区块链原理、设计与应用(第2版)电子书

前言

第1版序言

第1版前言

理论篇

第1章 区块链的诞生

1.1 记账科技的千年演化

1.2 分布式记账与区块链

1.3 集大成者——比特币

1.4 区块链的商业价值

1.5 本章小结

第2章 核心技术概览

2.1 定义与原理

2.2 技术的演化与分类

2.3 关键问题和挑战

2.4 趋势与展望

2.5 认识上的误区

2.6 本章小结

第3章 典型应用场景

3.1 应用场景概览

3.2 金融服务

3.2.1 数字货币

3.2.2 支付清结算业务

3.2.3 证券交易后处理

3.2.4 供应链金融

3.2.5 税收服务

3.2.6 众筹管理

3.3 征信管理

3.4 权属管理与溯源

3.4.1 存证

3.4.2 溯源

3.4.3 数据管理

3.5 资源共享

3.6 物流与供应链

3.7 物联网

3.8 其他场景

3.9 本章小结

第4章 分布式系统核心技术

4.1 一致性问题

4.2 共识算法

4.3 FLP不可能原理

4.4 CAP原理

4.4.1 定义

4.4.2 应用场景

4.5 ACID原则与多阶段提交

4.6 Paxos算法与Raft算法

4.6.1 Paxos算法

4.6.2 Raft算法

4.7 拜占庭问题与算法

4.8 可靠性指标

4.9 本章小结

第5章 密码学与安全技术

5.1 密码学简史

5.2 Hash算法与数字摘要

5.3 加解密算法

5.4 消息认证码与数字签名

5.4.1 消息认证码

5.4.2 数字签名

5.4.3 安全性

5.5 数字证书

5.6 PKI体系

5.7 默克尔树结构

5.8 布隆过滤器

5.9 同态加密

5.10 其他技术

5.11 本章小结

第6章 比特币——初露锋芒的区块链

6.1 比特币项目简介

6.2 工作原理

6.2.1 基本交易过程

6.2.2 重要概念

6.2.3 创新设计

6.3 挖矿过程

6.4 共识机制

6.5 闪电网络

6.6 侧链

6.7 热门问题

6.8 相关工具

6.9 本章小结

第7章 以太坊——挣脱加密货币的枷锁

7.1 以太坊项目简介

7.2 核心概念

7.3 主要设计

7.4 相关工具

7.5 安装客户端

7.6 使用智能合约

7.6.1 搭建测试用区块链

7.6.2 创建和编译智能合约

7.6.3 部署智能合约

7.6.4 调用智能合约

7.7 智能合约案例

7.7.1 智能合约代码

7.7.2 代码解析

7.8 本章小结

第8章 超级账本——面向企业的分布式账本

8.1 超级账本项目简介

8.2 社区组织结构

8.3 顶级项目介绍

8.4 开发协作工具

8.5 贡献代码

8.6 本章小结

实践篇

第9章 Fabric安装与部署

9.1 简介

9.2 本地编译组件

9.2.1 环境配置

9.2.2 获取代码

9.2.3 编译安装Peer组件

9.2.4 编译安装Orderer组件

9.2.5 编译安装Fabric CA组件

9.2.6 编译安装配置辅助工具

9.2.7 安装Protobuf支持和Go语言相关工具

9.2.8 示例配置

9.3 容器方式获取

9.3.1 安装Docker服务

9.3.2 安装docker-compose

9.3.3 获取Docker镜像

9.3.4 镜像Dockerfile

9.4 用本地方式启动Fabric网络

9.4.1 规划初始网络拓扑

9.4.2 准备启动配置文件

9.4.3 启动排序节点

9.4.4 启动Peer节点

9.4.5 创建通道

9.4.6 加入通道

9.4.7 更新锚节点配置

9.5 用容器方式启动Fabric网络

9.6 本章小结

第10章 管理Fabric网络

10.1 简介

10.2 使用通道

10.3 管理节点

10.4 管理链上代码

10.5 监听网络事件

10.6 自动发现网络信息

10.6.1 主要功能

10.6.2 全局参数

10.6.3 子命令

10.7 使用运维服务

10.8 如何升级网络版本

10.8.1 能力类型

10.8.2 推荐升级步骤

10.9 使用SDK

10.10 注意事项与最佳实践

10.11 本章小结

第11章 智能合约的开发

11.1 简介

11.2 链码的概念与结构

11.2.1 Chaincode接口

11.2.2 链码结构

11.3 链码开发API

11.3.1 账本状态交互API

11.3.2 交易信息API

11.3.3 参数读取API

11.3.4 私密数据API

11.3.5 其他API

11.4 应用开发案例一：转账

11.5 应用开发案例二：资产权属管理

11.6 应用开发案例三：调用其他链码

11.7 应用开发案例四：发送事件

11.8 应用开发案例五：基于属性的权限控制

11.9 应用开发案例六：私密数据

11.10 使用外部链码

11.10.1 外部链码构建器结构

11.10.2 链码安装包结构

11.10.3 配置Peer节点调用外部链码

11.10.4 外部链码编写示例

11.11 最佳开发实践

11.12 本章小结

第12章 Fabric配置解析

12.1 简介

12.2 Peer配置剖析

12.2.1 peer部分

12.2.2 vm部分

12.2.3 chaincode部分

12.2.4 ledger部分

12.2.5 operations部分

12.2.6 metrics部分

12.3 Orderer配置剖析

12.4 生成组织身份

12.5 通道配置文件

12.6 管理通道配置

12.7 转换网络配置

12.8 本章小结

第13章 身份证书管理

13.1 简介

13.2 安装服务端和客户端

13.2.1 本地编译

13.2.2 获取和使用Docker镜像

13.3 启动CA服务

13.4 服务端命令剖析

13.4.1 全局命令参数

13.4.2 init命令

13.4.3 start命令

13.5 服务端RESTful API

13.6 服务端配置文件解析

13.7 与服务端进行交互

13.8 客户端命令剖析

13.8.1 全局命令参数

13.8.2 affiliation命令

13.8.3 enroll命令

13.8.4 gencrl命令

13.8.5 gencsr命令

13.8.6 getcacert和getcainfo命令

13.8.7 identity命令

13.8.8 reenroll命令

13.8.9 register命令

13.8.10 revoke命令

13.9 客户端配置文件解析

13.10 生产环境部署

13.11 本章小结

进阶篇

第14章 Fabric架构与设计

14.1 整体架构概览

14.2 核心概念与组件

14.2.1 网络层相关组件

14.2.2 共识机制相关组件

14.2.3 权限管理相关组件

14.2.4 业务层相关组件

14.3 消息协议

14.3.1 消息结构

14.3.2 客户端访问Peer节点

14.3.3 客户端、Peer节点访问Orderer

14.3.4 链码和Peer节点交互

14.3.5 Peer节点之间Gossip交互

14.4 权限策略和访问控制

14.4.1 应用场景

14.4.2 身份证书

14.4.3 身份集合

14.4.4 权限策略的实现

14.4.5 通道策略

14.4.6 通道访问控制

14.4.7 背书策略

14.4.8 基于证书属性的链码访问控制

14.4.9 实例化策略

14.5 隐私保护

14.5.1 通道机制

14.5.2 私密数据库

14.5.3 加密保护

14.6 用户链码

14.6.1 基本结构

14.6.2 链码与Peer的交互过程

14.6.3 Peer侧处理

14.6.4 链码侧处理

14.7 系统链码

14.7.1 配置系统链码

14.7.2 查询系统链码

14.7.3 背书系统链码

14.7.4 验证系统链码

14.7.5 传统生命周期系统链码

14.7.6 新的生命周期系统链码

14.8 排序服务

14.8.1 gRPC服务接口

14.8.2 账本管理

14.8.3 共识插件

14.9 本章小结

第15章 Fabric Peer实现剖析

15.1 节点启动

15.2 加入通道

15.2.1 解析和校验请求

15.2.2 创建本地账本结构

15.2.3 创建通道结构

15.2.4 启动Gossip服务

15.2.5 注册通道结构到全局字典

15.3 Gossip过程

15.3.1 整体流程

15.3.2 初始化配置

15.3.3 初始化和启动Gossip服务

15.4 链码启动和初始化

15.4.1 整体流程

15.4.2 编译和启动链码

15.4.3 初始化链码

15.4.4 处理链码消息

15.5 背书处理

15.5.1 检查和校验提案

15.5.2 模拟执行链码调用

15.5.3 对结果背书并返回结果

15.6 提交交易结果

15.6.1 整体流程

15.6.2 提交前准备

15.6.3 提交过程

15.6.4 提交后处理

15.6.5 总结本地账本结构

15.7 本章小结

第16章 Fabric Orderer实现剖析

16.1 核心工作过程

16.1.1 工作原理

16.1.2 核心共识过程

16.1.3 分块决策

16.2 排序服务启动

16.3 Broadcast调用

16.3.1 整体流程

16.3.2 解析消息

16.3.3 处理普通交易消息

16.3.4 处理配置交易消息

16.4 构造本地区块

16.4.1 整体流程

16.4.2 成为Leader后的处理

16.4.3 成为Follower后的处理

16.4.4 主共识循环

16.4.5 请求应答协程逻辑

16.5 Deliver调用

16.5.1 整体流程

16.5.2 解析消息

16.5.3 检查访问权限

16.5.4 计算区块范围

16.5.5 发送区块

16.5.6 返回响应

16.6 本章小结

第17章 区块链服务平台

17.1 简介

17.2 IBM区块链服务

17.3 甲骨文区块链服务

17.4 腾讯云区块链服务平台

17.5 阿里云区块链服务平台

17.6 百度超级链服务平台

17.7 纸贵科技Z-BaaS区块链服务平台

17.8 超级账本Cello项目

17.9 本章小结

附录

附录A 术语

附录B 常见问题

附录C 参考资源链接