前言
第1章区块链概述
1.1区块链演进历程
1.1.1技术起源
1.1.2区块链1.0：加密货币
1.1.3区块链2.0：智能合约
1.2区块链有关概念
1.2.1区块链定义
1.2.2区块链和分布式账本
1.2.3区块链和分布式数据库
1.3技术特性
1.3.1多中心化
1.3.2去中介化
1.3.3透明性
1.3.4可靠性
1.3.5不易篡改性
1.3.6可追溯性
1.4部署类型
1.4.1公有链
1.4.2联盟链
1.4.3私有链
1.5区块链体系架构
1.5.1数据层
1.5.2网络层
1.5.3共识层
1.5.4激励层
1.5.5合约层
1.5.6应用层
1.6区块链面临的技术挑战
1.6.1互操作性问题
1.6.2可扩展性问题
1.6.3安全性问题
1.6.4隐私保护问题
1.6.5可监管性问题
1.7习题
参考文献
第2章区块链的密码学基础
2.1密码学概述
2.1.1密码学发展历程
2.1.2密码体制基本组成
2.1.3密码体制攻击方式
2.2典型的公钥加密算法
2.2.1公钥加密算法概述
2.2.2RSA加密算法
2.2.3ElGamal加密算法
2.2.4椭圆曲线加密算法
2.3哈希函数
2.3.1哈希函数简介
2.3.2哈希函数的性质
2.3.3典型哈希函数
2.3.4哈希指针
2.3.5Merkle树
2.4数字签名
2.4.1数字签名简介
2.4.2典型数字签名算法
2.4.3其他数字签名算法
2.5数字证书
2.5.1公钥基础设施
2.5.2数字证书管理
2.5.3证书链
2.6习题
参考文献
第3章区块链的网络协议
3.1P2P网络概述
3.1.1P2P网络定义
3.1.2P2P网络特点
3.2P2P网络拓扑结构
3.2.1集中式P2P网络
3.2.2全分布式结构化P2P网络
3.2.3全分布式非结构化P2P网络
3.2.4混合式P2P网络
3.2.5P2P结构对比
3.3经典的P2P网络协议
3.3.1Napster协议
3.3.2Gnutella协议
3.3.3Chord协议
3.4区块链P2P网络中的节点类型
3.4.1比特币与以太坊中的节点类型
3.4.2Hyperledger Fabric 中的节点类型
3.5比特币中的P2P网络协议
3.5.1比特币中的节点发现
3.5.2比特币中的数据传输协议
3.5.3比特币的数据验证机制
3.6以太坊的P2P网络协议
3.6.1以太坊中的节点发现
3.6.2以太坊中的数据传输协议
3.6.3以太坊的数据验证机制
3.7Hyperledger Fabric中的P2P网络协议
3.7.1Gossip网络协议
3.7.2Hyperledger Fabric 中的节点发现
3.8习题
参考文献
第4章共识算法
4.1分布式共识算法背景
4.1.1拜占庭将军问题
4.1.2共识算法的基本定义
4.1.3Fischer-Lynch-Paterson定理
4.2CFT类共识算法
4.2.1Paxos机制
4.2.2Raft机制
4.2.3其他典型CFT类共识
4.3BFT类共识算法
4.3.1拜占庭容错概述
4.3.2实用拜占庭容错
4.3.3其他典型BFT类共识
4.4PoW类共识算法
4.4.1比特币的PoW
4.4.2FruitChains
4.4.3PoUW机制
4.4.4其他典型PoW类共识
4.5PoS类共识算法
4.5.1点点币PoS机制
4.5.2Ethereum Casper PoS机制
4.5.3DPoS机制
4.5.4LPoS机制
4.5.5其他典型PoS类共识
4.6习题
参考文献
第5章智能合约
5.1智能合约简介
5.1.1智能合约的历程及定义
5.1.2智能合约平台
5.1.3智能合约架构
5.1.4智能合约运行机制
5.1.5智能合约分类
5.1.6智能合约技术特征
5.2智能合约开发
5.2.1开发语言
5.2.2实现技术
5.2.3开发平台
5.2.4执行环境
5.3智能合约部署
5.3.1Solidity集成开发工具Remix
5.3.2Solidity语法规则
5.3.3智能合约案例部署
5.4智能合约的应用
5.4.1金融
5.4.2管理
5.4.3医疗
5.4.4物联网与供应链
5.4.5法律
5.4.6公益慈善
5.4.7数字票据
5.4.8电力市场
5.4.9公证
5.5智能合约的研究挑战与进展
5.5.1合约漏洞事件
5.5.2合约研究的挑战
5.5.3合约的安全问题
5.5.4合约安全问题研究现状
5.5.5合约自动化漏洞利用
5.5.6合约安全防御
5.6智能合约的发展趋势与展望
5.7习题
参考文献
第6章比特币
6.1比特币概述
6.1.1比特币概念
6.1.2发展历史
6.1.3体系结构
6.2比特币生态圈
6.2.1产生
6.2.2存储
6.2.3流通
6.2.4金融衍生市场
6.3比特币核心概念
6.3.1比特币密钥
6.3.2比特币地址
6.3.3比特币交易
6.3.4比特币脚本
6.3.5比特币网络
6.4比特币区块链
6.4.1区块结构
6.4.2Merkle树
6.4.3交易结构
6.4.4挖矿算法
6.4.5比特币分叉
6.5习题
参考文献
第7章以太坊
7.1以太坊发展历程
7.1.1Frontier阶段
7.1.2Homestead 阶段
7.1.3Metropolis 阶段
7.1.4Serenity阶段
7.2以太坊系统架构
7.2.1以太坊技术体系
7.2.2以太坊状态模型
7.2.3以太坊区块结构
7.2.4Merkle Patricia树
7.3以太坊核心概念
7.3.1账户
7.3.2交易
7.3.3密钥文件
7.3.4以太币
7.3.5GHOST协议
7.3.6Gas
7.3.7EVM
7.4以太坊挖矿
7.4.1Ethash挖矿算法目标
7.4.2Ethash难度调整机制
7.4.3Ethash挖矿算法过程
7.5以太坊钱包
7.6以太坊客户端
7.7习题
参考文献
第8章Hyperledger Fabric
8.1Hyperledger项目概述
8.1.1Hyperledger项目背景
8.1.2Hyperledger项目介绍
8.2Hyperledger Fabric 概述
8.2.1发展历史与现状
8.2.2整体架构
8.2.3运行架构
8.2.4交易流程
8.3Hyperledger Fabric核心模块
8.3.1Peer节点
8.3.2Orderer排序节点
8.3.3Chaincode
8.3.4MSP
8.3.5Gossip
8.3.6BCCSP
8.3.7Fabric-CA
8.4Hyperledger Fabric核心功能
8.4.1身份管理
8.4.2账本管理
8.4.3交易管理
8.4.4链码管理
8.5Hyperledger Fabric开发
8.5.1开发语言
8.5.2运行环境
8.5.3开发框架
8.6习题
参考文献