內容大鋼
本書全面系統地介紹了區塊鏈技術及其應用開發,從基礎理論到實戰案例,內容涵蓋區塊鏈概述、體系架構、密碼學技術、數據結構、賬戶與交易原理、網路通信協議與共識機制,以及以太坊與智能合約等關鍵領域。
本書特色在於不僅深入剖析了區塊鏈技術的核心原理,還詳細探討了區塊鏈在數據要素市場中的應用,如數字城市、數字金融、數字雙碳、數字治理等。此外,通過三個實戰案例——數據交易、數字藏品、版權保護,展示了區塊鏈技術的實際應用與部署過程,為讀者提供了寶貴的實踐指導,是一本理論與實踐相結合的區塊鏈教材。
本書適用於高等院校電腦等相關專業的高年級本科生和研究生課程,此外,本書亦可作為區塊鏈技術愛好者及行業從業人員的參考書。
目錄
第一部分 區塊鏈技術理論
第1章 區塊鏈概述
1.1 區塊鏈的定義
1.2 區塊鏈歷史與演進趨勢
1.2.1 比特幣之前的發展簡史
1.2.2 區塊鏈1.0?3.0
1.3 區塊鏈的特點
1.3.1 去中心化
1.3.2 透明性
1.3.3 開放性
1.3.4 自治性
1.3.5 信息不可篡改
1.3.6 匿名性
1.4 思考題
第2章 區塊鏈體系架構
2.1 總體架構
2.1.1 區塊鏈六層體系結構
2.1.2 區塊鏈與Web 3.0體系結構
2.2 區塊鏈分類
2.2.1 私有鏈
2.2.2 公有鏈
2.2.3 聯盟鏈
2.3 主流架構
2.3.1 比特幣
2.3.2 以太坊
2.3.3 超級賬本
2.3.4 Fisco Bcos
2.4 思考題
第3章 區塊鏈的密碼學技術
3.1 區塊鏈中的密碼學概述
3.2 Hash函數
3.2.1 Hash函數原理與定義
3.2.2 Hash函數的作用
3.2.3 常見Hash函數
3.2.4 Hash函數在區塊鏈中的應用
3.3 公鑰密碼
3.3.1 公鑰演算法定義和原理
3.3.2 RSA公鑰演算法
3.3.3 ElGamal公鑰演算法
3.3.4 橢圓曲線加密演算法
3.4 數字簽名
3.4.1 數字簽名概念與原理
3.4.2 常用數字簽名演算法
3.4.3 數字簽名在區塊鏈中的應用
3.5 本章小結
3.6 思考題
第4章 區塊鏈數據結構
4.1 區塊鏈組成
4.1.1 區塊
4.1.2 節點
4.1.3 區塊結構
4.1.4 區塊頭
4.1.5 區塊體
4.2 區塊鏈中的數據結構
4.2.1 哈希指針
4.2.2 默克爾樹
4.2.3 默克爾證明
4.2.4 布隆過濾器
4.3 區塊鏈的生成
4.3.1 區塊的生成
4.3.2 區塊的傳播
4.3.3 區塊的校驗
第5章 區塊鏈賬戶與交易原理
5.1 區塊鏈狀態庫
5.1.1 狀態庫
5.1.2 世界狀態
5.1.3 狀態樹
5.1.4 用戶賬戶和合約賬戶
5.2 用戶賬戶活動
5.2.1 用戶地址
5.2.2 交易發起
5.2.3 交易驗證
5.2.4 區塊與區塊鏈的形成
5.3 合約賬戶活動
5.3.1 合約的創建
5.3.2 合約的調用
5.4 轉賬交易示例
5.5 思考題
第6章 網路通信協議與共識機制
6.1 P2P網路概述和模型
6.1.1 P2P網路概述
6.1.2 集中目錄式P2P網路模型
6.1.3 純分散式P2P網路模型
6.1.4 分層式P2P網路模型
6.1.5 三種P2P網路模型性能對比
6.2 區塊鏈P2P網路
6.2.1 覆蓋網路的結構(網路拓撲構建)
6.2.2 覆蓋網路的路由演算法
6.2.3 節點的加入、初始化路由表、路由更新和容錯演算法
6.2.4 區塊鏈中的網路模型
6.3 案例分析:以太坊的P2P網路
6.3.1 Kademlia演算法
6.3.2 以太坊節點邏輯
6.4 共識機制概述
6.4.1 共識機制的引入
6.4.2 共識機制的設計
6.4.3 獎勵機制的設計
6.5 區塊鏈共識機制
6.5.1 工作量證明
6.5.2 權益證明
6.5.3 委任權利證明
6.5.4 拜占庭共識機制
6.5.5 其他共識機制
6.6 思考題
第7章 以太坊與智能合約
7.1 智能合約概述
7.2 智能合約設計流程
7.3 智能合約的工作原理
7.4 智能合約的優缺點
7.5 智能合約的應用場景
7.5.1 政府投票系統
7.5.2 醫療保健系統
7.5.3 金融服務和保險
7.5.4 抵押貸款交易
7.6 以太坊智能合約基礎
7.7 以太坊智能合約開發環境介紹
7.8 以太坊智能合約開發
7.8.1 編寫合約
7.8.2 編譯合約
7.8.3 部署合約
7.9 思考題
第二部分 區塊鏈數據要素市場及典型案例
第8章 數據資源、數據資產與數據要素
8.1 基本概念與屬性
8.1.1 數據資源
8.1.2 數據資產
8.1.3 數據要素
8.2 數據要素市場
8.2.1 什麼是數據要素市場
8.2.2 數據要素相關政策解讀
8.2.3 數據要素相關法律法規支撐
8.2.4 數據要素市場發展現狀
8.2.5 數據要素市場發展的挑戰與機遇
第9章 區塊鏈賦能數據要素行情
9.1 區塊鏈+數字城市
9.1.1 行業背景
9.1.2 業務痛點
9.1.3 解決方案
9.2 區塊鏈+數字金融
9.2.1 供應鏈金融的企業信用評估
9.2.2 聯合風控與反欺詐
9.3 區塊鏈+數字雙碳
9.3.1 行業背景
9.3.2 業務痛點
9.3.3 解決方案
9.4 區塊鏈+數字治理
9.4.1 行業背景
9.4.2 業務痛點
9.4.3 解決方案
第三部分 項目實戰案例
第10章 案例:數據交易
10.1 項目簡介
10.2 應用架構設計
10.3 智能合約編寫
10.3.1 合約設計
10.3.2 合約核心代碼
10.4 項目部署與運行
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