区块链原理与技术

l 本书以浅显易懂的方式介绍了比特币和以太坊这两个区块链系统的多项关键技术，有利于读者深入理解区块链技术。
l 本书体系完备，既包括典型区块链系统的讲解，也包括一些共性技术，如网络、共识等的介绍。既有理论的阐述，又包含实践和应用的探讨。
l 本书在兼顾理论和应用的同时，也包含部分区块链前沿研究成果的介绍。

《区块链原理技术与应用》一书主要按照区块链的架构对区块链的原理技术进行全面的讲解和剖析，并结合智能合约开发基础和区块链应用开发示例等内容帮助学生逐步深入课程，重点培养具备区块链思维及行业分析应用能力的复合型人才，为我国区块链技术发展建立人才优势。

郑子彬，中山大学教授，博士生导师国家优秀青年科学基金获得者、软件工程系主任、国家数据家庭工程技术研究中心副主任、IEEE高级会员。出版Springer英文学术专著1部、发表论文近150篇。

第1章概述1
1.1什么是区块链技术1
1.1.1比特币与区块链的诞生2
1.1.2比特币与区块链3
1.1.3区块链的特点5
1.1.4智能合约与世界计算机5
1.1.5区块链的分类6
1.2区块链技术的现状7
1.2.1区块链的应用7
1.2.2区块链的挑战9
1.2.3区块链技术的发展环境11
1.3本书的内容12
第2章比特币13
2.1比特币简介13
2.2基础知识13
2.2.1哈希算法13
2.2.2非对称加密14
2.2.3数字签名15
2.2.4主网与测试网16
2.3交易16
2.3.1交易简介17
2.3.2输出17
2.3.3输入18
2.3.4UTXO模型19
2.4脚本系统21
2.4.1锁定与解锁21
2.4.2常见脚本类型232.4.3多重签名钱包25
2.5公私密钥与地址26
2.5.1私钥27
2.5.2公钥27
2.5.3普通地址28
2.5.4Base58编码28
2.5.5其他地址28
2.6区块与链29
2.6.1区块30
2.6.2区块头30
2.6.3Merkle树31
2.6.4区块链33
2.7共识34
2.7.1PoW34
2.7.2分叉35
2.7.3算力与难度调整36
2.7.4长链原则36
区块链原理与技术目录第3章以太坊37
3.1以太坊简介37
3.1.1以太坊的诞生37
3.1.2以太坊与比特币对比38
3.1.3以太坊的特色与应用39
3.2以太坊基本架构及原理40
3.3账户模型与转账42
3.3.1账户模型42
3.3.2转账44
3.3.3Nonce45
3.4智能合约46
3.4.1状态模型46
3.4.2智能合约47
3.4.3驱动智能合约49
3.5以太坊交易51
3.5.1交易内容51
3.5.2交易费用52
3.5.3交易的周期53
3.6数据结构与存储54
3.6.1区块与叔块54
3.6.2Merkle Patricia Trie56
3.6.3布隆过滤器59
第4章区块链网络层60
4.1P2P网络60
4.1.1中心化拓扑61
4.1.2全分布式非结构化拓扑62
4.1.3全分布式结构化拓扑62
4.1.4半分布式拓扑63
4.2比特币网络64
4.2.1节点类型及其功能64
4.2.2扩展比特币网络65
4.2.3比特币节点通信65
4.2.4比特币中继网络71
4.3以太坊网络71
4.3.1Kademlia71
4.3.2节点类型及其功能73
4.3.3以太坊节点通信74
4.4网络层安全78
4.4.1分布式拒绝服务攻击79
4.4.2延展性攻击80
4.4.3女巫攻击80
4.4.4路由攻击80
4.4.5日蚀攻击81
第5章区块链共识层83
5.1一致性问题83
5.1.1问题与挑战84
5.1.2一致性要求84
5.1.3不同的一致性要求85
5.2共识设计的理论限制88
5.2.1FLP不可能原理89
5.2.2CAP原理90
5.3区块链共识算法91
5.3.1拜占庭问题91
5.3.2拜占庭容错算法92
5.3.3比特币的工作量证明共识机制97
5.3.4以太坊共识算法Ethash99
5.3.5以太坊共识算法Casper(选学)102
5.3.6EOSIO共识算法BFTDPoS(选学)107
5.3.7Monoxide(选学)109
第6章区块链智能合约开发112
6.1智能合约及其背景112
6.2Solidity语言113
6.2.1背景113
6.2.2入门示例113
6.2.3基础语法117
6.3DApp开发示例122
6.3.1私有链搭建123
6.3.2智能合约部署与测试124
6.3.3使用Web3.js调用智能合约126
第7章区块链应用129
7.1联盟链平台129
7.1.1背景129
7.1.2Hyperledger Fabric130
7.1.3企业以太坊131
7.2供应链金融131
7.2.1应用背景131
7.2.2应用案例132
7.3资产交易133
7.3.1应用背景133
7.3.2应用案例133
7.4司法存证134
7.4.1应用背景134
7.4.2应用案例134
7.5物流溯源135
7.5.1应用背景135
7.5.2应用案例136
7.6票据流通136
7.6.1应用背景136
7.6.2应用案例137
参考文献138