本書主要內(nèi)容由七個章節(jié)組成，第一章為區(qū)塊鏈基本內(nèi)容介紹區(qū)塊鏈的基本概念以及原理。第二章為共識算法基礎(chǔ)介紹區(qū)塊鏈技術(shù)作用的分布式系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，共識問題的起源以及共識算法的分類。第三章為分布式一致性共識算法及應(yīng)用介紹在分布式系統(tǒng)中共識算法的類型及運(yùn)用。第四章為典型區(qū)塊鏈共識算法及應(yīng)用介紹PoW、PoS、DPoS、PBFT和Ripple幾種共識算法的基本概念、算法流程、安全性和典型運(yùn)用。第五章為業(yè)務(wù)共識算法及典型應(yīng)用介紹業(yè)務(wù)共識算法的基本概念和相關(guān)應(yīng)用場景。第六章為針對共識算法的攻擊介紹各典型區(qū)塊鏈共識算法存在的問題和漏洞，針對不同共識機(jī)制的攻擊方法。第七章為共識算法的改進(jìn)和發(fā)展方向介紹根據(jù)存在的漏洞而對共識算法的改進(jìn)以及區(qū)塊鏈共識算法的發(fā)展方向和路線。
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目錄
第一章 區(qū)塊鏈基本內(nèi)容 1
1.1 區(qū)塊鏈的基本概念及原理 1
1.1.1 區(qū)塊鏈的起源與發(fā)展 1
1.1.2 區(qū)塊鏈的基本概念及工作原理 4
1.2 區(qū)塊鏈的相關(guān)理論 8
1.2.1 密碼學(xué) 8
1.2.2 共識機(jī)制 9
1.2.3 智能合約 9
1.3 典型的區(qū)塊鏈平臺 10
1.3.1 比特幣 10
1.3.2 以太坊 11
1.3.3 超級賬本 11
1.4 區(qū)塊鏈應(yīng)用 13
1.4.1 電子存證 13
1.4.2 產(chǎn)品溯源 14
1.4.3 金融服務(wù) 15
1.4.4 政務(wù)民生 16
1.5 本章小結(jié) 17
參考文獻(xiàn) 18
第二章 共識算法基礎(chǔ) 19
2.1 共識算法介紹 19
2.1.1 共識算法的起源和發(fā)展 19
2.1.2 共識算法的基本概念及工作原理 19
2.1.3 共識算法分類 20
2.2 共識算法基本定理 20
2.2.1 FLP不可能定理 20
2.2.2 CAP定理 20
2.3 共識算法評價 21
2.3.1 共識算法的分布式一致性 21
2.3.2 共識算法的安全性 22
2.3.3 共識算法的擴(kuò)展性 22
2.3.4 共識算法的容錯性 22
2.4 區(qū)塊鏈共識算法 22
2.4.1 區(qū)塊鏈共識算法基礎(chǔ) 22
2.4.2 主流共識算法 22
2.4.3 共識算法分類 24
2.5 本章小結(jié) 25
參考文獻(xiàn) 25
第三章 分布式一致性算法 26
3.1 Paxos算法 26
3.1.1 Paxos故事背景 26
3.1.2 Paxos算法介紹 28
3.1.3 Paxos一致性三大法則 31
3.2 Raft算法 34
3.2.1 Raft背景介紹 34
3.2.2 復(fù)制狀態(tài)機(jī) 35
3.2.3 Raft算法過程 38
3.2.4 Raft算法完善 43
3.3 PBFT算法 46
3.3.1 實(shí)用拜占庭容錯系統(tǒng)模型 47
3.3.2 客戶端流程 47
3.3.3 PBFT算法流程 48
3.3.4 日志回收 51
3.3.5 視圖變更 51
3.4 其他共識算法介紹 53
3.5 本章小結(jié) 55
參考文獻(xiàn) 56
第四章 典型區(qū)塊鏈共識算法及應(yīng)用 57
4.1 區(qū)塊鏈共識算法基礎(chǔ) 57
4.1.1 共識問題 57
4.1.2 區(qū)塊鏈系統(tǒng)模型 58
4.1.3 區(qū)塊鏈共識算法發(fā)展 60
4.2 典型區(qū)塊鏈共識算法 61
4.2.1 PoW算法 61
4.2.2 PoS算法 64
4.2.3 DPoS算法 66
4.2.4 PBFT算法 70
4.2.5 Ripple算法 73
4.3 典型區(qū)塊鏈算法評估 75
4.4 其他區(qū)塊鏈共識算法 76
4.5 本章小結(jié) 79
參考文獻(xiàn) 79
第五章 業(yè)務(wù)共識算法及典型應(yīng)用 81
5.1 業(yè)務(wù)共識算法基礎(chǔ) 81
5.1.1 業(yè)務(wù)共識發(fā)展 81
5.1.2 業(yè)務(wù)共識場景 84
5.1.3 業(yè)務(wù)共識問題 85
5.2 業(yè)務(wù)共識算法 85
5.3 業(yè)務(wù)共識算法典型應(yīng)用 87
5.4 本章小結(jié) 94
參考文獻(xiàn) 95
第六章 針對共識算法的攻擊 96
6.1 針對工作量證明機(jī)制的攻擊 96
6.1.1 雙重支付攻擊 96
6.1.2 種族攻擊 97
6.1.3 芬尼攻擊 98
6.1.4 Vector76攻擊 99
6.1.5 替代歷史攻擊 100
6.1.6 51%攻擊 101
6.2 工作量證明機(jī)制攻擊防范 103
6.2.1 雙花攻擊 103
6.2.2 自私挖礦 104
6.2.3 日蝕攻擊 108
6.3 針對權(quán)益證明機(jī)制的攻擊和防范 111
6.3.1 長程攻擊 112
6.3.2 長程攻擊防范措施 114
6.3.3 無利害關(guān)系攻擊 115
6.3.4 無利害關(guān)系攻擊防范應(yīng)對措施 115
6.3.5 賄賂攻擊 115
6.4 本章小結(jié) 116
參考文獻(xiàn) 117
第七章 共識算法的改進(jìn)和發(fā)展方向 118
7.1 共識算法改進(jìn)方向 118
7.1.1 提高吞吐量 118
7.1.2 增強(qiáng)擴(kuò)展性 119
7.1.3 減少消耗 120
7.1.4 定做場景 121
7.2 共識算法發(fā)展方向 121
7.2.1 安全層面 121
7.2.2 擴(kuò)容層面 122
7.2.3 啟動層面 123
7.2.4 激勵層面 125
7.3 本章小結(jié) 125
參考文獻(xiàn) 126
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