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区块链导论:原理、技术与应用


作者:
张召 金澈清 田继鑫 周傲英
定价:
49.50元
ISBN:
978-7-04-058200-0
版面字数:
510.000千字
开本:
16开
全书页数:
暂无
装帧形式:
平装
重点项目:
暂无
出版时间:
2023-07-14
读者对象:
高等教育
一级分类:
计算机/教育技术类
二级分类:
计算机类专业核心课程
三级分类:
计算机导论

本书是数据科学与工程专业核心教材之一,内容涉及区块链系统的存储、执行、共识、查询、隐私保护等核心技术,旨在帮助读者快速建立理解、使用和研发区块链系统所必备的知识体系——从比特币、以太坊和超级账本Fabric等主流开源区块链架构出发,延伸至基于平台的上层分布式应用开发实践,再到系统底层所涉及的核心理论和关键技术。结合具体实操系统,从感性到理性,由表及里,循序渐进;并在讲解原理的同时,突出其在真实系统中的实现和运行机制,形成从理论到实践、再从实践上升到理论的闭环。

本书为新形态教材,提供配套的讲义、代码、习题及参考答案等数字资源,内容直观翔实,便于教师授课与读者学习。本书适用于学生、计算机领域科研人员和从业人员,以及其他对区块链感兴趣的读者,可作为本科生和研究生学习区块链技术的教材,也可作为从事相关研究、工作的人员以及各类自学人员的学习资源。

  • 前辅文
  • 第1章 数字货币与区块链
    • 1.1 数字货币
      • 1.1.1 传统货币
      • 1.1.2 比特币
    • 1.2 区块链
      • 1.2.1 定义
      • 1.2.2 基本原理
      • 1.2.3 主要特征
      • 1.2.4 基本类型
    • 1.3 技术发展
      • 1.3.1 区块链系统架构
      • 1.3.2 关键技术
    • 1.4 区块链的意义
      • 1.4.1 区块链技术的应用情况
      • 1.4.2 区块链与前沿技术
    • 本章小结
    • 习题1
    • 参考文献
  • 第2章 典型的区块链系统
    • 2.1 以太坊
      • 2.1.1 以太坊历史
      • 2.1.2 以太坊概述
      • 2.1.3 以太坊框架
      • 2.1.4 核心概念
      • 2.1.5 智能合约
      • 2.1.6 挖矿
      • 2.1.7 以太坊状态转换
      • 2.1.8 以太坊数据结构
    • 2.2 超级账本
      • 2.2.1 项目简介
      • 2.2.2 Fabric简介
      • 2.2.3 Fabric框架
      • 2.2.4 核心概念
      • 2.2.5 交易流程
      • 2.2.6 权限管理与策略
      • 2.2.7 区块链数据结构
    • 本章小结
    • 习题2
    • 参考文献
  • 第3章 密码学基础
    • 3.1 哈希技术
      • 3.1.1 定义
      • 3.1.2 常见算法
      • 3.1.3 区块链中的应用
    • 3.2 加解密算法
      • 3.2.1 基本概念
      • 3.2.2 对称加密算法
      • 3.2.3 非对称加密算法
      • 3.2.4 混合加密机制
    • 3.3 椭圆曲线加密算法
      • 3.3.1 椭圆曲线
      • 3.3.2 有限域上的椭圆曲线
      • 3.3.3 椭圆曲线运算
      • 3.3.4 加密算法
      • 3.3.5 Diffie-Hellman密钥交换
    • 3.4 数字签名
      • 3.4.1 基本签名算法
      • 3.4.2 签名分类
    • 3.5 数字证书
    • 3.6 国密算法
    • 本章小结
    • 习题3
    • 参考文献
  • 第4章 智能合约
    • 4.1 智能合约简介
      • 4.1.1 确定性
      • 4.1.2 可终止性
      • 4.1.3 智能合约分类
    • 4.2 比特币智能合约
      • 4.2.1 P2PKH
      • 4.2.2 P2PK
      • 4.2.3 P2SH
      • 4.2.4 多重签名
      • 4.2.5 OP_RETURN
    • 4.3 以太坊智能合约
      • 4.3.1 合约账户
      • 4.3.2 合约代码
      • 4.3.3 合约开发
      • 4.3.4 合约的生命周期管理
    • 4.4 Fabric智能合约
      • 4.4.1 链码概述
      • 4.4.2 系统链码
      • 4.4.3 系统链码插件
      • 4.4.4 用户链码
      • 4.4.5 链码管理
    • 4.5 智能合约模型的优化
      • 4.5.1 “共识-执行”智能合约模型的优化
      • 4.5.2 “执行-共识-验证”智能合约模型的优化
    • 本章小结
    • 习题4
    • 参考文献
  • 第5章 共识算法
    • 5.1 共识算法简介
    • 5.2 区块链分布式系统概述
      • 5.2.1 一致性问题
      • 5.2.2 可靠性问题
      • 5.2.3 分布式系统特性
    • 5.3 共识算法
      • 5.3.1 共识
      • 5.3.2 故障容错
      • 5.3.3 共识的不可能性
      • 5.3.4 CAP原理
      • 5.3.5 ACID原则
      • 5.3.6 BASE原则
    • 5.4 Paxos
      • 5.4.1 算法概述
      • 5.4.2 算法描述
      • 5.4.3 算法分析
      • 5.4.4 运行模式
      • 5.4.5 算法改进
    • 5.5 Raft
      • 5.5.1 算法概述
      • 5.5.2 算法描述
      • 5.5.3 算法分析
      • 5.5.4 与Paxos比较
      • 5.5.5 算法改进
    • 5.6 PoW
      • 5.6.1 算法概述
      • 5.6.2 哈希难题
      • 5.6.3 挖矿
      • 5.6.4 PoW变种
      • 5.6.5 双重花费攻击问题
    • 5.7 PoS
      • 5.7.1 算法概述
      • 5.7.2 算法优势
      • 5.7.3 算法解决的安全问题
      • 5.7.4 算法实现
      • 5.7.5 DPoS
    • 5.8 PBFT
      • 5.8.1 算法概述
      • 5.8.2 算法描述
      • 5.8.3 算法分析
    • 5.9 DAG
      • 5.9.1 DAG简介
      • 5.9.2 DAG共识
      • 5.9.3 PHANTOM
      • 5.9.4 基于DAG的区块链系统
    • 5.10 以太坊中的共识
      • 5.10.1 DaggerHashimoto算法
      • 5.10.2 Ethash DAG
      • 5.10.3 Ethash挖矿过程
      • 5.10.4 Ethash工作量验证
      • 5.10.5 以太坊的PoS算法
    • 5.11 Fabric中的共识
      • 5.11.1 交易提案排序
      • 5.11.2 共识区块传播
    • 本章小结
    • 习题5
    • 参考文献
  • 第6章 数据结构及存储
    • 6.1 区块存储
      • 6.1.1 区块链的逻辑结构
      • 6.1.2 物理存储
      • 6.1.3 转换层
    • 6.2 状态存储
      • 6.2.1 UTXO模型
      • 6.2.2 KV模型
      • 6.2.3 账户模型
      • 6.2.4 数据存储
    • 6.3 MPT
      • 6.3.1 检索树
      • 6.3.2 Patricia检索树
      • 6.3.3 Merkle树
      • 6.3.4 MPT
    • 6.4 数据验证结构
      • 6.4.1 节点间的数据传输验证
      • 6.4.2 区块数据验证
      • 6.4.3 交易验证
      • 6.4.4 交易存在性验证
    • 6.5 以太坊
      • 6.5.1 RLP编码
      • 6.5.2 区块链
      • 6.5.3 区块
      • 6.5.4 物理存储
      • 6.5.5 StateDB
    • 6.6 Fabric
      • 6.6.1 账本逻辑结构
      • 6.6.2 物理存储
    • 本章小结
    • 习题6
    • 参考文献
  • 第7章 网络层实现
    • 7.1 P2P
      • 7.1.1 P2P概述
      • 7.1.2 P2P体系结构
      • 7.1.3 P2P安全性
      • 7.1.4 P2P应用
      • 7.1.5 P2P与区块链
    • 7.2 Gossip协议
      • 7.2.1 协议类型
      • 7.2.2 通信方式
      • 7.2.3 协调机制
      • 7.2.4 协议优势
      • 7.2.5 协议缺陷
      • 7.2.6 比特币的P2P实现
      • 7.2.7 Fabric的P2P实现
    • 7.3 Kademlia协议
      • 7.3.1 路由表
      • 7.3.2 协议操作类型
      • 7.3.3 路由查找
      • 7.3.4 节点的加入和更新
      • 7.3.5 以太坊的P2P实现
      • 7.3.6 比特币、Fabric、以太坊P2P分析对比
    • 7.4 中心化区块链的实现方式
    • 本章小结
    • 习题7
    • 参考文献
  • 第8章 区块链安全
    • 8.1 存储层安全性分析
      • 8.1.1 基础设施风险
      • 8.1.2 数据的隐私保护
      • 8.1.3 内容安全分析
      • 8.1.4 数据的稳定增长
    • 8.2 协议层安全性分析
      • 8.2.1 P2P安全性分析
      • 8.2.2 密码学机制安全性分析
      • 8.2.3 共识机制安全性分析
    • 8.3 扩展层安全性分析
      • 8.3.1 合约虚拟机攻击
      • 8.3.2 智能合约攻击
      • 8.3.3 风险应对策略
    • 8.4 应用层安全性分析
      • 8.4.1 应用软件漏洞
      • 8.4.2 外部数据源调用问题
      • 8.4.3 环境漏洞
    • 本章小结
    • 习题8
    • 参考文献
  • 第9章 区块链技术的发展
    • 9.1 区块链技术概述
    • 9.2 分片技术
      • 9.2.1 分片技术概述
      • 9.2.2 分片必要性
      • 9.2.3 分片技术要点
      • 9.2.4 分片安全性
      • 9.2.5 MultiVAC分片
    • 9.3 隐私保护
      • 9.3.1 零知识证明
      • 9.3.2 零知识证明在区块链中的应用
    • 9.4 激励机制
      • 9.4.1 目的
      • 9.4.2 奖励
      • 9.4.3 惩罚
      • 9.4.4 实现机制
    • 9.5 跨链技术
      • 9.5.1 跨链机制
      • 9.5.2 公证人机制
      • 9.5.3 哈希锁定
      • 9.5.4 侧链
      • 9.5.5 中继链
      • 9.5.6 跨链难点
    • 9.6 数据管理
      • 9.6.1 数据管理概述
      • 9.6.2 数据存储
      • 9.6.3 数据查询
    • 本章小结
    • 习题9
    • 参考文献
  • 第10章 区块链系统研发
    • 10.1 Fabric案例开发
      • 10.1.1 系统功能和架构
      • 10.1.2 系统分析
      • 10.1.3 系统实现
      • 10.1.4 系统运行
    • 10.2 Fabric的部署和使用
      • 10.2.1 环境准备
      • 10.2.2 dockercompose配置文件准备
      • 10.2.3 启动Fabric
      • 10.2.4 可能出现的问题
    • 10.3 以太坊案例开发
      • 10.3.1 系统功能和架构
      • 10.3.2 系统分析
      • 10.3.3 系统实现
      • 10.3.4 系统运行
    • 10.4 以太坊的部署和使用
      • 10.4.1 安装以太坊客户端
      • 10.4.2 配置初始状态
      • 10.4.3 初始化
      • 10.4.4 启动私有节点
      • 10.4.5 控制台操作
      • 10.4.6 控制台操作举例
      • 10.4.7 连接到其他节点
    • 10.5 区块链的应用
      • 10.5.1 区块链在匿名投票中的应用
      • 10.5.2 区块链在政府监管中的应用
      • 10.5.3 区块链在金融对账中的应用
      • 10.5.4 区块链在版权保护中的应用
      • 10.5.5 区块链在食品供应链中的应用
    • 本章小结
    • 习题10
    • 参考文献

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