区块链技术基础教程：原理、方法及实践

目　　录
推荐序
前言
第1章　区块链概述　1
1.1　区块链技术缘起　2
1.1.1　从密码学历史与金融危机谈起　2
1.1.2　金融交易的管理与信任危机　4
1.1.3　比特币与中本聪的初心　5
1.1.4　区块链技术的起源　7
1.2　什么是区块链　8
1.2.1　身边的区块链　9
1.2.2　区块链的定义　9
1.2.3　比特币与区块链　10
1.3　区块链技术的组成架构　11
1.4　区块链的特点与分类　12
1.5　区块链的发展阶段和社会意义　14
1.6　区块链技术面临的挑战与不足　16
1.7　区块链的应用和监管　18
1.8　我国对虚拟货币和“挖矿”
的相关规定　21
第2章　区块链的密码学原理　23
2.1　对称加密与非对称加密　23
2.1.1　对称加密　23
2.1.2　非对称加密　24
2.1.3　对称加密与非对称加密的
对比　25
2.2　数字签名　25
2.3　RSA简介　28
2.4　哈希算法　29
2.4.1　什么是哈希算法　29
2.4.2　哈希算法的特点　30
2.4.3　SHA256简介　30
2.5　椭圆曲线密码学　33
2.5.1　secp256k1曲线　34
2.5.2　椭圆曲线运算　34
2.5.3　公钥的生成　35
2.5.4　公钥加密，私钥解密　36
2.5.5　签名验证（私钥加密，
公钥解密）　36
2.6　Merkle树　37
第3章　区块链中的共识机制　39
3.1　一致性问题　39
3.2　CAP定理　40
3.3　拜占庭将军问题　41
3.3.1　通过口头消息　42
3.3.2　通过书面消息　43
3.4　共识机制　45
3.4.1　PoW　46
3.4.2　PoS　47
3.4.3　DPoS　48
3.4.4　PBFT　48
第4章　比特币　50
4.1　从货币发展史看比特币　50
4.2　比特币及其生态系统　52
4.3　比特币的概念　55
4.4　比特币区块链结构　56
4.5　比特币交易　60
4.6　比特币地址　65
4.7　比特币钱包　67
4.8　挖矿与区块创建　68
4.8.1　奖励机制　69
4.8.2　挖矿过程　70
4.9　验证　74
4.9.1　交易验证　74
4.9.2　区块验证　75
4.9.3　简单支付验证　75
4.10　分叉处理　76
4.10.1　硬分叉与软分叉　76
4.10.2　挖矿分叉　78
4.10.3　算力51%攻击与双花问题　79
4.11　比特币网络　81
第5章　以太坊　83
5.1　以太坊简介　83
5.2　分叉　85
5.3　货币　88
5.4　Gas　89
5.5　以太坊虚拟机　90
5.6　智能合约　91
5.7　树形存储结构　94
5.7.1　Trie树　95
5.7.2　Patricia树　95
5.7.3　Merkle Patricia树　98
5.8　账户与状态树　100
5.9　以太坊区块　104
5.10　交易验证与区块挖掘　107
5.10.1　交易验证与执行　107
5.10.2　区块挖掘与验证　109
5.10.3　挖矿难度调整　109
5.10.4　区块验证　110
5.11　以太坊网络　111
5.12　典型的以太坊应用　111
第6章　超级账本　113
6.1　超级账本简介　113
6.2　超级账本项目　114
6.3　Fabric　116
6.3.1　核心思想　116
6.3.2　整体架构　117
6.3.3　交易流程　121
6.3.4　可插拔的共识　122
6.3.5　智能合约　123
6.3.6　账本结构　124
6.3.7　链码示例　124
6.3.8　超级账本开发实例—Fabcar
区块链应用　129
6.4　超级账本与以太坊的对比　134
第7章　区块链技术架构　136
7.1　区块链的特征　136
7.2　区块链适用的场景条件　137
7.3　区块链关键技术架构和
发展趋势　138
7.3.1　区块链的关键技术架构　138
7.3.2　区块链技术架构现状　143
7.3.3　区块链技术发展趋势　144
7.3.4　区块链技术发展热点　147
第8章　公有链　150
8.1　公有链的起源和概念　150
8.2　公有链的价值和特征　152
8.3　公有链的技术发展　155
8.4　公有链的治理　163
8.5　公有链的监管　168
第9章　区块链即服务平台——
BaaS　171
9.1　概述　171
9.1.1　企业级区块链服务的意义　172
9.1.2　常见的企业级区块链系统　173
9.2　BaaS的定义和设计原则　177
9.3　BaaS的总体架构　179
9.4　BaaS的基本模块设计　180
9.4.1　区块链服务管理平台的
设计　180
9.4.2　区块链底层关键技术的
设计　182
9.5　BaaS的高阶特性　185
9.5.1　跨云部署　185
9.5.2　跨链交互　185
9.5.3　基于预言机的链上链下
访问　187
9.5.4　分布式的身份管理　188
第10章　区块链安全与监管　190
10.1　从安全视角看区块链技术的
发展和应用态势　190
10.2　区块链技术应用分层架构及
安全风险分析　193
10.2.1　区块链技术典型应用架构
逐渐趋于共识　193
10.2.2　区