《区块链实用指南：区块链生态及可行应用》从2008年金融危机给比特币所创造的产生和发展环境开始谈起，详细阐述了比特币协议的核心思想以及挖矿的运行机制，进而深入讨论了区块链的运行机制并详细解析了以太坊和以太币、分布式自治组织（DAO）和Aragon内核，以及DAO所面临的黑客攻击危机和以通证为代表的数字化货币。本书同时介绍了区块链在循证科学、医疗、金融领域的应用和以Hyperledger项目为代表的开源工具应用，并展望了区块链的未来发展方向。

Vikram Dhillon 担任中佛罗里达大学模拟与训练学院的研究员，并专注于将新兴技术与现有世界的基础设施进行有效整合的研究；近期他将研究重点放在了去中心化账户技术领域。他获得了中佛罗里达大学分子生物学理学学士学位，在此期间他的研究重点在于生物信息学；同时他也是诺瓦东南大学医学院的一名DO-MBA 候选人。他是多篇计算基因组学论文和两部学术专著的作者，其中一部*近期的学术专著是关于区块链应用技术的。他过去也为比特币杂志和《New York Times》撰写过多篇深度文章。他曾获得来自于美国国家科学基金会的资助，通过创新企业项目去研究消费者行为并将其应用于商业化高风险的创业企业理念。他本身也是Linux 基金会会员，并在过去几年一直活跃在开源项目和倡议领域。他经常出席专业会议并在社交媒体Meetup 上就编程、设计、安全和创业发表观点并进行讨论。他现在居住于佛罗里达州罗德岱尔堡，并在opsbug.com网上拥有一个聚焦于技术领域的博客。

David Metcalf 在应用网络和移动技术推动教育和医疗产业的设计和研究领域有着超过20 年的经验。Metcalf 博士担任中佛罗里达大学模拟与训练学院新兴技术融合实验室主任。他的团队建立了一套基于移动医疗解决方案、模拟、游戏、在线学习的移动及企业端的系统，为谷歌公司、强生公司、美国退伍军人管理局、美国军方和中佛罗里达大学医学院及其他机构提供服务。该团队*近完成的项目包括诺娜湖的智能家居原型和重要技术、在线学位以及在线资源工具包。Metcalf 博士鼓励将研究产生的副产品作为创新的一个重要环节，且成立了“移动知识”（Moving Knowledge）及其他盈利和非盈利的风险投资企业。除了学术研究和商业投资领域，他支持在教育和医疗领域的社会事业；他持续地为社会公益企业家弥补来自于企业学习和模拟技术之间存在的鸿沟和不足。他目前的研究课题涵盖了模拟技术、动员技术、移动患者记录和医疗决策支持系统、可视化系统、可扩展性模型、移动数据通信安全、游戏、创新管理和卓越运营。Metcalf 博士经常出席行业和学术界的研究活动，并通过影响企业战略和推广技术应用来改善教育、医疗和工作绩效。Metcalf 博士联合出版了多本图书，其中包括《ConnectedHealth》（ 连接医疗，2017）《HIMSS mHealth Innoration》（HIMSS移动医疗创新，2014 版） 和HIMSS 畅销书《mHealth ：FromSmartphone to Smart Systems》（移动医疗：从智能手机到智能系统，2012）。

Max Hooper 担任整合交通集团的首席执行官，负责公司的管理和增长战略制定，并作为公司与金融服务产业和资本信息集团的联络人开展工作。在开始这份工作之前，他是权益广播集团（EBC）的联合创始人，该集团作为一家媒体企业在全美范围内拥有并运营超100 家电视台。在该集团工作期间，他负责该集团电缆、卫星的相关活动、投资银行业务和相关技术产业的工作。在他的任期内，该集团成长成为全美10 大广播公司之一。作为一个终生学习者，Hooper 从不同的学术机构获得了5 个博士学位。同时，作为一个极富激情的跑步运动员，他已经完成了超过100 次的马拉松和20 次50~100mile 一的超级马拉松，并完成了超跑大满贯。在家庭中，Hooper 是丈夫、5 个孩子的父亲，同时也是7 个孩子的祖父。他积极投身于多个组织和机构的工作，并在多个董事会任职。在国际上他与多个国家的政府部门和非盈利组织合作，并在2015 年受邀在联合国发表演讲。

目录

译者序

关于作者

关于技术审核人

原书致谢

原书前言

第一章　注视梦想家 // 1

范式变化 // 2

朋克社区 // 5

本章小结 // 9

第二章　淘金记：比特币挖矿 // 11

达成共识 // 12

挖矿硬件设备 // 18

创业企业的故事 // 20

本章小结 // 22

参考文献 // 22

第三章　区块链基础 // 23

交易流程 // 24

简易支付验证 // 32

区块链分叉 // 35

本章小结 // 36

参考文献 // 37

第四章　解析以太坊 // 39

以太坊概述 // 40

以太坊账户 // 43

状态、存储和费用 // 45

EVM // 49

Solidity 编程语言 // 51

世界计算机 // 54

区块链服务 // 57

去中心应用 // 59

以太坊工具（Geth 和Mist） // 61

本章小结 // 62

参考文献 // 62

第五章　去中心组织 // 63

Aragon 内核 // 65

身份管理 // 66

DAO（公司）演练 // 68

设置DAO // 69

发行股票 // 74

筹款细则 // 84

本章小结 // 87

参考文献 // 87

第六章　DAO 黑客攻击 // 89

简介 // 90

DAO 象限 // 92

团队 // 92

DAO // 94

黑客攻击 // 96

讨论 // 100

分裂：以太坊和以太坊经典 // 101

展望 // 102

本章小结 // 103

第七章　以太坊通证：高性能计算 // 105

通证与价值创造 // 106

以太坊计算市场 // 111

Golem 网络 // 118

应用程序注册表 // 121

交易框架 // 122

网络挖掘组织的超级计算 // 128

网络体系结构的超全球运营系统 // 138

iEx.ec // 141

本章小结 // 145

参考文献 // 146

第八章　科学中的区块链 // 147

再现性危机 // 148

临床试验 // 153

声誉系统 // 158

药物追踪 // 162 XVII

本章小结 // 165

第九章　区块链在医疗卫生领域中的应用 // 167

支付方- 提供方- 患者模型 // 168

工作流程 // 170

管理浪费：Capital One、Ark Invest 和Gem // 175

本章小结 // 183

参考文献 // 184

第十章　Hyperledger 项目 // 185

目前现状 // 186

决策模型：是否需要区块链？ // 192

使用Hyperledger Composer 进行快速原型设计 // 196

本章小结 // 199

第十一章　区块链的最新发展 // 201

EOS 区块链 // 202

Chain Core // 214

以太坊企业联盟 // 228

本章小结 // 237

参考文献 // 237

第十二章　技术革命与金融资本 // 239

区块链行业现状 // 241

风险投资与首次代币发行 // 242

首次代币发行 // 243

数字货币交易 // 246

首次代币发行的监管现状 // 247

监管技术：RegChain // 251

新的区块链公司及理念 // 253

投资机会大众化 // 256

本章小结 // 256

附录　建立一个医疗保健联合体 // 259

参考文献 // 276

原书前言

区块链技术正在从根本上改变人们的在线世界，但这却不是某种奇迹般、万能的创造财富的灵丹妙药。区块链的一个具体应用是比特币，但相对于线下世界而言，根本性转变来源于Web 的引进，从而使得信息的获取更便利，同时让数据信息和内容以前所未有的便利在全球范围内复制和发布。因此人们给其冠以万维网（World Wide Web）的称号，然而当这种互联网的连接在涉及交易时却面临着一个基本的问题：信任。

区块链技术所代表的一种根本性的变革是尝试从一种以权威机构为中心的中央信任授权机制转变为大规模分布式网络的信任机制。这种信任机制本身并不取决于多个源头的信任方的通过，而在于一个具有共识的算法，从而使交易在这种分布式的信任机制中被确认有效。更进一步而言，大多数的区块链解决方案提供了一种不可改变的持久交易记录，这种记录无法被任何的信任或非信任的源头进行更改或修订。这为在线世界带来了全新层次的安全、隐私和信任。正如将在本书中所看到的：各种应用、协议和标准构成了当前区块链的生态系统。

在本书撰写过程中，也力求在技术参考和指南手册之间取得完美的平衡。作为一本具有指南手册功能的图书，本书展示了当前和未来区块链应用的实际案例。虽然没有面面俱到，但确实选择了几个非常具有前景的产业领域，在这些领域，区块链技术已经开始应用到实际的工作之中，并在开创新的产业部门和业态。希望本书将为读者提供一个将区块链技术成功应用于目前所从事产业的路线图，并借助区块链技术为现有的业务拓展新的领域。

在本书中，将看到许多通过区块链应用来加强关键节点的案例。早期的案例超越了金融交易本身，涵盖了金融科技（FinTech）、监管科技（RegTech）、保险科技（InsuranceTech）、政府治理科技（GovTechba，包括网络投票、许可证、记录和认证等）、健康科技

（HealthTech）技术以及其他许多方面。

为了理解这些早期的案例，有必要探索区块链的历史、分布式信任的基础、共识、硬件、软件和加密技术，本书的开篇几章将对这部分内容进行重点介绍。接下来，将了解以区块链为基础的网络交易和简化支付体系。本书也会介绍具有拓展功能的以太坊和费用（Gas）运作机制在区块链服务体系中的功能。为了进一步了解这些功能，将会有两章的内容来专门介绍去中心化组织（DAO）以及在这个领域中的细节内容和一些案例。在第七章，以太坊通证的价值创造功能将会被重点介绍，通过多种技术和商业模式的应用，将会看到智能合作允许多重来源的价值和规则直接嵌入交易，从而创造价值中的巨大力量。在接下来的三章（第八~ 十章）中，将介绍区块链在科学领域的应用以及区块链在医疗保健领域应用的案例，并对超级账本（Hyperledger）项目架构的细节进行梳理。在最后两章（第十一章和第十二章）中，将探索区块链技术应用于许多最近的发展和未来的趋势，特别是在首次代币发行（ICO）和其对资本金融市场影响的方面进行探讨。在本书最后的附录部分，提供了与哈希医疗公司管理层的访谈以及他们对于区块链技术在医疗领域应用

的洞察。希望读者会发现本书所提供的信息是有价值的，并且会和阅读另外一本书《The fundamentals，current best pacticesand futurepotential of BLockchain Enabled Applicatins》（区块链基础：当前最佳实践和未来潜在应用）一样获得乐趣。欢迎读者通过info@metil.org 反馈意见。

译者序

2017 年的初冬，北美的东海岸还是如每年一样，阴雨伴着海风带来阵阵的寒意。然而很快这种寒意被一股来自神秘世界的力量所打破，并很快使人们感到不安和躁动，这股力量来自于比特币。2017 年的11 月28 日，比特币的单位价格突破了10000 美元大关并似乎还在以势不可挡的速度上涨，这个结果令人目瞪口呆，同时也颠覆了人们对以往世界的认识，要知道在2009 年比特币的价格仅仅才0.1 美分/ 枚，在2010 年一位程序员甚至用1 万枚比特币才换取了两块价值25 美元的比萨饼。在这段时间，恰巧译者也在美国约翰·霍普金斯大学读MBA，看到的无论是美国的一般媒体，还是专业的金融经济研究机构，大家都在热烈讨论着比特币、区块链、去中心这些话题，金融学教授在课堂上也在和同学讨论究竟区块链和以区块链应用为代表的数字化加密货币究竟是什么，是另一次金融领域的庞氏骗局还是真正人类新纪元的开始？究竟该如何看待这些现象的发生以及这是否能成为未来历史的真正走向？

在人类的历史上，自从15 世纪大航海时代将世界逐步连成一体之后，基于政治军事的重大事件形成了基本的国际秩序，如在欧洲三十年战争之后威斯特伐利亚和约奠定了以欧洲为核心的世界秩序的雏形。此后在经历了拿破仑战争、第一次世界大战、第二次世界大战后，人类历史上形成了维也纳体系、凡尔赛体系和雅尔塔体系，并在这些国际政治秩序的基础上形成了贸易、物流和金融体系，这些体系共同构成了今天的国际秩序并与我们每个人的日常生活息息相关。比如在金融领域，最重要的金融秩序是在第二次世界

大战后形成的布雷顿森林体系，虽然由于多种原因，这种以美元与黄金直接挂钩的机制最终于1973 年宣告结束，但以美元为核心的国际货币结算的金融制度在今天的世界仍发挥着重要的作用，而具体承担和发挥这种作用的则是大型金融机构和金融监管机构。从过往的历史发展可以看出，人类历史的发展轨迹是一个不断走向中心化的过程。

互联网的出现第一次改变了跨国的信息交互机制，从而使信息传播更加扁平、透明和高效。区块链则是第一次通过共识机制和去中心的方式在没有中心型权威机构的存在下形成了分布式自治系统，即在这个系统内的多方可以对同一交易的形成和价值进行多方不可篡改的确认，这种价值以哈希计算作为其计量方式时形成了如比特币以及以太币等多种数字加密货币。区块链的应用符合了作为互联网发展的整体趋势，而从实际的情况来看，目前最有影响力和突出的是数字加密货币的应用。虽然其在各领域的应用事实上还处在非常初步的阶段，但从长远来看区块链在科研、医疗、制药工业、金融、科技等多个领域存在极为巨大的发展空间，并能有效解决目前存在的管理难点和痛点问题。举个简单的例子，对我国而言，食品、药品和疫苗的安全问题始终牵动着国人的心，同时也是政府主管部门长期重视的领域，但与此同时，由于我国人口众多、地域广泛、渠道零散，生产企业数量也较多，确实也存在着监管的难度和成本问题，如果未来可以引进区块链对于同一产品，如疫苗的生产、流通、使用环节引入区块链实现去中心无篡改的记录将在保证产品质量安全的同时大大降低监管成本。本书在介绍了区块链、以太坊、DAO 和Aragon 的运行机制外，同时介绍了区块链在循证科学、医疗、金融领域的应用，希望能给在这些领域的从业人员给予一些启示。

在这里我要感谢在本书的翻译过程中提供了宝贵帮助的机械工业出版社的顾谦老师，同时感谢另一位译者也是我的妻子张燊融女士在翻译本书过程中付出的巨大努力。

最后，谨以本书献给我亲爱的女儿安琪，愿区块链能让你未来生活的世界更加美好！

陈建伟