区块链原理、设计与应用

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
4.3　FLP 不可能原理 39
4.3.1　定义 39
4.3.2　正确理解 39
4.4　CAP 原理 40
4.4.1　定义 40
4.4.2　应用场景 41
4.5　ACID 原则 41
4.6　Paxos 算法与 Raft 算法 42
4.6.1　Paxos 算法 42
4.6.2　Raft 算法 45
4.7　拜占庭问题与算法 45
4.8　可靠性指标 48
4.8.1　几个 9 的指标 48
4.8.2　两个核心时间 49
4.8.3　提高可靠性 49
4.9　本章小结 49
第5章　密码学与安全技术 50
5.1　Hash 算法与数字摘要 50
5.1.1　Hash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
5.1.5　Hash 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
5.4.1　X.509 证书规范 60
5.4.2　证书格式 61
5.4.3　证书信任链 62
5.5　PKI 体系 63
5.5.1　PKI 基本组件 63
5.5.2　证书的签发 63
5.5.3　证书的撤销 66
5.6　Merkle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
6.6.1　SPV 证明 85
6.6.2　双向挂钩 86
6.6.3　*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
7.4.3　IDE 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　*项目介绍 115
8.3.1　Fabric 项目 116
8.3.2　Sawtooth 项目 117
8.3.3　Iroha 项目 117
8.3.4　Blockchain Explorer 项目 117
8.3.5　Cello 项目 118
8.3.6　Indy 项目 118
8.3.7　Composer 项目 118
8.3.8　Burrow 项目 119
8.4　开发必备工具 119
8.4.1　Linux Foundation ID 119
8.4.2　Jira——任务和进度管理 119
8.4.3　Gerrit——代码仓库和 Review管理 120
8.4.4　RocketChat——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