内容提要:
区块链技术是一种去中心化的分布式计算技术,它正在蓬勃发展,将成为互联网的重要支撑技术,并改变互联网的运行方式。本书使用生动形象的语言,深入浅出地介绍了区块链的基本原理、关键技术和发展趋势,并对区块链技术在世界范围内各行业的实际应用进行了探讨和展望。其中,OO章至第4章主要介绍了区块链的起源和基础知识,第5章至OO2章主要介绍了比特币的基本原理、运行方式和技术发展,OO3章至OO6章主要介绍了以太坊、EOS、OO账本等其他区块链技术,OO7章至OO8章主要讲述了区块链的行业应用以及区块链对社会的影响。附录A至附录C详细讲解了比特币的相关数据结构和算法。
本书采用大量易于理解的生活实例作为类比,并通过生动形象的图解方式,将复杂的概念简单化,循序渐进地引导初学者轻松掌握区块链的基本原理。因而,本书可作为学习区块链技术的入门书。
精 彩 页:
1992年,一个对普通人来说非常神秘的组织“密码朋克”在美国悄悄成立。当时谁也不会想到,从这么一个小众且神秘的组织中,后来会走出许多对互联网乃至人类社会影响巨大的赫赫有名的人物,其中就包括区块链之父中本聪(见图1.1)。口1.1三大高手创建密码朋克 1992年,住在加州旧金山的英特尔公司OO科学家蒂姆西·梅(Timothy C.May,通常昵称Tim May)在家中招待了两位朋友,一位是数学家兼程序员埃里克·休斯(EricHughes),另一位是约翰·吉摩尔(John Gilmore)。这三人都是高智商的IT技术专家,都反对大型信息集团对个人信息的掌控,主张在电子时代的开放社会中,通过密码学来保障个人隐私。三人谈得非常投机,于是决定由蒂姆西·梅牵头成立一个小型组织,商议大家一个月见一次面,讨论相关问题。 此后,计算机专家兼作家朱迪·米尔洪(Jude Milhon)加入这个小组,她是一个充满活力的、幽默的女人。加入这个小组之后,她充分发挥想象力,“生造”了一个单词“密码朋克”(cypherpunk),送给这个小组当作名字。Cypherpunk这个单词由密码(cipher)和数字朋克(cyberpunk)结合而成。这个单词既体现了专家们的密码学背景,又体现了朋克文化的个性与自由,于是原组织成员就“笑纳”了这份见面礼(见图1.2)。 “密码朋克”创建了一个邮件列表,用来讨论各类话题,主要包括数学、加密技术、计算机技术、政治和哲学等。比特币和区块链技术就诞生于这个组织。“密码朋克”在随后几年中快速发展起来,目前已达到了1400多人的规模。1993年,埃里克·休斯写了一本书,叫《密码朋克宣言》,其中一段话为比特币系统的出现埋下了伏笔:“我们致力于建立匿名系统。我们用密码学、匿名邮件转发系统、数字签名和‘数字货币’来捍卫我们的隐私。我们也编写代码。因为我们知道必须有人编写软件来保护隐私。我们发布我们的代码,以便我们的同人可以练习并使用它。全世界所有人都可免费使用我们的代码。 “密码朋克”中涌现出了许多IT精英,比如万维网之父蒂姆·伯纳斯·李(Tim Berners-Lee)、BT下载的创始人布拉姆·科恩(Bram Cohen)、Facebook的创始人之一肖恩·帕克(Sean Parker)、维基解密的创始人朱利安·保罗·阿桑奇(Julian Paul Assange)、提出智能合约概念的尼克·萨博(Nick Szabo)等(见图1.3)。这些信息学界的大咖们发明了很多开创性的东西,比如优良保密协议(Pretty Good Privacy,PGP)邮件加密系统、对等网络(Peer to Peer,P2P)、RSA129加密的破解算法等。但是,却有一件事情让他们屡遭失败,这就是“数字货币”系统。
P2-4
作者简介:
杜经农,华中科技大学计算机软件与理论博士,交通运输部信息通信及导航标准化技术委员会委员,从事交通行业信息化科研与建设15年,主要研究方向为智慧交通、交通大数据应用、交通信息化标准研究与编制等。曾获得国家科技进步二等奖1项、中国航海科技进步奖一等奖2项、湖北省科技进步一等奖。在OO会议、期刊上发表论文多篇。
目录:
OO章 呼之欲出:神秘组织的诞生
1.1 三大高手创建密码朋克
1.2 中本聪的逆袭
第2章 风云变幻:中心化与去中心化
2.1 中心化系统
2.2 去中心化系统
第3章 大道至简:有趣的哈希算法
3.1 哈希算法的基本原理
3.2 美国国家安全局设计的密码武器——SHA256算法
第4章 火眼金睛:数字签名和非对称加密
4.1 身份认证的利器—数字签名
4.2 一把锁配两把钥匙——奇特的非对称加密
4.3 数字签名与验证的过程
4.4 基于数字签名的加密通信
第5章 环环相扣:比特币之链
5.1 比特币是数字签名链
5.2 比特币数字签名链的运行过程
5.3 数字签名链的类比:比特币纸
5.4 比特币的UTXO数据结构
第6章 固若金汤:解密区块链
6.1 防止双花的妙招——把区块连成链
6.2 比特币系统的基本模型
6.3 区块链网络的运行方式
6.4 比特币系统的社会学原理
第7章 守株待兔:挖矿大不易
7.1 区块头的数据结构
7.2 矿工节点的运行过程
7.3 区块链的临时分叉与剪枝
7.4 众人拾柴火焰高——矿池的出现
第8章 道高一尺:算法和矿机的博弈
8.1 算力竞争与矿机的发展
8.2 抗ASIC算法的研究与发展
第9章 金屋藏娇:比特币的接收与保存
9.1 比特币账户地址是如何生成的
9.2 比特币客户端软件
9.3 守护进程与RPC客户端
OO0章 同心协力:区块链共识机制
10.1 拜占庭将军的难题
10.2 PoW共识机制
10.3 PoS共识机制
10.4 DPoS共识机制
10.5 PBFT共识机制
OO1章 进化之路:比特币扩容与升级
11.1 发展瓶颈
11.2 硬分叉、软分叉与隔离见证方案
11.3 交易延展性问题
OO2章 另辟蹊径:神奇的闪电网络
12.1 微支付通道
12.2 闪电网络
OO3章 渐入佳境:区块链2.
13.1 天才少年的以太坊传奇
13.2 以太坊的账户
13.3 以太坊的世界状态
13.4 以太坊的“交易费”:gas与gas price
13.5 以太坊的交易
13.6 以太坊的区块结构
13.7 以太坊的共识机制与挖矿
OO4章 公正无私:智能合约与DAPP
14.1 以太坊的智能合约与虚拟机
14.2 如何开发部署智能合约
14.3 以太坊的DAPP
14.4 以太坊客户端的浏览器插件MetaMask
14.5 以太坊DAPP游戏:Fishbank
OO5章 前路漫漫:区块链3.
15.1 EOS闪亮登场
15.2 EOS的账号与智能合约
15.3 EOS的共识机制
15.4 EOS的区块结构
15.5 EOS的通证模型和资源使用
15.6 EOS的治理原则
15.7 EOS的虚拟机和脚本语言
OO6章 各有千秋:不同区块链技术的竞争
16.1 OO账本:Hyperledger Fabric
16.2 智能经济:NEO
16.3 侧链技术:Lisk与Asch
16.4 星际文件系统
OO7章 一展身手:区块链的行业应用
17.1 供应链物流协作
17.2 产权买卖与登记
17.3 数字出版
17.4 金融行业的应用
OO8章 走向未来:思考与展望
18.1 双算世界:基于机器自主协作的未来社会
18.2 当前区块链发展中存在的不足
18.3 推动区块链的科学发展
附录
附录A 梅克尔树的结构
附录B 比特币的账户地址生成算法
附录C 比特币UTXO数据结构中的智能脚本