目录 Contents

序言

前言

理论篇

第1章区块链思想的诞生 2

1.1从实体货币到数字货币 2

1.2站在巨人的肩膀上 5

1.3了不起的社会学实验 5

1.4潜在的商业价值 7

1.5本章小结 8

第2章核心技术概览 9

2.1定义与原理 9

2.2技术的演化与分类 11

2.3关键问题和挑战 13

2.4趋势与展望 17

2.5认识上的误区 19

2.6本章小结 19

第3章典型应用场景 20

3.1应用场景概览 20

3.2金融服务 22

3.2.1银行业金融管理 22

3.2.2证券交易 24

3.2.3众筹投资 25

3.3征信和权属管理 26

3.4资源共享 28

3.5贸易管理 29

3.6物联网 30

3.7其他场景 31

3.8本章小结 33

第4章分布式系统核心问题 34

4.1一致性问题 34

4.1.1定义与重要性 34

4.1.2问题与挑战 35

4.1.3一致性要求 36

4.1.4带约束的一致性 36

4.2共识算法 37

4.2.1问题与挑战 38

4.2.2常见算法 38

4.2.3理论界限 38

4.3FLP 不可能原理 39

4.3.1定义 39

4.3.2正确理解 39

4.4CAP 原理 40

4.4.1定义 40

4.4.2应用场景 41

4.5ACID 原则 41

4.6Paxos 算法与 Raft 算法 42

4.6.1Paxos 算法 42

4.6.2Raft 算法 45

4.7拜占庭问题与算法 45

4.8性指标 48

4.8.1几个 9 的指标 48

4.8.2两个核心时间 49

4.8.3提高性 49

4.9本章小结 49

第5章密码学与安全技术 50

5.1Hash 算法与数字摘要 50

5.1.1Hash定义 50

5.1.2常见算法 51

5.1.3性能 51

5.1.4数字摘要 52

5.1.5Hash 攻击与防护 52

5.2加解密算法 52

5.2.1加解密系统基本组成 53

5.2.2对称加密算法 53

5.2.3非对称加密算法 54

5.2.4选择明文攻击 55

5.2.5混合加密机制 56

5.2.6离散对数与 Diffie–Hellman密钥交换协议 57

5.3消息认证码与数字签名 57

5.3.1消息认证码 58

5.3.2数字签名 58

5.3.3安全性 59

5.4数字证书 59

5.4.1X.509 证书规范 60

5.4.2证书格式 61

5.4.3证书信任链 62

5.5PKI 体系 63

5.5.1PKI 基本组件 63

5.5.2证书的签发 63

5.5.3证书的撤销 66

5.6Merkle树结构 66

5.7布隆过滤器 67

5.8同态加密 68

5.9其他问题 70

5.10本章小结 71

第6章比特币——区块链思想诞生的摇篮 72

6.1比特币项目简介 72

6.1.1比特币大事记 73

6.1.2其他数字货币 74

6.2原理和设计 75

6.2.1基本交易过程 75

6.2.2重要概念 76

6.2.3创新设计 78

6.3挖矿 80

6.3.1基本原理 80

6.3.2挖矿过程 81

6.3.3如何看待挖矿 81

6.4共识机制 82

6.4.1工作量证明 82

6.4.2权益证明 83

6.5闪电网络 83

6.6侧链 85

6.6.1SPV 证明 85

6.6.2双向挂钩 86

6.6.3近期进展 87

6.7热点问题 87

6.7.1设计中的权衡 87

6.7.2分叉 87

6.7.3交易延展性 88

6.7.4扩容之争 89

6.7.5比特币的监管和追踪 90

6.8相关工具 91

6.9本章小结 92

第7章以太坊——挣脱数字货币的枷锁 93

7.1以太坊项目简介 93

7.1.1以太坊项目简史 94

7.1.2主要特点 95

7.2核心概念 95

7.3主要设计 97

7.3.1智能合约相关设计 97

7.3.2交易模型 97

7.3.3共识 97

7.3.4降低攻击 98

7.3.5提高扩展性 98

7.4相关工具 98

7.4.1客户端和开发库 98

7.4.2以太坊钱包 99

7.4.3IDE 100

7.4.4网站资源 100

7.5安装客户端 100

7.5.1从 PPA 直接安装 100

7.5.2从源码编译 101

7.6使用智能合约 102

7.6.1搭建测试用区块链 102

7.6.2创建和编译智能合约 104

7.6.3部署智能合约 105

7.6.4调用智能合约 106

7.7智能合约案例：投票 106

7.7.1智能合约代码 107

7.7.2代码解析 109

7.8本章小结 111

第8章超级账本——面向企业的分布式账本 112

8.1超级账本项目简介 112

8.2社区组织结构 114

8.2.1基本结构 114

8.2.2大中华区技术工作组 114

8.3顶级项目介绍 115

8.3.1Fabric 项目 116

8.3.2Sawtooth 项目 117

8.3.3Iroha 项目 117

8.3.4Blockchain Explorer 项目 117

8.3.5Cello 项目 118

8.3.6Indy 项目 118

8.3.7Composer 项目 118

8.3.8Burrow 项目 119

8.4开发必备工具 119

8.4.1Linux Foundation ID 119

8.4.2Jira——任务和进度管理 119

8.4.3Gerrit——代码仓库和 Review管理 120

8.4.4RocketChat——在线沟通 121

8.5贡献代码 121

8.6本章小结 126

实践篇

第9章超级账本 Fabric 部署和使用 128

9.1简介 128

9.2本地编译安装 129

9.2.1操作系统 130

9.2.2环境配置 130

9.2.3获取代码 131

9.2.4编译安装 fabric-peer 组件 131

9.2.5编译安装 fabric-orderer 组件