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詳細(xì)說明了區(qū)塊鏈相關(guān)技術(shù)，包括哈希算法、非對(duì)稱加密算法、同態(tài)加密與零知識(shí)證明等密碼學(xué)知識(shí)，工作量證明、權(quán)益證明、Paxos等共識(shí)算法；

介紹了比特幣、以太坊、超級(jí)賬本等經(jīng)典的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，以及國內(nèi)外著名的區(qū)塊鏈平臺(tái)的運(yùn)行機(jī)制，還介紹了目前區(qū)塊鏈新型基礎(chǔ)設(shè)施的搭建情況；

介紹了多個(gè)區(qū)塊鏈的應(yīng)用案例，包括區(qū)塊鏈技術(shù)如何賦能金融、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等傳統(tǒng)行業(yè)，還列舉了DAO、DApp等創(chuàng)新案例。

分析了區(qū)塊鏈技術(shù)與Web 3.0、元宇宙的關(guān)系，引發(fā)讀者思考區(qū)塊鏈技術(shù)的未來。

內(nèi)容簡介

作為構(gòu)建信任和價(jià)值的新型基礎(chǔ)設(shè)施，區(qū)塊鏈技術(shù)被認(rèn)為是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基石。區(qū)塊鏈的技術(shù)領(lǐng)域主要包括區(qū)塊鏈的體系結(jié)構(gòu)、安全與隱私保護(hù)、共識(shí)協(xié)議、智能合約、性能優(yōu)化與跨鏈互操作等。
本書首先梳理了區(qū)塊鏈的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，詳細(xì)闡述了區(qū)塊鏈的分類、結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行機(jī)制。之后對(duì)區(qū)塊鏈涉及的相關(guān)技術(shù)（如密碼學(xué)、共識(shí)算法、智能合約等）進(jìn)行了分析；密碼學(xué)方面主要分析了哈希算法、非對(duì)稱加密算法、同態(tài)加密、零知識(shí)證明與國密算法等，共識(shí)算法方面分析了多種經(jīng)典算法（如工作量證明、權(quán)益證明、委托權(quán)益證明）以及Paxos與Raft算法等，還列舉了一些近幾年國內(nèi)外研究的新型共識(shí)算法。此外，本書介紹了現(xiàn)有的區(qū)塊鏈平臺(tái)，如國外的以太坊、超級(jí)賬本等，以及國內(nèi)的“星火·鏈網(wǎng)”平臺(tái)，分析了目前區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的情況，列舉了基于區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施的一些應(yīng)用、區(qū)塊鏈如何賦能傳統(tǒng)行業(yè)以及基于區(qū)塊鏈的新型應(yīng)用案例。全書最后介紹了區(qū)塊鏈發(fā)展的未來——Web 3.0與元宇宙，闡述了相關(guān)概念、發(fā)展歷史以及兩者的關(guān)系。
本書可作為高等院校相關(guān)課程的教材，也可作為學(xué)習(xí)區(qū)塊鏈技術(shù)的參考書，還可供區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員閱讀。

作者簡介

魏翼飛，北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院副院長、教授、博士研究生導(dǎo)師。加拿大卡爾頓大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士，愛爾蘭都柏林城市大學(xué)博士后，美國休斯頓大學(xué)訪問學(xué)者，愛爾蘭DCU高級(jí)訪問學(xué)者。主要研究深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)，以及區(qū)塊鏈技術(shù)。作為負(fù)責(zé)人先后主持完成3項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，參與完成3項(xiàng)國家科技重大專項(xiàng)等國家級(jí)項(xiàng)目。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表30余篇SCI檢索論文，獲授權(quán)發(fā)明專利30余項(xiàng)。

目錄

第1章 區(qū)塊鏈簡介
1.1 區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程
1.1.1 區(qū)塊鏈1.0
1.1.2 區(qū)塊鏈2.0
1.1.3 區(qū)塊鏈3.0
1.2 區(qū)塊鏈的類型
1.2.1 公有鏈
1.2.2 私有鏈
1.2.3 聯(lián)盟鏈
1.3 區(qū)塊鏈體系結(jié)構(gòu)
1.3.1 區(qū)塊結(jié)構(gòu)
1.3.2 區(qū)塊鏈分層體系結(jié)構(gòu)
1.4 區(qū)塊鏈運(yùn)行機(jī)制
1.4.1 比特幣運(yùn)行機(jī)制
1.4.2 以太坊運(yùn)行機(jī)制
1.4.3 Fabric運(yùn)行機(jī)制
本章小結(jié)
第2章 區(qū)塊鏈相關(guān)密碼學(xué)概述
2.1 哈希算法
2.1.1 哈希函數(shù)
2.1.2 哈希算法的應(yīng)用
2.2 非對(duì)稱加密算法
2.2.1 對(duì)稱加密與非對(duì)稱加密
2.2.2 非對(duì)稱加密在區(qū)塊鏈中的應(yīng)用
2.3 同態(tài)加密與零知識(shí)證明
2.3.1 區(qū)塊鏈隱私保護(hù)需求
2.3.2 同態(tài)加密原理
2.3.3 零知識(shí)證明原理
2.4 國密算法
2.4.1 國密算法發(fā)展背景
2.4.2 國密算法分類
2.4.3 國密算法在區(qū)塊鏈中的應(yīng)用
本章小結(jié)
第3章 區(qū)塊鏈共識(shí)技術(shù)
3.1 一致性與共識(shí)機(jī)制
3.2 拜占庭將軍問題
3.3 共識(shí)算法
3.3.1 工作量證明
3.3.2 權(quán)益證明
3.3.3 委托權(quán)益證明
3.3.4 Paxos與Raft算法
3.4 其他新型共識(shí)算法
3.4.1 其他競爭類共識(shí)算法
3.4.2 其他選舉類共識(shí)算法
3.4.3 基于DAG共識(shí)算法
本章小結(jié)
第4章 智能合約
4.1 智能合約發(fā)展歷史
4.2 智能合約運(yùn)行機(jī)制
4.2.1 智能合約的構(gòu)建
4.2.2 智能合約的部署
4.2.3 智能合約的運(yùn)行
4.3 智能合約應(yīng)用案例
4.3.1 智能合約在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
4.3.2 智能合約在金融中的應(yīng)用
4.3.3 智能合約在醫(yī)療中的應(yīng)用
4.4 智能合約應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)
4.4.1 安全問題
4.4.2 性能問題
4.4.3 法律問題
本章小結(jié)
第5章 區(qū)塊鏈平臺(tái)
5.1 區(qū)塊鏈平臺(tái)的特點(diǎn)與性能指標(biāo)
5.2 公有鏈平臺(tái)
5.2.1 以太坊簡介
5.2.2 EOS簡介
5.3 聯(lián)盟鏈平臺(tái)——超級(jí)賬本
5.3.1 Hyperledger
5.3.2 Hyperledger Fabric
5.4 國內(nèi)區(qū)塊鏈平臺(tái)——“星火·鏈網(wǎng)”
5.4.1 “星火·鏈網(wǎng)”概述
5.4.2 “星火·鏈網(wǎng)”體系架構(gòu)
5.4.3 超級(jí)節(jié)點(diǎn)與骨干節(jié)點(diǎn)
5.4.4 “星火·鏈網(wǎng)”建設(shè)進(jìn)展與成效
本章小結(jié)
第6章 區(qū)塊鏈新型基礎(chǔ)設(shè)施
6.1 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施概述
6.1.1 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施屬性
6.1.2 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施特點(diǎn)
6.1.3 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施提供信任管理
6.2 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施組成要素
6.2.1 垂直維度的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施要素
6.2.2 水平維度的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施要素
6.3 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施中的跨鏈技術(shù)
6.3.1 公證人機(jī)制
6.3.2 側(cè)鏈/中繼鏈
6.3.3 哈希時(shí)間鎖定
6.4 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施面臨的挑戰(zhàn)
6.4.1 建設(shè)挑戰(zhàn)
6.4.2 技術(shù)挑戰(zhàn)
6.4.3 應(yīng)用挑戰(zhàn)
6.4.4 監(jiān)管挑戰(zhàn)
本章小結(jié)
第7章 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與應(yīng)用趨勢(shì)
7.1 全球區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀
7.1.1 國外建設(shè)
7.1.2 國內(nèi)建設(shè)
7.2 區(qū)塊鏈賦能傳統(tǒng)行業(yè)
7.2.1 金融
7.2.2 醫(yī)療
7.2.3 能源
7.2.4 農(nóng)業(yè)
7.2.5 物流
7.2.6 政務(wù)
7.3 區(qū)塊鏈創(chuàng)新應(yīng)用案例
7.3.1 去中心化自治組織
7.3.2 去中心化應(yīng)用
本章小結(jié)
第8章 區(qū)塊鏈面臨的問題及解決方案
8.1 擴(kuò)容問題
8.1.1 區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的性能問題
8.1.2 鏈上擴(kuò)容方案
8.1.3 鏈下擴(kuò)容方案
8.2 匿名性與隱私性
8.2.1 區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的隱私問題
8.2.2 環(huán)簽名
8.2.3 屬性加密
8.2.4 安全多方計(jì)算
8.3 安全問題
8.3.1 51%攻擊
8.3.2 日食攻擊
8.3.3 DDoS攻擊
8.4 法律監(jiān)管問題
8.4.1 區(qū)塊鏈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
8.4.2 區(qū)塊鏈相關(guān)政策
本章小結(jié)
第9章 區(qū)塊鏈的未來——Web 3.0與元宇宙
9.1 Web 3.0
9.1.1 Web 3.0的演進(jìn)
9.1.2 Web 3.0與區(qū)塊鏈
9.2 Web 3.0基礎(chǔ)設(shè)施
9.2.1 去中心化身份
9.2.2 分布式存儲(chǔ)
9.2.3 隱私計(jì)算
9.3 Web 3.0的價(jià)值流通
9.3.1 NFT：Web 3.0用戶價(jià)值的重要載體
9.3.2 DeFi：幫助Web 3.0價(jià)值流通的金融系統(tǒng)
9.4 元宇宙
9.4.1 元宇宙的概念
9.4.2 元宇宙發(fā)展階段
9.4.3 Web 3.0與元宇宙
本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)

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前言/序言

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N全局共享的分布式賬本，具有去中心化、高公信力、數(shù)據(jù)不可篡改、可追溯等特點(diǎn)，將推進(jìn)未來Web 3.0全新互聯(lián)網(wǎng)模式的發(fā)展，也是元宇宙的信任基礎(chǔ)設(shè)施。作為構(gòu)建信任和價(jià)值的新型基礎(chǔ)設(shè)施，區(qū)塊鏈技術(shù)被認(rèn)為是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基石，可廣泛應(yīng)用于金融、物流、醫(yī)療、能源、農(nóng)業(yè)、政務(wù)、司法存證、供應(yīng)鏈管理、數(shù)字資產(chǎn)交易等多個(gè)領(lǐng)域。區(qū)塊鏈的技術(shù)領(lǐng)域主要包括區(qū)塊鏈的體系結(jié)構(gòu)、安全與隱私保護(hù)、共識(shí)協(xié)議、智能合約、性能優(yōu)化與跨鏈互操作等。本書綜述性地介紹區(qū)塊鏈技術(shù)的基本原理、核心技術(shù)、架構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行機(jī)制，總結(jié)了當(dāng)前區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的情況，列舉了基于區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施的一些應(yīng)用案例，探討了區(qū)塊鏈發(fā)展的未來。