區(qū)塊鏈理論與方法 [Blockchain Theory and Method]
定 價(jià):69 元
- 作者:袁勇,王飛躍
- 出版時(shí)間:2019/12/1
- ISBN:9787302540298
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:F713.361.3
- 頁(yè)碼:358
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
區(qū)塊鏈?zhǔn)请S著以比特幣為代表的數(shù)字加密貨幣的崛起而誕生的新興戰(zhàn)略前沿技術(shù)。目前,區(qū)塊鏈領(lǐng)域呈現(xiàn)出明顯的“理論研究滯后于市場(chǎng)實(shí)踐”的發(fā)展態(tài)勢(shì)。
為此,《區(qū)塊鏈理論與方法》致力于系統(tǒng)和深入地介紹區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵方法,內(nèi)容涵蓋區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、P2P網(wǎng)絡(luò)、跨鏈互操作、共識(shí)算法、經(jīng)濟(jì)激勵(lì)、智能合約、擴(kuò)容技術(shù)、安全與隱私保護(hù)、數(shù)字貨幣及分布式賬本等。
《區(qū)塊鏈理論與方法》可作為高等院校本科生或研究生的教材,同時(shí)可供區(qū)塊鏈專業(yè)研發(fā)人員參考學(xué)習(xí)。
《區(qū)塊鏈理論與方法》Z大的特色是注重區(qū)塊鏈領(lǐng)域深層次的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù),這與目前市面上大多以科普為主的圖書完全不同。
區(qū)塊鏈智能:新時(shí)代智能產(chǎn)業(yè)之“真”與“道”
為什么要寫這本書?為什么要學(xué)習(xí)和研究區(qū)塊鏈方法與技術(shù)?
顯然,人們對(duì)區(qū)塊鏈的第一反應(yīng)一定是比特幣、ICO、以太坊、EOS等形形色色、狂起狂落的數(shù)字“貨幣”,以及不久前還聲勢(shì)浩大差不多耗去全世界千分之一電量的“挖礦”運(yùn)動(dòng)。這些現(xiàn)象使得區(qū)塊鏈成為社會(huì)“熱”點(diǎn),其熱度之高,幾乎達(dá)到“夢(mèng)想與忽悠齊飛,理性共瘋狂一色”的境地,以至有人感嘆:“傻子太多,騙子太少!睆倪@個(gè)角度上考慮,在眾多的區(qū)塊鏈商業(yè)與普及類書籍之外,我們迫切需要一本深入系統(tǒng)地介紹科學(xué)方法和基本技術(shù)的區(qū)塊鏈專著,幫助大家從本質(zhì)上理解和認(rèn)識(shí)區(qū)塊鏈及相關(guān)應(yīng)用的意義。
其實(shí),這是一個(gè)世界性的迫切需求。2018年初,著名的科技雜志《麻省理工技術(shù)評(píng)論》(MIT Technology Review)改變風(fēng)格,每一期只專注一個(gè)課題;而選擇的第一個(gè)專題就是區(qū)塊鏈(見圖1),力圖在“Hype(忽悠)”和“Hope(希望)”之間找出區(qū)塊鏈的真實(shí)價(jià)值。該雜志權(quán)威齊聚,洋洋萬言,結(jié)論十分形象:腦洞大開之后,盡快砍掉“y”底下的長(zhǎng)尾,補(bǔ)全其上之腦,通過進(jìn)一步完善區(qū)塊鏈的方法、技術(shù)、體系和應(yīng)用案例,化“y”之叉為完整完美無縫連接之“o”鏈;如此,區(qū)塊鏈的忽悠“Hype”就自然成為區(qū)塊鏈的希望“Hope”,最終一定是“落霞與孤鶩齊飛,秋水共長(zhǎng)天一色”的智能產(chǎn)業(yè)美境!這正是寫作本書的目的。
學(xué)習(xí)研究區(qū)塊鏈有重要意義,因?yàn)檫@不僅是支撐比特幣的基礎(chǔ)技術(shù),也不單是一種分布式的記賬方法,更為重要的是,區(qū)塊鏈與智能技術(shù)結(jié)合成為區(qū)塊鏈智能之后,必將催生新的智能產(chǎn)業(yè)形態(tài),同時(shí)成為變革世界、構(gòu)建智慧社會(huì)的基石。
為什么這樣認(rèn)為?按照20世紀(jì)最偉大的科學(xué)哲學(xué)家之一卡爾·波普爾的理論,我們的世界由物理世界、心理世界和人工世界三部分組成。社會(huì)發(fā)展的歷史也表明,一個(gè)經(jīng)濟(jì)體系的革命和新舊轉(zhuǎn)化的升級(jí),只能在一個(gè)新的市場(chǎng)空間中實(shí)現(xiàn)。例如,從農(nóng)業(yè)到工業(yè)的革命,正是由于開發(fā)了心理世界,把心理世界中原來不是商品的“時(shí)尚”,通過紡織品變?yōu)榭纱笈可a(chǎn)和全面流通的商品;再加上工業(yè)技術(shù)的興起,使社會(huì)專業(yè)分工和大規(guī)模生產(chǎn)成為可能,一舉突破了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的邊際效用遞減詛咒和“糧食增產(chǎn)、人口暴漲”的馬爾薩斯“貧困陷阱”,使人類從農(nóng)業(yè)社會(huì)躍人工業(yè)社會(huì)。這就是為什么工業(yè)經(jīng)濟(jì)始于英國(guó)的紡織業(yè),而不是當(dāng)時(shí)以食品業(yè)見長(zhǎng)、更為發(fā)達(dá)的荷蘭。因?yàn)榧徔椘凡煌谵r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中既不能少也不可多的食品,不但可以保存更久,而且其市場(chǎng)的規(guī)模取決于心理,具有無限大的發(fā)展?jié)摿,本質(zhì)上就是心理世界的初級(jí)開發(fā)。
袁勇,中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所副研究員
王飛躍,中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、青島智能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng)
第1章 概述
1.1 比特幣與數(shù)字貨幣
1.1.1 歷史與現(xiàn)狀
1.1.2 生態(tài)系統(tǒng)
1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)
1.2.1 概念與定義
1.2.2 歷史與現(xiàn)狀
1.2.3 特色與特點(diǎn)
1.2.4 分類與比較
1.2.5 架構(gòu)與模型
1.2.6 內(nèi)涵辨析
第2章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)
2.1 區(qū)塊結(jié)構(gòu)
2.1.1 區(qū)塊頭
2.1.2 區(qū)塊體
2.1.3 交易類型
2.2 區(qū)塊鏈的運(yùn)行流程
2.2.1 交易生成
2.2.2 網(wǎng)絡(luò)傳播與驗(yàn)證
2.2.3 交易池管理
2.2.4 交易優(yōu)先級(jí)排序
2.2.5 交易手續(xù)費(fèi)定價(jià)
2.2.6 共識(shí)競(jìng)爭(zhēng)與構(gòu)建區(qū)塊
2.2.7 難度調(diào)整機(jī)制
2.2.8 分叉處理與主鏈判定
2.3 數(shù)據(jù)層的關(guān)鍵技術(shù)
2.3.1 時(shí)間戳
2.3.2 哈希函數(shù)
2.3.3 默克爾樹
2.3.4 非4對(duì)稱加密
2.3.5 數(shù)字簽名
第3章 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)與跨鏈技術(shù)
3.1 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)
3.1.1 P2P網(wǎng)絡(luò)
3.1.2 節(jié)點(diǎn)類型
3.1.3 數(shù)據(jù)傳播協(xié)議
3.1.4 數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制
3.1.5 礦池網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
3.1.6 區(qū)塊鏈分叉
3.2 跨鏈技術(shù)
3.2.1 概念與定義
3.2.2 難點(diǎn)與解決方案
3.2.3 典型跨鏈案例
第4章 共識(shí)算法
4.1 共識(shí)簡(jiǎn)史
4.1.1 傳統(tǒng)分布式一致性研究
4.1.2 主流區(qū)塊鏈共識(shí)算法
4.1.3 共識(shí)算法的新進(jìn)展
4.2 共識(shí)系統(tǒng)基礎(chǔ)
4.2.1 分布式系統(tǒng)模型
4.2.2 FLP定理和CAP定理
4.2.3 兩軍問題
4.2.4 拜占庭將軍問題
4.2.5 共識(shí)過程的主流模型
4.2.6 共識(shí)算法的分類
4.3 分布式一致性算法
4.3.1 Paxos算法
4.3.2 Raft算法
4.4 主流區(qū)塊鏈共識(shí)算法
4.4.1 PBFT共識(shí)算法
4.4.2 PoW共識(shí)算法
4.4.3 PoS共識(shí)算法
4.4.4 DPoS共識(shí)算法
4.4.5 RPCA共識(shí)算法
4.5 共識(shí)算法的新進(jìn)展
4.5.1 原生PoW擴(kuò)展共識(shí)算法
4.5.2 原生PoS擴(kuò)展共識(shí)算法
4.5.3 PoW+PoS混合共識(shí)算法
4.5.4 其他共識(shí)算法
第5章 經(jīng)濟(jì)激勵(lì)與策略行為
5.1 區(qū)塊鏈經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)
5.1.1 區(qū)塊鏈中的經(jīng)濟(jì)博弈
5.1.2 代幣發(fā)行機(jī)制
5.1.3 代幣分配機(jī)制
5.1.4 交易費(fèi)
5.1.5 礦池與分配方式
5.2 激勵(lì)機(jī)制與策略性行為
5.2.1 共識(shí)機(jī)制設(shè)計(jì)與激勵(lì)相容性
5.2.2 ICO機(jī)制設(shè)計(jì)
5.2.3 自私挖礦
5.2.4 扣塊攻擊
5.2.5 跨鏈套利和跨礦池套利
5.2.6 挖空塊
5.2.7 ASICBoost
第6章 智能合約
6.1 概念與定義
6.2 智能合約開發(fā)平臺(tái)
6.2.1 比特幣腳本
6.2.2 以太坊平臺(tái)
6.2.3 超級(jí)賬本Fabric
6.2.4 其他智能合約開發(fā)平臺(tái)
6.3 智能合約模型
6.3.1 智能合約的運(yùn)行機(jī)制
6.3.2 智能合約的架構(gòu)模型
6.4 智能合約的若干核心要素
6.4.1 預(yù)言機(jī)
6.4.2 DAO
6.4.3 形式化驗(yàn)證
6.5 智能合約的挑戰(zhàn)與進(jìn)展
6.5.1 隱私問題
6.5.2 法律問題
6.5.3 安全問題
6.5.4 機(jī)制設(shè)計(jì)與性能問題
6.6 智能合約的應(yīng)用場(chǎng)景
6.6.1 金融
6.6.2 管理
6.6.3 醫(yī)療
6.6.4 物聯(lián)網(wǎng)與供應(yīng)鏈
第7章 區(qū)塊鏈擴(kuò)容技術(shù)
7.1 擴(kuò)容問題概述
7.2 關(guān)鍵技術(shù)
7.2.1 區(qū)塊擴(kuò)容
7.2.2 頻率擴(kuò)容
7.2.3 架構(gòu)擴(kuò)容
7.2.4 并行擴(kuò)容
7.3 制約因素
7.3.1 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載
7.3.2 節(jié)點(diǎn)瓶頸
7.4 衍生問題:安全問題
7.4.1 高交易量安全問題
7.4.2 中心化
7.4.3 側(cè)鏈安全性
7.5 衍生問題:經(jīng)濟(jì)問題
7.5.1 幣值
7.5.2 交易費(fèi)與礦工收益
第8章 區(qū)塊鏈安全與隱私保護(hù)
8.1 區(qū)塊鏈的安全目標(biāo)
8.1.1 數(shù)據(jù)安全
8.1.2 共識(shí)安全
8.1.3 隱私保護(hù)
8.1.4 智能合約安全
8.1.5 內(nèi)容安全
8.2 區(qū)塊鏈的安全性問題
8.2.1 數(shù)據(jù)層安全問題
8.2.2 網(wǎng)絡(luò)層安全問題
8.2.3 共識(shí)層安全問題
8.2.4 激勵(lì)層安全問題
8.2.5 合約層安全問題
8.2.6 應(yīng)用層安全問題
8.3 常見的漏洞和攻擊手段
8.3.1 針對(duì)共識(shí)一致性的攻擊
8.3.2 針對(duì)擴(kuò)展性的攻擊
8.3.3 針對(duì)激勵(lì)策略的攻擊
8.3.4 針對(duì)智能合約的攻擊
8.3.5 其他攻擊
8.4 安全與隱私保護(hù)技術(shù)
8.4.1 盲簽名
8.4.2 群簽名
8.4.3 環(huán)簽名
8.4.4 零知識(shí)證明
8.4.5 同態(tài)加密
8.4.6 安全多方計(jì)算
8.4.7 混幣技術(shù)
8.4.8 TOR網(wǎng)絡(luò)
8.5 典型加密貨幣案例
8.5.1 零幣-Zcash
8.5.2 門羅幣-Monero
8.6 未來區(qū)塊鏈安全方面研究重點(diǎn)
8.6.1 打破“不可能三角
8.6.2 隱私保護(hù)與可控監(jiān)管
8.6.3 區(qū)塊鏈互聯(lián)
8.6.4 系統(tǒng)級(jí)安全體系
第9章 數(shù)字貨幣
9.1 貨幣的歷史及分類
9.2 數(shù)字貨幣的定義
9.3 數(shù)字貨幣的思想基礎(chǔ)
9.4 數(shù)字貨幣大事記
9.5 數(shù)字貨幣生態(tài)的核心要素
9.5.1 錢包
9.5.2 礦池
9.6 競(jìng)爭(zhēng)幣
9.7 數(shù)字貨幣估值模型
9.7.1 價(jià)值存儲(chǔ)理論
9.7.2 流通理論
9.7.3 INET模型
9.7.4 網(wǎng)絡(luò)價(jià)值與交易比率
9.7.5 梅特卡夫定律網(wǎng)絡(luò)價(jià)值比率
9.7.6 CAPM模型
9.8 數(shù)字貨幣交易市場(chǎng)
9.8.1 二級(jí)市場(chǎng)交易
9.8.2 金融衍生品市場(chǎng)
9.8.3 數(shù)字貨幣交易所
9.9 穩(wěn)定幣
9.9.1 法定資產(chǎn)抵押型:USDT
9.9.2 加密貨幣抵押型:MakerDAO
9.9.3 無抵押/算法式:BASIS
9.10 法定數(shù)字貨幣
9.10.1 英國(guó)央行數(shù)字貨幣RSCoin
9.10.2 中國(guó)法定數(shù)字貨幣
第10章 分布式賬本
10.1 DAG概述
10.2 IOTA
10.2.1 權(quán)重機(jī)制
10.2.2 末梢選擇算法與沖突交易判別
10.2.3 攻擊情景分析模擬
10.3 Byteball
10.3.1 見證人機(jī)制
10.3.2 主鏈機(jī)制
10.3.3 全局主鏈與共識(shí)
10.3.4 交易排序與交易確認(rèn)
10.3.5 寄生鏈攻擊防御
10.4 Hashgraph
10.4.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
10.4.2 Gossip about Gossip協(xié)議
10.4.3 虛擬投票與事件排序
參考文獻(xiàn)