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《區(qū)塊鏈原理與應(yīng)用：核心技術(shù)深度探索》理論結(jié)合實(shí)踐，全面、系統(tǒng)、深入地介紹區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)理論、核心技術(shù)、典型應(yīng)用和多學(xué)科融合等，旨在為區(qū)塊鏈學(xué)習(xí)人員提供全面、翔實(shí)的知識(shí)體系和應(yīng)用實(shí)踐指導(dǎo)，幫助他們系統(tǒng)地掌握區(qū)塊鏈的核心知識(shí)并了解其前沿應(yīng)用。本書(shū)提供習(xí)題、配套源代碼與教學(xué)PPT，便于讀者鞏固和提高所學(xué)知識(shí)，也可方便相關(guān)高校老師教學(xué)時(shí)使用。
《區(qū)塊鏈原理與應(yīng)用：核心技術(shù)深度探索》共16章，涵蓋的內(nèi)容有區(qū)塊鏈的發(fā)展歷史、密碼學(xué)基礎(chǔ)、分布式賬本技術(shù)基礎(chǔ)、共識(shí)機(jī)制、智能合約、區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性和面臨的挑戰(zhàn)、區(qū)塊鏈高級(jí)架構(gòu)、區(qū)塊鏈的漏洞與安全、區(qū)塊鏈的監(jiān)管環(huán)境、當(dāng)前區(qū)塊鏈的應(yīng)用現(xiàn)狀與創(chuàng)新、區(qū)塊鏈應(yīng)用新趨勢(shì)、區(qū)塊鏈應(yīng)用實(shí)踐、區(qū)塊鏈系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、區(qū)塊鏈行業(yè)前景與發(fā)展展望、區(qū)塊鏈與數(shù)字貨幣、區(qū)塊鏈的創(chuàng)新與前沿技術(shù)等。
《區(qū)塊鏈原理與應(yīng)用：核心技術(shù)深度探索》內(nèi)容新穎、豐富，講解深入淺出，適合區(qū)塊鏈開(kāi)發(fā)人員、區(qū)塊鏈技術(shù)愛(ài)好者和想深入了解區(qū)塊鏈的人員閱讀，也適合金融和供應(yīng)鏈等領(lǐng)域的相關(guān)人員閱讀，還適合作為高等院校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的教材。

全面、深入介紹區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)理論、核心技術(shù)和多學(xué)科融合。
為區(qū)塊鏈愛(ài)好者提供全面、翔實(shí)的知識(shí)體系和應(yīng)用實(shí)踐指導(dǎo)。
深入剖析區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)理論、高級(jí)架構(gòu)、智能合約和可擴(kuò)展性等核心知識(shí)。
結(jié)合80多張示意圖，闡述共識(shí)算法、交易驗(yàn)證、智能合約和隱私計(jì)算等技術(shù)的基本原理。
結(jié)合30個(gè)典型案例，詳解區(qū)塊鏈在金融、供應(yīng)鏈、物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字貨幣等領(lǐng)域的應(yīng)用。
結(jié)合16個(gè)代碼實(shí)例，詳解密碼學(xué)、超級(jí)賬本、區(qū)塊鏈平臺(tái)、智能合約等核心知識(shí)。
提供128道習(xí)題，并提供教學(xué)PPT和源代碼，便于讀者學(xué)習(xí)和高校老師教學(xué)。
內(nèi)容全面：系統(tǒng)探討區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)與前沿內(nèi)容，包括密碼學(xué)原理、分布式賬本結(jié)構(gòu)、共識(shí)機(jī)制、智能合約、可擴(kuò)展性、安全性、監(jiān)管環(huán)境和實(shí)際應(yīng)用等。另外，還深入分析后量子密碼學(xué)、下一代數(shù)字貨幣和區(qū)塊鏈創(chuàng)新生態(tài)等前沿發(fā)展趨勢(shì)。
注重原理：以理論基礎(chǔ)為核心，從分布式賬本的基本機(jī)制和密碼安全原理入手，詳細(xì)解析加密函數(shù)、共識(shí)算法、區(qū)塊鏈架構(gòu)和隱私計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)的概念，幫助讀者構(gòu)建堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，為區(qū)塊鏈創(chuàng)新與應(yīng)用做好準(zhǔn)備。
前瞻性強(qiáng)：詳細(xì)介紹去中心化金融、中央銀行數(shù)字貨幣和跨鏈互操作等新技術(shù)與應(yīng)用的進(jìn)展，深入探討區(qū)塊鏈在重塑全球金融、產(chǎn)業(yè)與監(jiān)管格局方面的應(yīng)用，以及我國(guó)在數(shù)字貨幣和智能合約創(chuàng)新領(lǐng)域的發(fā)展。
實(shí)踐性強(qiáng)：從零開(kāi)始開(kāi)發(fā)一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，帶領(lǐng)讀者通過(guò)實(shí)踐案例學(xué)習(xí)共識(shí)協(xié)議設(shè)計(jì)、智能合約開(kāi)發(fā)和性能優(yōu)化等知識(shí)，從而提高讀者的動(dòng)手能力和開(kāi)發(fā)水平。
創(chuàng)新性強(qiáng)：注重創(chuàng)新，聚焦區(qū)塊鏈發(fā)展的趨勢(shì)、前沿技術(shù)與應(yīng)用，探討區(qū)塊鏈技術(shù)生態(tài)、應(yīng)用案例與未來(lái)發(fā)展，以及中國(guó)在區(qū)塊鏈創(chuàng)新應(yīng)用中發(fā)揮的關(guān)鍵作用。

區(qū)塊鏈自誕生以來(lái)，便被廣泛認(rèn)為是一種具有變革性的力量，它不僅是一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，更是一種革新的范式轉(zhuǎn)變，能夠重塑各行各業(yè)，重新定義流程方式，提升經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率，其重要性可與互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)相媲美。各國(guó)正積極將區(qū)塊鏈技術(shù)融入社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中。例如，在去中心化金融領(lǐng)域，美國(guó)用區(qū)塊鏈技術(shù)重新定義了金融服務(wù)，而歐盟則聚焦于數(shù)字歐元、數(shù)字身份和跨境支付。中國(guó)在這一領(lǐng)域的發(fā)展尤為突出，區(qū)塊鏈服務(wù)網(wǎng)絡(luò)（BSN）和中國(guó)人民銀行推出的數(shù)字人民幣等項(xiàng)目，展示了中國(guó)在全球區(qū)塊鏈領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
雖然區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展迅速，但是相關(guān)圖書(shū)的出版卻顯得滯后，多數(shù)書(shū)籍未能全面涵蓋區(qū)塊鏈的最新發(fā)展和深層次應(yīng)用，缺乏前瞻性和實(shí)踐指導(dǎo)。作為區(qū)塊鏈研究人員，筆者覺(jué)得有必要編寫(xiě)一本書(shū)來(lái)改變這一現(xiàn)狀，為讀者提供既深入理論又注重實(shí)踐的區(qū)塊鏈學(xué)習(xí)指導(dǎo)。
本書(shū)不僅系統(tǒng)地介紹區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)理論，如密碼學(xué)、分布式賬本系統(tǒng)、共識(shí)機(jī)制與智能合約技術(shù)，而且通過(guò)實(shí)際案例深入探討區(qū)塊鏈在供應(yīng)鏈和金融等領(lǐng)域的應(yīng)用，還通過(guò)開(kāi)發(fā)一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，帶領(lǐng)讀者從零開(kāi)始構(gòu)建區(qū)塊鏈原型，從而將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際開(kāi)發(fā)能力。此外，本書(shū)還前瞻性地探討區(qū)塊鏈技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，如區(qū)塊鏈與量子計(jì)算、人工智能的融合以及其在Web3中的應(yīng)用等。
總之，本書(shū)是一本集理論、實(shí)踐于一體的區(qū)塊鏈專業(yè)著作，旨在為區(qū)塊鏈研究者、愛(ài)好者和高校師生等提供全面、翔實(shí)的區(qū)塊鏈知識(shí)體系和實(shí)踐指導(dǎo)，幫助他們?cè)趨^(qū)塊鏈這一快速發(fā)展的領(lǐng)域保持領(lǐng)先，擁有前瞻的視野。通過(guò)閱讀本書(shū)，讀者不僅能夠掌握區(qū)塊鏈的技術(shù)原理，而且能夠應(yīng)用這些知識(shí)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的創(chuàng)新發(fā)展，為創(chuàng)造一個(gè)更加美好的世界貢獻(xiàn)力量。
本書(shū)特色
? 內(nèi)容全面：系統(tǒng)探討區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)與前沿內(nèi)容，包括密碼學(xué)原理、分布式賬本結(jié)構(gòu)、共識(shí)機(jī)制、智能合約、可擴(kuò)展性、安全性、監(jiān)管環(huán)境和實(shí)際應(yīng)用等。另外，還深入分析后量子密碼學(xué)、下一代數(shù)字貨幣和區(qū)塊鏈創(chuàng)新生態(tài)等前沿發(fā)展趨勢(shì)。
? 注重原理：以理論基礎(chǔ)為核心，從分布式賬本的基本機(jī)制和密碼安全原理入手，詳細(xì)解析加密函數(shù)、共識(shí)算法、區(qū)塊鏈架構(gòu)和隱私計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)的概念，幫助讀者構(gòu)建堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，為區(qū)塊鏈創(chuàng)新與應(yīng)用做好準(zhǔn)備。
? 前瞻性強(qiáng)：詳細(xì)介紹去中心化金融、中央銀行數(shù)字貨幣和跨鏈互操作等新技術(shù)與應(yīng)用的進(jìn)展，深入探討區(qū)塊鏈在重塑全球金融、產(chǎn)業(yè)與監(jiān)管格局方面的應(yīng)用，以及我國(guó)在數(shù)字貨幣和智能合約創(chuàng)新領(lǐng)域的發(fā)展。
? 實(shí)踐性強(qiáng)：從零開(kāi)始開(kāi)發(fā)一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，帶領(lǐng)讀者通過(guò)實(shí)踐案例學(xué)習(xí)共識(shí)協(xié)議設(shè)計(jì)、智能合約開(kāi)發(fā)和性能優(yōu)化等知識(shí)，從而提高讀者的動(dòng)手能力和開(kāi)發(fā)水平。
? 創(chuàng)新性強(qiáng)：注重創(chuàng)新，聚焦區(qū)塊鏈發(fā)展的趨勢(shì)、前沿技術(shù)與應(yīng)用，探討區(qū)塊鏈技術(shù)生態(tài)、應(yīng)用案例與未來(lái)發(fā)展，以及中國(guó)在區(qū)塊鏈創(chuàng)新應(yīng)用中發(fā)揮的關(guān)鍵作用。
本書(shū)內(nèi)容
本書(shū)共分為16章，各章內(nèi)容簡(jiǎn)要介紹如下：
第1章區(qū)塊鏈概論，主要介紹區(qū)塊鏈的發(fā)展歷史、核心概念及其重要性，并深入探討區(qū)塊鏈的去中心化、不可篡改性、透明性與安全性等基本特性，幫助讀者全面了解區(qū)塊鏈的技術(shù)范疇與變革潛力。
第2章密碼學(xué)基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹哈希算法、公鑰密碼學(xué)、數(shù)字簽名和零知識(shí)證明等密碼學(xué)原理與技術(shù)，剖析其在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中保障數(shù)據(jù)的完整性、真實(shí)性和保密性等方面的作用。
第3章分布式賬本技術(shù)基礎(chǔ)，介紹分布式賬本技術(shù)架構(gòu)、賬本結(jié)構(gòu)和分布式系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，揭示其作為區(qū)塊鏈去中心化特性的核心支撐。
第4章共識(shí)機(jī)制，分析工作量證明（PoW）、權(quán)益證明（PoS）、委托權(quán)益證明（DPoS）、授權(quán)證明（PoA）和經(jīng)過(guò)時(shí)間證明（PoET）等共識(shí)機(jī)制，深入探討安全性、可擴(kuò)展性與去中心化之間的權(quán)衡。
第5章智能合約，詳解智能合約的原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用，并分析其局限性、漏洞與高級(jí)主題，如智能合約平臺(tái)和執(zhí)行環(huán)境，從而揭示其在區(qū)塊鏈協(xié)議執(zhí)行中的關(guān)鍵作用。
第6章區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性與面臨的挑戰(zhàn)，介紹分片技術(shù)、狀態(tài)通道與側(cè)鏈等鏈上與鏈下擴(kuò)展解決方案，幫助讀者深入理解區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性與面臨的挑戰(zhàn)，并分析應(yīng)對(duì)策略。
第7章區(qū)塊鏈高級(jí)架構(gòu)，主要介紹企業(yè)許可鏈、互操作區(qū)塊鏈和隱私保護(hù)區(qū)塊鏈，并分析這些架構(gòu)如何克服傳統(tǒng)區(qū)塊鏈的局限性，從而推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。
第8章區(qū)塊鏈的漏洞與安全，深入討論51%攻擊、雙花漏洞與拒絕服務(wù)攻擊等常見(jiàn)漏洞，并結(jié)合真實(shí)案例分析針對(duì)這些漏洞的高級(jí)防范策略，從而提供提高區(qū)塊鏈安全性的實(shí)用建議。
第9章區(qū)塊鏈的監(jiān)管環(huán)境，主要介紹區(qū)塊鏈的全球監(jiān)管趨勢(shì)與我國(guó)的相關(guān)政策法規(guī)，并分析法律與道德思考對(duì)區(qū)塊鏈發(fā)展的影響，揭示監(jiān)管框架對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的塑造作用。
第10章區(qū)塊鏈的應(yīng)用現(xiàn)狀與創(chuàng)新，聚焦區(qū)塊鏈在金融、供應(yīng)鏈、物聯(lián)網(wǎng)和普惠民生等領(lǐng)域的應(yīng)用，并探索新穎案例所涉及技術(shù)的創(chuàng)新性。
第11章區(qū)塊鏈應(yīng)用新趨勢(shì)，介紹區(qū)塊鏈在數(shù)字身份、數(shù)據(jù)所有權(quán)、去中心化金融、非同質(zhì)化代幣與公共服務(wù)創(chuàng)新等領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì)，以及其對(duì)新型商業(yè)模式與商業(yè)格局的重塑。
第12章區(qū)塊鏈應(yīng)用實(shí)踐，詳解超級(jí)賬本Fabric、區(qū)塊鏈存證與取證、基于區(qū)塊鏈的供應(yīng)鏈3個(gè)具體應(yīng)用的開(kāi)發(fā)與部署，幫助讀者提高實(shí)際動(dòng)手能力。
第13章從零開(kāi)始開(kāi)發(fā)一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，帶領(lǐng)讀者從架構(gòu)設(shè)計(jì)、編碼與部署、運(yùn)行與測(cè)試幾個(gè)方面逐步構(gòu)建一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，讓讀者了解區(qū)塊鏈項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程，以應(yīng)對(duì)實(shí)際的開(kāi)發(fā)挑戰(zhàn)。
第14章區(qū)塊鏈行業(yè)前景與發(fā)展展望，系統(tǒng)分析區(qū)塊鏈專業(yè)人士技能、職業(yè)發(fā)展路徑與競(jìng)爭(zhēng)策略，為讀者提供區(qū)塊鏈行業(yè)洞察與職業(yè)規(guī)劃建議。
第15章區(qū)塊鏈與數(shù)字貨幣，探討數(shù)字貨幣的基礎(chǔ)與發(fā)展趨勢(shì)、區(qū)塊鏈與數(shù)字貨幣的結(jié)合、數(shù)字貨幣的應(yīng)用等，重點(diǎn)分析中央銀行數(shù)字貨幣和穩(wěn)定幣的原理及其對(duì)全球的影響，特別是中國(guó)數(shù)字人民幣的領(lǐng)先發(fā)展優(yōu)勢(shì)。
第16章區(qū)塊鏈的創(chuàng)新與前沿技術(shù)，展望未來(lái)區(qū)塊鏈與量子計(jì)算、人工智能的融合發(fā)展及其在Web3、虛擬現(xiàn)實(shí)空間和數(shù)字經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用，探討其可持續(xù)性與創(chuàng)新發(fā)展，并分析中國(guó)在該領(lǐng)域的戰(zhàn)略機(jī)遇。
讀者對(duì)象
? 想深入了解區(qū)塊鏈的人員；
? 區(qū)塊鏈開(kāi)發(fā)人員；
? 區(qū)塊鏈技術(shù)愛(ài)好者；
? 金融、供應(yīng)鏈等領(lǐng)域的區(qū)塊鏈學(xué)習(xí)人員；
? 高等院校的本科生和研究生；
? 相關(guān)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的學(xué)員。
配套資源獲取方式
本書(shū)源代碼和教學(xué)PPT等配套資源有兩種獲取方式：一是關(guān)注微信公眾號(hào)（見(jiàn)書(shū)），回復(fù)數(shù)字48自動(dòng)獲取下載鏈接；二是在清華大學(xué)出版社網(wǎng)站上搜索到本書(shū)，然后在本書(shū)頁(yè)面上找到資源下載欄目，單擊網(wǎng)絡(luò)資源按鈕進(jìn)行下載。
閱讀提示
各國(guó)對(duì)區(qū)塊鏈和加密貨幣的政策與法規(guī)不盡相同，讀者請(qǐng)遵守本國(guó)的相關(guān)法律法規(guī)。本書(shū)不構(gòu)成對(duì)區(qū)塊鏈、加密貨幣的任何投資、投機(jī)和操作建議。投資有風(fēng)險(xiǎn)，入市需謹(jǐn)慎。
答疑支持
由于筆者水平所限，加之寫(xiě)作時(shí)間倉(cāng)促，書(shū)中可能存在疏漏與不足之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)與指正。讀者在閱讀本書(shū)的過(guò)程中如果有疑問(wèn)，可以發(fā)送電子郵件獲得幫助，郵箱地址見(jiàn)書(shū)。

朱興雄
2025年5月

第1章區(qū)塊鏈概論 1
1.1 區(qū)塊鏈核心引擎：賦能信任的底層架構(gòu) 1
1.1.1 密碼學(xué)前沿 1
1.1.2 共識(shí)機(jī)制的發(fā)展 3
1.1.3 分布式治理與網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)學(xué) 5
1.2 區(qū)塊鏈的未來(lái)圖景：突破局限，擁抱無(wú)限可能 6
1.2.1 互操作性與跨鏈互聯(lián) 7
1.2.2 可擴(kuò)展性解決方案 8
1.2.3 隱私計(jì)算與可持續(xù)發(fā)展 9
1.3 區(qū)塊鏈應(yīng)用百花齊放 10
1.3.1 金融科技的革命 10
1.3.2 供應(yīng)鏈重塑 11
1.3.3 Web3、虛擬現(xiàn)實(shí)空間與物聯(lián)網(wǎng) 12
1.4 小結(jié) 14
1.5 習(xí)題 14
第2章密碼學(xué)基礎(chǔ) 15
2.1 區(qū)塊鏈密碼學(xué)導(dǎo)論 15
2.1.1 對(duì)稱加密與非對(duì)稱加密 15
2.1.2 哈希算法 18
2.1.3 數(shù)字簽名和橢圓曲線密碼學(xué) 20
2.2 安全通信協(xié)議 22
2.2.1 安全傳輸層與安全套接字層 22
2.2.2 零知識(shí)證明 23
2.2.3 安全多方計(jì)算 24
2.3 區(qū)塊鏈中的密碼學(xué)實(shí)現(xiàn) 25
2.3.1 用于交易驗(yàn)證的數(shù)字簽名方案 25
2.3.2 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的密鑰管理策略 27
2.3.3 后量子密碼學(xué) 28
2.4 密碼學(xué)實(shí)踐 28
2.5 小結(jié) 29
2.6 習(xí)題 30
第3章分布式賬本技術(shù)基礎(chǔ) 31
3.1 分布式：范式轉(zhuǎn)變 31
3.1.1 中心化系統(tǒng)和單點(diǎn)故障的局限性 32
3.1.2 拜占庭問(wèn)題和分布式共識(shí) 33
3.1.3 分布式網(wǎng)絡(luò)的信任模型：拜占庭容錯(cuò)與概率信任 35
3.2 不可變賬本：區(qū)塊鏈架構(gòu) 36
3.2.1 區(qū)塊結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)組織 36
3.2.2 哈希鏈接和防篡改記錄 38
3.2.3 共識(shí)機(jī)制 39
3.3 分布式賬本的實(shí)施 40
3.3.1 公共區(qū)塊鏈與許可鏈簡(jiǎn)介 40
3.3.2 智能合約集成和可編程區(qū)塊鏈 41
3.3.3 互操作性和跨鏈通信協(xié)議 43
3.4 分布式賬本技術(shù)實(shí)踐 44
3.4.1 比特幣創(chuàng)世區(qū)塊的原始數(shù)據(jù)及其字段分解 44
3.4.2 編程計(jì)算區(qū)塊頭哈希值 46
3.5 小結(jié) 47
3.6 習(xí)題 48
第4章共識(shí)機(jī)制 49
4.1 工作量證明：先驅(qū)方法 49
4.1.1 挖礦基礎(chǔ)：哈希算力和難度調(diào)整 49
4.1.2 安全分析：51%攻擊和安全權(quán)衡 51
4.1.3 能耗問(wèn)題和節(jié)能型挖礦策略 51
4.2 權(quán)益證明：更環(huán)保的替代方案 52
4.2.1 基于代幣所有權(quán)的權(quán)益證明機(jī)制和區(qū)塊驗(yàn)證 52
4.2.2 用于高吞吐量的拜占庭容錯(cuò)變體 54
4.2.3 委托權(quán)益證明和實(shí)用拜占庭容錯(cuò) 54
4.3 新興的共識(shí)機(jī)制 56
4.3.1 許可鏈的授權(quán)證明 56
4.3.2 經(jīng)過(guò)時(shí)間證明和隨機(jī)區(qū)塊選擇 57
4.3.3 燃燒證明和基于資源的共識(shí)模式 58
4.4 共識(shí)機(jī)制實(shí)踐 60
4.5 小結(jié) 61
4.6 習(xí)題 62
第5章智能合約 63
5.1 智能合約的力量：自執(zhí)行協(xié)議 63
5.1.1 智能合約的圖靈完備性和局限性 63
5.1.2 基于智能合約構(gòu)建去中心化應(yīng)用 65
5.1.3 智能合約用例：供應(yīng)鏈管理和去中心化金融 66
5.2 智能合約設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 69
5.2.1 用于創(chuàng)建智能合約的Solidity編程語(yǔ)言 69
5.2.2 安全注意事項(xiàng)：重入攻擊和緩解措施 70
5.2.3 測(cè)試和審計(jì)智能合約的穩(wěn)健性 72
5.3 智能合約平臺(tái)和執(zhí)行環(huán)境 74
5.3.1 以太坊虛擬機(jī)和Gas費(fèi)用 74
5.3.2 替代智能合約平臺(tái)：EOS和超級(jí)賬本Fabric 75
5.3.3 互操作智能合約與跨鏈通信 76
5.4 智能合約實(shí)踐 77
5.5 小結(jié) 78
5.6 習(xí)題 79
第6章區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性和面臨的挑戰(zhàn) 80
6.1 當(dāng)前區(qū)塊鏈面臨的技術(shù)瓶頸 80
6.1.1 交易吞吐量限制與可擴(kuò)展性困境 80
6.1.2 區(qū)塊大小和交易確認(rèn)時(shí)間 82
6.1.3 去中心化與可擴(kuò)展性：尋找恰當(dāng)?shù)钠胶?83
6.2 第一層擴(kuò)展解決方案 84
6.2.1 增加區(qū)塊大小優(yōu)化吞吐量 84
6.2.2 分片：跨節(jié)點(diǎn)分布式交易處理 85
6.2.3 有向無(wú)環(huán)圖用于更快的共識(shí) 86
6.3 第二層擴(kuò)展解決方案 87
6.3.1 狀態(tài)通道和支付通道用于鏈下交易 87
6.3.2 等離子框架和交易匯總實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的智能合約 89
6.3.3 側(cè)鏈：獨(dú)立于主鏈的區(qū)塊鏈 90
6.4 區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性實(shí)踐 91
6.5 小結(jié) 93
6.6 習(xí)題 93
第7章區(qū)塊鏈高級(jí)架構(gòu) 95
7.1 企業(yè)應(yīng)用許可鏈 95
7.1.1 超級(jí)賬本Fabric：聯(lián)盟鏈平臺(tái) 96
7.1.2 許可鏈的共識(shí)機(jī)制：實(shí)用拜占庭容錯(cuò)和Raft 97
7.1.3 身份管理與訪問(wèn)控制機(jī)制 101
7.1.4 超級(jí)賬本Fabric：網(wǎng)絡(luò)、通道和鏈碼 103
7.2 互操作區(qū)塊鏈和Web3的發(fā)展趨勢(shì) 105
7.2.1 跨鏈通信協(xié)議：Cosmos和Polkadot 106
7.2.2 互操作智能合約和去中心化交易所 108
7.2.3 構(gòu)建統(tǒng)一的區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)：Web3愿景 110
7.3 隱私增強(qiáng)型區(qū)塊鏈 112
7.3.1 零知識(shí)證明 112
7.3.2 環(huán)簽名和機(jī)密交易 114
7.3.3 如何在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中平衡隱私與透明度 118
7.4 小結(jié) 120
7.5 習(xí)題 120
第8章區(qū)塊鏈的漏洞與安全 122
8.1 常見(jiàn)的區(qū)塊鏈安全威脅 122
8.1.1 51%攻擊 122
8.1.2 智能合約漏洞和重入攻擊 123
8.1.3 Sybil攻擊和拒絕服務(wù)攻擊 124
8.2 智能合約安全編碼實(shí)踐 125
8.2.1 代碼審查、審計(jì)和形式驗(yàn)證技術(shù) 125
8.2.2 如何安全地使用庫(kù)來(lái)避免常見(jiàn)漏洞 127
8.2.3 密鑰管理和訪問(wèn)控制實(shí)踐 128
8.3 區(qū)塊鏈安全研究和新的解決方案 129
8.3.1 保護(hù)區(qū)塊鏈安全的后量子密碼學(xué) 129
8.3.2 智能合約安全保障的形式化驗(yàn)證工具 130
8.3.3 去中心化安全協(xié)議和漏洞賞金計(jì)劃 130
8.4 區(qū)塊鏈的安全實(shí)踐 131
8.5 小結(jié) 132
8.6 習(xí)題 132
第9章區(qū)塊鏈的監(jiān)管環(huán)境 134
9.1 當(dāng)前監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的監(jiān)管方法 134
9.1.1 區(qū)塊鏈資產(chǎn)分類：證券與公用事業(yè)代幣 134
9.1.2 AML和KYC規(guī)則 135
9.1.3 全球監(jiān)管和協(xié)調(diào)的必要性 136
9.2 智能合約的法律影響 137
9.2.1 智能合約的可執(zhí)行性原則和爭(zhēng)議解決機(jī)制 137
9.2.2 去中心化自治組織和法律框架 139
9.2.3 監(jiān)管的不確定性和智能合約應(yīng)用的未來(lái) 140
9.3 負(fù)責(zé)任的創(chuàng)新和思考 140
9.3.1 區(qū)塊鏈對(duì)環(huán)境的影響 141
9.3.2 數(shù)據(jù)保護(hù)問(wèn)題探討 142
9.3.3 區(qū)塊鏈的開(kāi)放性和信任機(jī)制 143
9.4 區(qū)塊鏈監(jiān)管實(shí)踐 144
9.5 小結(jié) 145
9.6 習(xí)題 145
第10章當(dāng)前區(qū)塊鏈的應(yīng)用現(xiàn)狀與創(chuàng)新 147
10.1 金融普惠與創(chuàng)新 147
10.1.1 監(jiān)管與合規(guī)框架 147
10.1.2 供應(yīng)鏈金融與貿(mào)易融資 148
10.1.3 可編程貨幣與新型金融工具 149
10.2 實(shí)體經(jīng)濟(jì)賦能與產(chǎn)業(yè)升級(jí) 150
10.2.1 供應(yīng)鏈重塑與可追溯性 150
10.2.2 物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)區(qū)塊鏈 151
10.2.3 數(shù)字資產(chǎn)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù) 153
10.3 政府治理與社會(huì)創(chuàng)新 155
10.3.1 數(shù)字身份與可信電子憑證 155
10.3.2 可追溯的監(jiān)管與問(wèn)責(zé)系統(tǒng) 157
10.3.3 社會(huì)公益與普惠民生 158
10.4 當(dāng)前區(qū)塊鏈應(yīng)用與創(chuàng)新實(shí)踐 160
10.5 小結(jié) 162
10.6 習(xí)題 163
第11章區(qū)塊鏈應(yīng)用新趨勢(shì) 164
11.1 數(shù)字身份與數(shù)據(jù)所有權(quán) 164
11.1.1 數(shù)據(jù)市場(chǎng)的興起 164
11.1.2 數(shù)字身份標(biāo)準(zhǔn)化 165
11.2 價(jià)值創(chuàng)造與新型商業(yè)模式 167
11.2.1 去中心化平臺(tái)和新型市場(chǎng)簡(jiǎn)介 167
11.2.2 知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù) 168
11.3 傳統(tǒng)行業(yè)革新與商業(yè)格局重塑 170
11.3.1 政府治理與公共服務(wù)創(chuàng)新 170
11.3.2 醫(yī)療健康數(shù)據(jù)管理與隱私保護(hù) 171
11.4 區(qū)塊鏈應(yīng)用實(shí)踐 172
11.5 小結(jié) 174
11.6 習(xí)題 174
第12章區(qū)塊鏈應(yīng)用實(shí)踐 175
12.1 超級(jí)賬本Fabric應(yīng)用實(shí)踐 175
12.1.1 安裝超級(jí)賬本Fabric 175
12.1.2 運(yùn)行超級(jí)賬本Fabric 177
12.2 區(qū)塊鏈存證與取證 178
12.2.1 編寫(xiě)存證智能合約 178
12.2.2 在通道中部署智能合約 180
12.3 基于區(qū)塊鏈的供應(yīng)鏈 183
12.3.1 區(qū)塊鏈供應(yīng)鏈的智能合約 184
12.3.2 區(qū)塊鏈供應(yīng)鏈的應(yīng)用后端 187
12.3.3 區(qū)塊鏈供應(yīng)鏈的應(yīng)用前端 192
12.4 小結(jié) 195
12.5 習(xí)題 195
第13章從零開(kāi)始開(kāi)發(fā)一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng) 197
13.1 區(qū)塊鏈的基本組成 197
13.2 編碼實(shí)現(xiàn) 198
13.2.1 設(shè)置項(xiàng)目環(huán)境 198
13.2.2 編寫(xiě)區(qū)塊鏈的類 198
13.3 運(yùn)行和測(cè)試區(qū)塊鏈 201
13.3.1 編寫(xiě)并部署區(qū)塊鏈應(yīng)用 201
13.3.2 區(qū)塊鏈操作的API 204
13.3.3 使用cURL測(cè)試區(qū)塊鏈 204
13.4 小結(jié) 207
13.5 習(xí)題 208

第14章區(qū)塊鏈行業(yè)前景與發(fā)展展望 209
14.1 區(qū)塊鏈專業(yè)人士技能 209
14.1.1 編程語(yǔ)言 209
14.1.2 密碼學(xué)和分布式系統(tǒng) 211
14.1.3 分析和解決問(wèn)題的能力 212
14.2 教育途徑和資源 214
14.2.1 以區(qū)塊鏈教育為重點(diǎn)的大學(xué)課程 214
14.2.2 用于區(qū)塊鏈教育的在線學(xué)習(xí)平臺(tái) 214
14.3 區(qū)塊鏈行業(yè)的持續(xù)發(fā)展 215
14.3.1 區(qū)塊鏈開(kāi)發(fā)人員、智能合約工程師和安全專家 215
14.3.2 區(qū)塊鏈分析師、顧問(wèn)和項(xiàng)目經(jīng)理 216
14.4 小結(jié) 217
14.5 習(xí)題 217
第15章區(qū)塊鏈與數(shù)字貨幣 219
15.1 數(shù)字貨幣的基礎(chǔ)與發(fā)展趨勢(shì) 219
15.1.1 央行數(shù)字貨幣 219
15.1.2 穩(wěn)定幣與去中心化貨幣 221
15.2 區(qū)塊鏈與數(shù)字貨幣的結(jié)合 223
15.2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)模型：Merkle樹(shù)與交易完整性驗(yàn)證 223
15.2.2 密碼學(xué)基礎(chǔ)：橢圓曲線數(shù)字簽名算法 224
15.2.3 共識(shí)算法：工作量證明與難度調(diào)整 224
15.2.4 零知識(shí)證明與隱私保護(hù) 225
15.3 數(shù)字貨幣的應(yīng)用與未來(lái) 225
15.3.1 跨境支付與數(shù)字貨幣的融合 225
15.3.2 數(shù)字貨幣的未來(lái) 228
15.4 小結(jié) 229
15.5 習(xí)題 229
第16章區(qū)塊鏈的創(chuàng)新與前沿技術(shù) 231
16.1 區(qū)塊鏈與量子計(jì)算的融合與挑戰(zhàn) 231
16.1.1 量子計(jì)算與區(qū)塊鏈的潛在沖擊 231
16.1.2 基于格的密碼學(xué) 233
16.1.3 后量子密碼學(xué)與區(qū)塊鏈的適配方案 235
16.1.4 量子加密與量子鏈的前景 236
16.2 區(qū)塊鏈與人工智能 238
16.2.1 區(qū)塊鏈驅(qū)動(dòng)的人工智能平臺(tái) 238
16.2.2 去中心化的人工智能市場(chǎng)與區(qū)塊鏈應(yīng)用 241
16.2.3 區(qū)塊鏈和人工智能結(jié)合的行業(yè)變革 241
16.3 Web3與虛擬現(xiàn)實(shí)空間生態(tài)系統(tǒng) 243
16.3.1 區(qū)塊鏈作為Web3的基礎(chǔ) 243
16.3.2 數(shù)據(jù)代幣化經(jīng)濟(jì)與用戶所有權(quán)模式 244
16.3.3 區(qū)塊鏈在虛擬現(xiàn)實(shí)空間中的應(yīng)用 245
16.4 塑造更具創(chuàng)新性和可持續(xù)性的未來(lái) 246
16.4.1 區(qū)塊鏈開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和互操作性解決方案 246
16.4.2 構(gòu)建更具包容性與可持續(xù)性的未來(lái) 247
16.4.3 區(qū)塊鏈經(jīng)濟(jì)在各行各業(yè)中的應(yīng)用 248
16.5 小結(jié) 249
16.6 習(xí)題 250

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