区块链技术及应用发展

第1章绪论2

1.1信用机制的发展与区块链的诞生2

1.1.1信用机制的发展2

1.1.2区块链的诞生3

1.2从信息交换到价值交换5

1.2.1共享账本5

1.2.2点对点交易5

1.2.3私密交易5

1.2.4智能交易6

1.3区块链技术面临的挑战和机遇6

1.3.1区块链技术面临的挑战6

1.3.2区块链技术面临的机遇9

1.4全球区块链投融资分析12

1.4.1主要的投融资领域12

1.4.2不同国家/地区的投融资差异13

1.4.3不同年度的投融资重点差异14

本章小结15

习题15

第2章区块链理论研究现状16

2.1区块链的概念辨析及类型划分16

2.1.1区块链的概念辨析16

2.1.2区块链的类型划分16

2.2区块链学术研究统计19

2.2.1数据来源和研究方法19

2.2.2区块链研究概况19

2.3国内区块链学术研究综述25

2.4国外区块链学术研究综述26

2.4.1共识算法关键技术27

2.4.2智能合约关键技术29

2.4.3区块链应用研究30

本章小结37

习题37

第3章区块链产业发展现状38

3.1引言38

3.2区块链硬件设施40

3.2.1硬件设备40

3.2.2区块链云算力平台42

3.3区块链底层平台及区块链解决方案43

3.3.1区块链底层平台43

3.3.2区块链技术解决方案48

3.4区块链安全50

3.4.1区块链面临的安全问题50

3.4.2区块链安全服务52

3.5区块链行业服务机构52

3.5.1区块链产业园及产业基金52

3.5.2区块链媒体和社区54

3.5.3投资机构和交易所54

3.5.4行业组织及研究机构56

本章小结57

习题57

第2部分技术篇

第4章区块链核心机理概论60

4.1区块链思想与技术的起源和发展60

4.2区块链中的密码学63

4.2.1密码学简史和分类63

4.2.2计算复杂性理论67

4.2.3散列函数67

4.2.4RSA69

4.2.5椭圆曲线密码70

4.2.6数字签名72

4.2.7默克尔树73

4.2.8布隆过滤器74

4.3区块链中的博弈论76

4.4区块链中的分布式系统77

4.4.1分布式系统的特征和挑战77

4.4.2分布式系统的经典定理85

4.4.3分布式哈希表87

4.5区块链中的共识算法94

4.5.1共识算法的设计约束95

4.5.2共识算法的评价体系96

4.5.3典型的共识算法97

4.6区块链中的智能合约103

4.6.1智能合约103

4.6.2李嘉图合约104

4.6.3预言机106

本章小结112

习题112

第5章区块链的架构演进113

5.1简介113

5.2区块链1.0：可编程货币时代113

5.2.1比特币简介113

5.2.2比特币钱包114

5.2.3比特币密钥推导115

5.2.4比特币交易117

5.2.5比特币网络118

5.2.6比特币的挖矿和共识119

5.2.7比特币的分叉120

5.3区块链2.0：智能合约时代121

5.3.1以太坊的理论基础122

5.3.2以太坊范式122

5.3.3以太坊区块链状态转换123

5.3.4以太坊对象序列化/反序列化方法124

5.3.5以太坊状态数据结构trie125

5.3.6以太坊账户132

5.3.7以太坊虚拟机134

5.4区块链3.0：区块网时代135

5.4.1跨链概述135

5.4.2公证人机制136

5.4.3中继/侧链138

5.4.4哈希锁定139

5.4.5分布式私钥控制142

本章小结142

习题144

第3部分应用篇

第6章区块链在金融领域的应用144

6.1引言144

6.2区块链在供应链金融中的应用144

6.2.1利用区块链技术解决传统供应链金融问题146

6.2.2以区块链为基础的供应链金融147

6.3区块链在贸易金融中的应用149

6.4区块链在征信中的应用153

6.5区块链在交易清算中的应用155

6.5.1银行间交易结算156

6.5.2证券业交易结算158

6.6区块链在保险中的应用159

6.7区块链在证券中的应用161

6.7.1区块链证券的优势162

6.7.2区块链证券的解决方案162

6.7.3区块链证券的技术制约164

本章小结165

习题165

第7章区块链在实体经济领域的应用166

7.1区块链在供应链管理中的应用166

7.1.1采购过程167

7.1.2分销渠道169

7.1.3生产运作170

7.1.4新产品开发170

7.2区块链在农业中的应用171

7.2.1支持农业的区块链技术171

7.2.2农业区块链的机遇171

7.2.3智能合约和农作物保险171

7.2.4区块链和土地治理172

7.2.5运输与农业运输172

7.3区块链在财务管理中的应用172

7.4区块链在能源行业中的应用173

7.4.1能源行业改革的现实需求173

7.4.2区块链在能源改革中的优势174

7.4.3区块链在能源行业的应用174

7.5区块链在电子政务中的应用176

7.5.1有利于提高政府服务质量177

7.5.2有利于构建社会信用体系178

7.5.3有利于推进政府信息公开178

7.5.4有利于整合政府机构资源178

7.5.5有利于共享公民信用信息178

本章小结179

习题180

第8章区块链应用的实验及案例181

8.1区块链应用实验181

8.1.1基于以太坊的区块链私有链搭建181

8.1.2以太坊Geth和MetaMask的使用方法184

8.1.3Solidity基础及智能合约权限控制189

8.1.4区块链文件上传DAPP192

8.2基于区块链的博客系统195

8.2.1区块链DAPP程序架构196

8.2.2区块链博客系统程序架构198

8.2.3博客智能合约源码分析199

8.2.4Web3js库使用202

8.3学生考试成绩区块链系统207

8.3.1区块链系统架构207

8.3.2系统后端的区块链交互208

8.3.3基于队列服务的信息上链209

本章小结210

习题210

第4部分发展篇

第9章区块链技术发展212

9.1引言212

9.2区块链技术进展213

9.2.1性能进展213

9.2.2存储进展214

9.2.3隐私和安全进展214

9.2.4合规进展215

9.3区块链技术在公共卫生防疫领域的应用发展218

9.3.1区块链技术和公共卫生218

9.3.2区块链技术和疫情防控220

9.4区块链技术标准化工作进展224

9.4.1区块链技术标准化工作现状224

9.4.2国际区块链技术标准化进展225

9.4.3中国区块链技术标准化进展228

9.4.4其他国家或地区区块链技术标准化进展232

本章小结236

习题236

第10章区块链监管政策发展237

10.1区块链监管的必要性237

10.1.1保护投资者的需要237

10.1.2维护全行业合法性的需要237

10.1.3保证高质量代币发行的需要238

10.2区块链对监管带来的压力238

10.2.1虚拟货币法律定性的欠缺238

10.2.2区块链的跨区域性造成管辖权冲突239

10.2.3区块链的去中心化导致责任主体不明确239

10.2.4区块链的复杂性与快速传播特性使得风险管理难度加大240

10.3代表性监管制度240

10.3.1监管沙箱制度240

10.3.2按项目属性分类监管242

10.3.3行业准入资质管理242

10.4国外区块链的监管态势243

10.4.1美国245

10.4.2欧盟246

10.4.3俄罗斯247

10.4.4马耳他248

10.4.5新加坡248

10.4.6日本248

10.4.7韩国249

10.4.8澳大利亚250

10.5国内区块链的监管态势250

10.5.1中国主要区块链监管政策措施250

10.5.2中国式区块链监管原则：“币链分离式”监管251

10.5.3中国式区块链监管措施：规划引导+财政补贴252

10.5.4中国式区块链监管形态：服从中央+地方竞争253

本章小结256

习题257

参考文献258