291
9.3.1 Polkadot 292
9.3.2 Cosmos 294
9.3.3 BitxHub 298
9.4 本章小结 301
参考文献 302
第 10 章 区块链+ 304
10.1 区块链+物联网 304
10.1.1 面向物联网的区块链体系架构 305
10.1.2 区块链小型化、轻量化 307
10.1.3 物联网终端适配 308
10.1.4 基于区块链的物联网业务平台 314
10.2 区块链+大数据 317
10.2.1 基于区块链的去中心化存储 318
10.2.2 基于区块链的数据共享 321
10.2.3 基于区块链的联邦计算 323
10.3 区块链+工业互联网 325
10.3.1 工业区块链概述 325
10.3.2 基于区块链的设备数字身份 327
10.3.3 基于区块链的产品溯源 329
10.3.4 基于区块链的供应链金融 331
参考文献 332
第 11 章 主流平台介绍与实践 334
11.1 以太坊 334
11.1.1 项目概述 335
11.1.2 项目实战 337
11.2 Hyperledger Fabric 343
11.2.1 项目概述 343
11.2.2 项目实战 346
11.3 Libra 353
11.3.1 项目概述 353
11.3.2 项目实战 355
11.4 趣链区块链平台 362
11.4.1 项目概述 362
11.4.2 项目实战 365
参考文献 374
第 12 章 区块链测评 376
12.1 区块链测评概述 376
12.1.1 区块链信息系统质量模型 376
12.1.2 区块链评价体系 378
12.2 功能性测评 380
12.3 性能测评 382
12.4 安全测评 384
12.5 拓展性测评 386
12.6 区块链基准测试工具 387