区块链技术与应用

以比特币（Bitcoin）为代表的数字货币的崛起，其底层支撑架构——区块链（Blockchain）凭借去中心化信用、数据不可篡改等特点，吸引了世界许多国家政府部门、金融机构及互联网巨头公司的广泛关注，已经成为当前学术界和产业界的热点课题。区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术在互联网时代的创新应用模式。区块链技术被认为是继大型机、个人电脑、互联网之后计算模式的颠覆式创新。目前，区块链的应用已延伸到物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域。

2016年12月在《国务院关于印发“十三五”国家信息化规划的通知》中将区块链写入“十三五”国家信息化规划，将区块链列为重点加强的战略性前沿技术。区块链已经成为国家信息化战略的重要组成部分。

本书主要回答4个方面的问题：

第一，为什么要学习和研究区块链技术？从国家战略、技术发展等方面阐述了区块链技术的重要性和区块链技术的应用环境和面临的问题。

第二，比特币中的区块链技术原理是什么？作为比特币的底层技术，区块链是如何发挥作用的，其技术原理和细节是什么，这一部分给出了详细的介绍。

第三，区块链技术的原理是什么？在比特币区块链技术的基础上，区块链技术又有新的发展，这部分详细介绍区块链的最新研究成果和技术。

第四，如何应用区块链技术解决实际问题。

本书可以作为管理信息系统、信息安全、电子商务、计算机科学与技术等专业学生教材，也可以作为从事网络安全、信息安全、金融行业等从业者的参考读物。

前言

第一部分　基础知识

第1章　绪论2

1.1　区块链概述2

1.2　区块链技术的应用5

思考题8

参考文献9

第2章　区块链中的密码学10

2.1　密码学概述10

2.2　对称密码体制15

2.3　非对称密码体制20

2.4　Hash函数26

2.5数字签名技术31

2.6　本章小结35

思考题35

参考文献36

第3章　分布式一致性37

3.1　分布式计算系统架构37

3.2　从ACID到CAP/BASE41

3.3　一致性协议和算法43

3.4　本章小结47

思考题48

参考文献48

第二部分　比特币

第4章　比特币简介52

4.1　数字货币概述52

4.2　比特币概述72

第5章　比特币核心概念84

5.1　比特币钱包84

5.2　比特币密钥和地址90

5.3　比特币交易99

5.4　比特币脚本106

5.5　比特币网络112

第6章　比特币区块链技术原理120

6.1　比特币区块120

6.2　分布式共识机制128

6.3　比特币激励机制141

6.4　侧链技术146

6.5　闪电网络153

6.6　比特币运行与开发实验162

第7章　比特币面临的挑战186

7.1　比特币面临的技术挑战186

7.2　比特币价格波动风险198

7.3　比特币资源消耗问题201

7.4　比特币政策风险201

参考文献202

第三部分　区块链技术原理

第8章　区块链基本简介206

8.1　区块链概念206

8.2　区块链主要特征209

8.3　区块链技术演化发展210

8.4　区块链部署形式211

8.5　区块链参考架构214

8.6　区块链技术现状及未来发展趋势217

8.7　本章小结222

第9章　以太坊区块链概述224

9.1　以太坊出发点224

9.2　以太坊概述225

9.3　以太坊体系架构229

9.4　以太坊区块链核心概念231

9.5　状态转换241

9.6　以太坊钱包和浏览器243

9.7　以太坊客户端243

9.8　以太坊网络247

9.9　分布式应用248

9.10　本章小结252

第10章　智能合约253

10.1　智能合约概述253

10.2　智能合约体系架构260

10.3　智能合约运行机制261

10.4　以太坊智能合约开发环境262

10.5　以太坊智能合约部署流程268

10.6　以太坊区块链开发实践269

10.7　以太坊区块链应用实践案例289

10.8　本章小结306

参考文献306

第四部分　区块链技术应用案例

第11章　区块链应用案例310

11.1　布比案例310

11.2　火币案例318