區(qū)塊鏈技術分析及應用

目錄
前言
第1章 區(qū)塊鏈技術現(xiàn)狀 1
1.1 區(qū)塊鏈起源 1
1.1.1 貨幣演進過程 1
1.1.2 數(shù)字貨幣 2
1.1.3 比特幣的誕生 3
1.2 區(qū)塊鏈概述 5
1.2.1 區(qū)塊鏈定義 5
1.2.2 區(qū)塊鏈原理 6
1.2.3 區(qū)塊鏈分類 7
1.3 區(qū)塊鏈技術研究 8
1.3.1 區(qū)塊鏈技術平臺及演進研究 10
1.3.2 區(qū)塊鏈關鍵技術研究 14
1.3.3 區(qū)塊鏈技術應用研究 19
1.4 區(qū)塊鏈技術發(fā)展 20
1.4.1 區(qū)塊鏈1.0 20
1.4.2 區(qū)塊鏈2.0 21
1.4.3 區(qū)塊鏈3.0 22
1.4.4 體系架構 22
第2章 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲 24
2.1 分布式數(shù)據(jù)庫 24
2.2 數(shù)據(jù)存儲方式 26
2.3 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結構 27
2.4 數(shù)據(jù)存儲案例 34
2.4.1 比特幣數(shù)據(jù)存儲 34
2.4.2 以太坊數(shù)據(jù)存儲 38
第3章 密碼學技術 45
3.1 加解密算法 45
3.1.1 加解密系統(tǒng) 45
3.1.2 對稱加密算法 46
3.1.3 非對稱加密算法 47
3.1.4 橢圓曲線密碼算法 48
3.2 哈希算法 49
3.2.1 哈希函數(shù) 49
3.2.2 常見算法 50
3.2.3 SHA256算法 50
3.2.4 RIPEMD-160算法 54
3.2.5 Keccak算法 57
3.3 數(shù)字簽名 61
3.3.1 數(shù)字簽名定義 61
3.3.2 數(shù)字簽名技術 61
3.3.3 橢圓曲線簽名生成與簽名驗證 62
3.4 區(qū)塊鏈中密碼學的應用 64
3.4.1 公私鑰對的生成 64
3.4.2 地址的生成 66
3.4.3 區(qū)塊鏈上的交易 68
3.4.4 哈希指針 72
第4章 區(qū)塊鏈傳輸機制 73
4.1 P2P網(wǎng)絡技術 73
4.1.1 P2P網(wǎng)絡定義及特性 73
4.1.2 網(wǎng)絡模型 74
4.2 分布式通信協(xié)議 75
4.2.1 基本原理 75
4.2.2 TCP 78
4.2.3 HTTP 81
4.2.4 RPC協(xié)議 83
4.2.5 Gossip協(xié)議 84
4.3 比特幣網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸 85
4.3.1 握手通信 86
4.3.2 地址發(fā)現(xiàn) 86
4.3.3 區(qū)塊同步 87
4.3.4 數(shù)據(jù)傳輸 88
4.4 超級賬本數(shù)據(jù)傳輸 89
4.4.1 通信實現(xiàn) 89
4.4.2 主節(jié)點選取 91
4.4.3 狀態(tài)同步 91
4.4.4 數(shù)據(jù)傳輸 92
4.4.5 Fabric操作 92
第5章 區(qū)塊鏈共識機制 101
5.1 分布式一致性 101
5.1.1 一致性問題 101
5.1.2 一致性理論 102
5.2 一致性協(xié)議 105
5.2.1 Paxos算法 105
5.2.2 Raft算法 115
5.3 PBFT算法 119
5.3.1 拜占庭將軍問題 119
5.3.2 實用拜占庭容錯算法 121
5.4 PoW共識機制 127
5.5 PoS共識機制 129
5.6 DPoS共識機制 130
5.7 Ripple協(xié)議共識算法 131
第6章 區(qū)塊鏈技術問題和挑戰(zhàn) 133
6.1 區(qū)塊鏈技術的發(fā)展局限 133
6.2 區(qū)塊鏈技術現(xiàn)存問題 134
6.2.1 區(qū)塊鏈自身安全特性分析 134
6.2.2 效率問題 137
6.2.3 隱私保護問題 142
6.2.4 安全性問題 145
6.3 區(qū)塊鏈技術發(fā)展挑戰(zhàn) 146
6.3.1 對傳統(tǒng)法律法規(guī)的沖擊 146
6.3.2 政府層面所面臨的挑戰(zhàn) 147
第7章 區(qū)塊鏈與信息技術 150
7.1 新的計算架構 151
7.2 大數(shù)據(jù)技術 153
7.3 云計算技術 154
7.4 物聯(lián)網(wǎng) 154
7.5 信息安全技術 156
第8章 區(qū)塊鏈場景/應用案例分析 157
8.1 區(qū)塊鏈與金融 157
8.1.1 數(shù)字貨幣現(xiàn)狀 157
8.1.2 應用案例 157
8.2 區(qū)塊鏈與醫(yī)療 158
8.2.1 醫(yī)療領域現(xiàn)狀 158
8.2.2 應用案例 159
8.3 區(qū)塊鏈與政府管理 159
8.3.1 政府服務現(xiàn)狀 159
8.3.2 應用案例 160
8.4 區(qū)塊鏈與教育 160
8.4.1 教育行業(yè)現(xiàn)狀 160
8.4.2 應用案例 161
8.5 區(qū)塊鏈與農(nóng)業(yè) 161
8.5.1 農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀 161
8.5.2 應用案例 161
8.6 區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng) 162
8.6.1 物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)現(xiàn)狀 162
8.6.2 應用案例 163
第9章 區(qū)塊鏈應用開發(fā) 164
9.1 比特幣 164
9.1.1 比特幣簡介 164
9.1.2 技術原理 164
9.1.3 編譯與安裝 165
9.1.4 bitcoin-cli模塊詳解 169
9.2 以太坊 182
9.2.1 以太坊簡介 182
9.2.2 工作原理 184
9.2.3 關鍵概念 185
9.2.4 搭建與配置 190
9.3 超級賬本 199
9.3.1 超級賬本簡介 199
9.3.2 系統(tǒng)架構 201
9.3.3 關鍵概念 202
9.3.4 搭建與配置 206
第10章 數(shù)字版權存證與交易平臺開發(fā) 210
10.1 背景 210
10.2 平臺簡介 211
10.3 平臺開發(fā) 212
10.3.1 環(huán)境準備 212
10.3.2 目錄創(chuàng)建 216
10.3.3 合約編寫 217
10.3.4 合約部署 223
10.3.5 前端頁面 225
參考文獻 228