隨著以比特幣（Bitcoin）為代表的數(shù)字貨幣的崛起，其底層支撐架構(gòu)——區(qū)塊鏈（Blockchain）憑借去中心化信用、數(shù)據(jù)不可篡改等特點(diǎn)，吸引了多國(guó)政府部門(mén)、金融機(jī)構(gòu)及互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司的廣泛關(guān)注，逐漸成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的熱點(diǎn)課題。本書(shū)首先簡(jiǎn)要介紹了密碼學(xué)、P2P網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，然后詳細(xì)介紹了比特幣的相關(guān)原理與技術(shù)，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)介紹了區(qū)塊鏈技術(shù)的原理，后介紹了區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用。本書(shū)是第 一本系統(tǒng)全面介紹區(qū)塊鏈技術(shù)的中文教材，目的是使學(xué)習(xí)者能夠掌握區(qū)塊鏈的理論與技術(shù)，進(jìn)而從事區(qū)塊鏈的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。
以比特幣（Bitcoin）為代表的數(shù)字貨幣的崛起，其底層支撐架構(gòu)——區(qū)塊鏈（Blockchain）憑借去中心化信用、數(shù)據(jù)不可篡改等特點(diǎn)，吸引了世界許多國(guó)家政府部門(mén)、金融機(jī)構(gòu)及互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司的廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的熱點(diǎn)課題。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的創(chuàng)新應(yīng)用模式。區(qū)塊鏈技術(shù)被認(rèn)為是繼大型機(jī)、個(gè)人電腦、互聯(lián)網(wǎng)之后計(jì)算模式的顛覆式創(chuàng)新。目前，區(qū)塊鏈的應(yīng)用已延伸到物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈管理、數(shù)字資產(chǎn)交易等多個(gè)領(lǐng)域。
2016年12月在《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃的通知》中將區(qū)塊鏈寫(xiě)入“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃，將區(qū)塊鏈列為重點(diǎn)加強(qiáng)的戰(zhàn)略性前沿技術(shù)。區(qū)塊鏈已經(jīng)成為國(guó)家信息化戰(zhàn)略的重要組成部分。
本書(shū)主要回答4個(gè)方面的問(wèn)題：
首先，為什么要學(xué)習(xí)和研究區(qū)塊鏈技術(shù)？從國(guó)家戰(zhàn)略、技術(shù)發(fā)展等方面闡述了區(qū)塊鏈技術(shù)的重要性和區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境和面臨的問(wèn)題。
第二，比特幣中的區(qū)塊鏈技術(shù)原理是什么？作為比特幣的底層技術(shù)，區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾伟l(fā)揮作用的，其技術(shù)原理和細(xì)節(jié)是什么，這一部分給出了詳細(xì)的介紹。
第三，區(qū)塊鏈技術(shù)的原理是什么？在比特幣區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)上，區(qū)塊鏈技術(shù)又有新的發(fā)展，這部分詳細(xì)介紹區(qū)塊鏈的*新研究成果和技術(shù)。
第四，如何應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。
本書(shū)可以作為管理信息系統(tǒng)、信息安全、電子商務(wù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專(zhuān)業(yè)學(xué)生教材，也可以作為從事網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全、金融行業(yè)等從業(yè)者的參考讀物。
前言
隨著以比特幣為代表的數(shù)字貨幣的崛起，其底層支撐架構(gòu)—區(qū)塊鏈憑借去中心化信用、數(shù)據(jù)不可篡改等特點(diǎn)，吸引了世界許多國(guó)家政府部門(mén)、金融機(jī)構(gòu)及互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司的廣泛關(guān)注，已經(jīng)成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的熱點(diǎn)課題。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的創(chuàng)新應(yīng)用模式。區(qū)塊鏈技術(shù)被認(rèn)為是繼大型機(jī)、個(gè)人電腦、互聯(lián)網(wǎng)之后計(jì)算模式的顛覆式創(chuàng)新。目前，區(qū)塊鏈的應(yīng)用已延伸到物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈管理、數(shù)字資產(chǎn)交易等多個(gè)領(lǐng)域。
2016年12月，《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃的通知》將區(qū)塊鏈寫(xiě)入“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃，將區(qū)塊鏈列為重點(diǎn)加強(qiáng)的戰(zhàn)略性前沿技術(shù)。區(qū)塊鏈已經(jīng)成為國(guó)家信息化戰(zhàn)略的重要組成部分。
2016年9月，中央財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院的朱建明、高勝和段美姣三位老師共同開(kāi)設(shè)了第一門(mén)“區(qū)塊鏈技術(shù)”課程，本書(shū)就是在此基礎(chǔ)上完成的。本書(shū)主要回答四個(gè)方面的問(wèn)題：
第一，為什么要學(xué)習(xí)和研究區(qū)塊鏈技術(shù)？從國(guó)家戰(zhàn)略、技術(shù)發(fā)展等方面闡述了區(qū)塊鏈技術(shù)的重要性和區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境以及面臨的問(wèn)題。
第二，比特幣中的區(qū)塊鏈技術(shù)原理是什么？作為比特幣的底層技術(shù)，區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾伟l(fā)揮作用的？其技術(shù)原理和細(xì)節(jié)是什么？這一部分給出了詳細(xì)的介紹。
第三，區(qū)塊鏈技術(shù)的原理是什么？在比特幣區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)上，區(qū)塊鏈技術(shù)又有新的發(fā)展，這一部分詳細(xì)介紹區(qū)塊鏈的最新研究成果和技術(shù)。
第四，如何應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。
全書(shū)由朱建明、高勝和段美姣三位老師共同編著。第1章由朱建明編寫(xiě)，第2章由賈恒越編寫(xiě)，第3章由海沫編寫(xiě)，第4～7章由段美姣、朱燁辰編寫(xiě)，第8～10章由高勝編寫(xiě)，第11章案例由布比公司和火幣網(wǎng)提供，由付永貴整理。
編者在完成本書(shū)的過(guò)程中參閱了大量的文獻(xiàn)，其中包括專(zhuān)業(yè)書(shū)籍、學(xué)術(shù)論文、學(xué)位論文、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)報(bào)告等，書(shū)中有部分引用已經(jīng)很難查證原始出處，編者注明的參考文獻(xiàn)僅僅是獲得相關(guān)資料的文獻(xiàn)，沒(méi)有一一列舉出所有的參考文獻(xiàn)，在此表示歉意和謝意。
由于編者水平有限，本書(shū)不足與疏漏之處在所難免，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
作者2017年8月
目 錄
前言
第一部分 基礎(chǔ)知識(shí)
第1章 緒論2
1.1 區(qū)塊鏈概述2
1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用5
思考題8
參考文獻(xiàn)9
第2章 區(qū)塊鏈中的密碼學(xué)10
2.1 密碼學(xué)概述10
2.2 對(duì)稱(chēng)密碼體制15
2.3 非對(duì)稱(chēng)密碼體制20
2.4 Hash函數(shù)26
2.5 數(shù)字簽名技術(shù)31
2.6 本章小結(jié)35
思考題35
參考文獻(xiàn)36
第3章 分布式一致性37
3.1 分布式計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)37
3.2 從ACID到CAP/BASE41
3.3 一致性協(xié)議和算法43
3.4 本章小結(jié)47
思考題48
參考文獻(xiàn)48
第二部分 比特幣
第4章 比特幣簡(jiǎn)介52
4.1 數(shù)字貨幣概述52
4.2 比特幣概述72
第5章 比特幣核心概念84
5.1 比特幣錢(qián)包84
5.2 比特幣密鑰和地址90
5.3 比特幣交易99
5.4 比特幣腳本106
5.5 比特幣網(wǎng)絡(luò)112
第6章 比特幣區(qū)塊鏈技術(shù)原理120
6.1 比特幣區(qū)塊120
6.2 分布式共識(shí)機(jī)制128
6.3 比特幣激勵(lì)機(jī)制141
6.4 側(cè)鏈技術(shù)146
6.5 閃電網(wǎng)絡(luò)153
6.6 比特幣運(yùn)行與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)162
第7章 比特幣面臨的挑戰(zhàn)186
7.1 比特幣面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)186
7.2 比特幣價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)198
7.3 比特幣資源消耗問(wèn)題201
7.4 比特幣政策風(fēng)險(xiǎn)201
參考文獻(xiàn)202
第三部分 區(qū)塊鏈技術(shù)原理
第8章 區(qū)塊鏈基本簡(jiǎn)介206
8.1 區(qū)塊鏈概念206
8.2 區(qū)塊鏈主要特征209
8.3 區(qū)塊鏈技術(shù)演化發(fā)展210
8.4 區(qū)塊鏈部署形式211
8.5 區(qū)塊鏈參考架構(gòu)214
8.6 區(qū)塊鏈技術(shù)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)217
8.7 本章小結(jié)222
第9章 以太坊區(qū)塊鏈概述224
9.1 以太坊出發(fā)點(diǎn)224
9.2 以太坊概述225
9.3 以太坊體系架構(gòu)229
9.4 以太坊區(qū)塊鏈核心概念231
9.5 狀態(tài)轉(zhuǎn)換241
9.6 以太坊錢(qián)包和瀏覽器243
9.7 以太坊客戶端243
9.8 以太坊網(wǎng)絡(luò)247
9.9 分布式應(yīng)用248
9.10 本章小結(jié)252
第10章 智能合約253
10.1 智能合約概述253
10.2 智能合約體系架構(gòu)260
10.3 智能合約運(yùn)行機(jī)制261
10.4 以太坊智能合約開(kāi)發(fā)環(huán)境262
10.5 以太坊智能合約部署流程268
10.6 以太坊區(qū)塊鏈開(kāi)發(fā)實(shí)踐269
10.7 以太坊區(qū)塊鏈應(yīng)用實(shí)踐案例289
10.8 本章小結(jié)306
參考文獻(xiàn)306
第四部分 區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用案例
第11章 區(qū)塊鏈應(yīng)用案例310
11.1 布比案例310
11.2 火幣案例318
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