區(qū)塊鏈技術(shù)指南

目錄
第 1章 基本概念與架構(gòu)1
1．1 區(qū)塊鏈概念1
1．1．1 區(qū)塊鏈技術(shù)概述1
1．1．2 區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)源4
1．1．3 區(qū)塊鏈技術(shù)特點(diǎn)7
1．2 區(qū)塊鏈發(fā)展8
1．3 區(qū)塊鏈分類11
1．4 區(qū)塊鏈架構(gòu)12
1．4．1 基礎(chǔ)協(xié)議13
1．4．2 擴(kuò)展協(xié)議15
1．4．3 生態(tài)組件17
參考文獻(xiàn)17
第 2章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與賬戶體系19
2．1 區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與組織形式19
2．1．1 區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)19
2．1．2 區(qū)塊數(shù)據(jù)組織形式21
2．2 賬戶體系21
2．2．1 UTXO模型22
2．2．2 賬戶余額模型23
2．2．3 模型對(duì)比24
2．3 賬本數(shù)據(jù)組織形式26
2．3．1 默克爾樹(shù)26
2．3．2 MPT28
2．3．3 增量哈希31
2．4 運(yùn)行流程31
2．4．1 運(yùn)行流程概述31
2．4．2 交易的生成35
2．4．3 交易傳播與驗(yàn)證36
2．4．4 交易的執(zhí)行38
2．5 本章小結(jié)38
參考文獻(xiàn)38
第3章 網(wǎng)絡(luò)通信39
3．1 P2P網(wǎng)絡(luò)39
3．1．1 P2P網(wǎng)絡(luò)模型40
3．1．2 P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議43
3．2 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)46
3．2．1 節(jié)點(diǎn)類型46
3．2．2 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)模型49
3．2．3 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)協(xié)議51
3．3 本章小結(jié)54
第4章 共識(shí)算法55
4．1 共識(shí)算法概述55
4．1．1 拜占庭將軍問(wèn)題59
4．1．2 FLP不可能定理63
4．1．3 CAP理論64
4．1．4 共識(shí)算法分類65
4．2 分布式一致性算法66
4．2．1 2PC66
4．2．2 3PC69
4．2．3 Paxos72
4．2．4 RAFT77
4．3 典型共識(shí)算法80
4．3．1 PoW共識(shí)算法81
4．3．2 PoS共識(shí)算法85
4．3．3 DPoS共識(shí)算法88
4．3．4 PBFT共識(shí)算法91
4．4 新型共識(shí)算法101
4．4．1 Casper共識(shí)算法101
4．4．2 Algorand共識(shí)算法108
4．4．3 HotStuff共識(shí)算法115
參考文獻(xiàn)121
第5章 區(qū)塊鏈安全125
5．1 區(qū)塊鏈安全體系125
5．1．1 數(shù)據(jù)層安全126
5．1．2 網(wǎng)絡(luò)層安全128
5．1．3 共識(shí)層安全130
5．1．4 合約層安全131
5．1．5 應(yīng)用層安全134
5．2 核心安全技術(shù)138
5．2．1 密碼學(xué)算法139
5．2．2 PKI149
5．2．3 形式化驗(yàn)證157
5．3 身份隱私保護(hù)技術(shù)158
5．3．1 盲簽名160
5．3．2 群簽名和環(huán)簽名162
5．3．3 直接匿名證明163
5．3．4 技術(shù)優(yōu)劣對(duì)比分析165
5．4 數(shù)據(jù)隱私保護(hù)技術(shù)166
5．4．1 賬本隔離166
5．4．2 賬本加密171
5．4．3 密態(tài)計(jì)算與驗(yàn)證172
5．4．4 技術(shù)優(yōu)劣對(duì)比分析187
參考文獻(xiàn)189
第6章 智能合約190
6．1 智能合約概述190
6．1．1 概念和定義191
6．1．2 智能合約架構(gòu)193
6．1．3 智能合約生命周期管理194
6．2 典型的智能合約執(zhí)行引擎196
6．2．1 棧式執(zhí)行引擎196
6．2．2 解釋型執(zhí)行引擎200
6．2．3 容器化執(zhí)行引擎202
6．3 智能合約與分布式應(yīng)用204
6．3．1 DApp204
6．3．2 預(yù)言機(jī)206
第7章 區(qū)塊鏈擴(kuò)容協(xié)議211
7．1 擴(kuò)容問(wèn)題概述及分析211
7．1．1 交易吞吐量212
7．1．2 存儲(chǔ)容量213
7．2 鏈上擴(kuò)容214
7．2．1 區(qū)塊擴(kuò)容214
7．2．2 并行擴(kuò)容216
7．2．3 架構(gòu)擴(kuò)容221
7．3 鏈下擴(kuò)容236
7．3．1 側(cè)鏈技術(shù)237
7．3．2 狀態(tài)通道239
7．3．3 鏈下協(xié)同242
7．4 本章小結(jié)244
第8章 區(qū)塊鏈治理與審計(jì)245
8．1 區(qū)塊鏈權(quán)限體系245
8．1．1 權(quán)限層級(jí)246
8．1．2 權(quán)限管理模型249
8．2 區(qū)塊鏈治理模型257
8．2．1 鏈上治理258
8．2．2 鏈下治理262
8．3 區(qū)塊鏈審計(jì)263
8．3．1 審計(jì)概述263
8．3．2 區(qū)塊鏈審計(jì)的內(nèi)容與形式264
8．3．3 審計(jì)的展示與分析266
8．4 BaaS運(yùn)維治理269
8．4．1 BaaS運(yùn)維治理概述269
8．4．2 聯(lián)盟鏈管理271
8．4．3 聯(lián)盟鏈運(yùn)維274
8．4．4 智能合約管理275
參考文獻(xiàn)278
第9章 跨鏈互操作技術(shù)280
9．1 跨鏈問(wèn)題概述280
9．2 跨鏈原理281
9．2．1 跨鏈模型281
9．2．2 跨鏈交易驗(yàn)證285
9．2．3 跨鏈?zhǔn)聞?wù)管理286
9．2．4 跨鏈數(shù)據(jù)安全289
9．3 典型跨鏈協(xié)議291
9．3．1 Polkadot292
9．3．2 Cosmos294
9．3．3 BitXHub298
9．4 本章小結(jié)301
參考文獻(xiàn)302
第 10章 區(qū)塊鏈+304
10．1 區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)304
10．1．1 面向物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈體系架構(gòu)305
10．1．2 區(qū)塊鏈小型化輕量化307
10．1．3 物聯(lián)網(wǎng)終端適配308
10．1．4 基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)314
10．2 區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)317
10．2．1 基于區(qū)塊鏈的去中心化存儲(chǔ)318
10．2．2 基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享321
10．2．3 基于區(qū)塊鏈的聯(lián)邦計(jì)算323
10．3 區(qū)塊鏈+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)325
10．3．1 工業(yè)區(qū)塊鏈概述325
10．3．2 基于區(qū)塊鏈的設(shè)備數(shù)字身份327
10．3．3 基于區(qū)塊鏈的產(chǎn)品溯源329
10．3．4 基于區(qū)塊鏈的供應(yīng)鏈金融331
參考文獻(xiàn)332
第 11章 主流平臺(tái)介紹與實(shí)踐334
11．1 以太坊334
11．1．1 項(xiàng)目概述335
11．1．2 項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)337
11．2 Hyperledger Fabric343
11．2．1 項(xiàng)目概述343
11．2．2 項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)346
11．3 Libra353
11．3．1 項(xiàng)目概述353
11．3．2 項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)355
11．4 趣鏈區(qū)塊鏈平臺(tái)362
11．4．1 項(xiàng)目概述362
11．4．2 項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)365
參考文獻(xiàn)374
第 12章 區(qū)塊鏈測(cè)評(píng)376
12．1 區(qū)塊鏈測(cè)評(píng)概述376
12．1．1 區(qū)塊鏈信息系統(tǒng)質(zhì)量模型376
12．1．2 區(qū)塊鏈評(píng)價(jià)體系378
12．2 功能性測(cè)評(píng)380
12．3 性能測(cè)評(píng)382
12．4 安全測(cè)評(píng)384
12．5 拓展性測(cè)評(píng)386
12．6 區(qū)塊鏈基準(zhǔn)測(cè)試工具387
致謝392