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本書從區塊鏈發展簡史、賬本模型、網絡、共識、合約引擎及應用等多個方面進行系統介紹，希望幫助對區塊鏈有一些初步概念而想深入瞭解各類區塊鏈平臺背後所使用技術的讀者，梳理出區塊鏈分層的技術圖譜，建立起一個區塊鏈的全域性知識模型。
本書第1章主要介紹區塊鏈技術的前世今生；第2章介紹區塊鏈技術的總體架構；第3～7章分別介紹區塊鏈的賬本模型與底層存儲、點對點網絡的設計與實現、共識原理及常見算法、合約引擎的實現方式、區塊鏈技術應用與生態等。
本書第1章主要介紹區塊鏈技術的前世今生；第2章介紹區塊鏈技術的總體架構；第3～7章分別介紹區塊鏈的賬本模型與底層存儲、點對點網絡的設計與實現、共識原理及常見算法、合約引擎的實現方式、區塊鏈技術應用與生態等。
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火幣中國榮譽出品
目次
推薦序
前言
第1章 區塊鏈簡史1
1.1 區塊鏈的史前時代1
1.1.1 密碼朋克社區1
1.1.2 經濟危機與比特幣誕生前夜4
1.2 公有鏈的澎湃浪潮6
1.2.1 引言6
1.2.2 中本聰的星星之火6
1.2.3 最早的加密貨幣和區塊鏈社區8
1.2.4 價值10 000比特幣的兩個比薩9
1.2.5 “絲綢之路”網站11
1.2.6 比特金，萊特銀12
1.2.7 PoS的誕生17
1.2.8 bytemaster、DPoS與去中心化公司19
1.2.9 Vitalik封神，以太坊突進24
1.2.10 匿名幣群雄並起33
1.2.11 “黎明女神”EOS以及以太坊的其他“對手”39
1.2.12 比特幣擴容之爭始末43
1.3 聯盟鏈的洶湧波濤48
1.3.1 引言48
1.3.2 R3聯盟：區塊鏈金融應用領域的務實派48
1.3.3 Hyperledger Project：區塊鏈金融應用領域的技術派51
1.3.4 國內知名區塊鏈聯盟53
參考資料55
第2章 區塊鏈技術總體架構58
2.1 總體架構58
2.2 密碼學技術60
2.2.1 非對稱加密60
2.2.2 哈希函數61
2.2.3 數字簽名62
2.2.4 隱私保護63
2.3 分布式賬本64
2.3.1 賬本64
2.3.2 網絡64
2.3.3 共識65
2.4 合約66
2.5 應用66
2.5.1 錢包66
2.5.2 DApp67
2.5.3 預言機67
2.5.4 瀏覽器67
2.6 擴展技術68
2.6.1 Layer 068
2.6.2 Layer 169
2.6.3 Layer 270
第3章 賬本72
3.1 賬本模型設計72
3.1.1 UTXO模型73
3.1.2 賬戶模型79
3.2 賬本結構設計83
3.2.1 區塊鏈83
3.2.2 區塊85
3.2.3 新一代區塊典型結構―以太坊87
3.2.4 有向無環圖―DAG90
3.3 底層存儲的技術實現93
3.3.1 區塊鏈的存儲方式93
3.3.2 新一代存儲方式―以太坊94
3.3.3 鏈外擴展存儲―IPFS100
參考資料103
第4章 網絡105
4.1 P2P網絡簡介105
4.1.1 什麼是P2P網絡105
4.1.2 從BT下載看P2P網絡105
4.1.3 P2P網絡與區塊鏈111
4.2 P2P網絡中的重要技術111
4.2.1 分布式哈希表112
4.2.2 Kademlia協議114
4.2.3 NAT與NAT穿越119
4.3 libp2p125
4.3.1 libp2p是什麼125
4.3.2 libp2p的設計127
4.3.3 libp2p的組成128
第5章 共識132
5.1 共識與一致性132
5.1.1 一致性133
5.1.2 共識134
5.2 FLP和CAP135
5.2.1 FLP135
5.2.2 CAP135
5.3 區塊鏈中的共識及思路139
5.3.1 BFT共識139
5.3.2 PoX共識139
5.4 PoX類共識140
5.4.1 工作量證明140
5.4.2 權益證明145
5.4.3 其他PoX共識151
5.5 BFT類共識154
5.5.1 針對無拜占庭錯誤場景進行優化154
5.5.2 針對拜占庭錯誤場景進行優化160
5.5.3 基於密碼學的改進162
5.6 混合類共識163
5.6.1 PoW+BFT164
5.6.2 DPoS+BFT164
5.6.3 Tendermint164
5.6.4 Algorand166
參考資料167
第6章 合約引擎171
6.1 合約設計171
6.1.1 確定性172
6.1.2 可終止性173
6.2 腳本方式175
6.2.1 比特幣的分叉幣、競爭幣175
6.2.2 匿名加密貨幣175
6.2.3 部分DAG176
6.2.4 擴展方法176
6.3 容器方式176
6.4 虛擬機方式178
6.4.1 改進EVM179
6.4.2 兼容傳統指令集180
6.4.3 wasm 方式181
6.5 應用專有鏈方式182
參考資料183
第7章 應用186
7.1 應用基礎設施―錢包186
7.1.1 多角度看錢包186
7.1.2 錢包的技術實現原理189
7.2 應用的外部輔助機制198
7.2.1 預言機Oracle198
7.2.2 鏈下支付通道203
7.3 DApp應用生態208
7.3.1 主流生態平臺現狀208
7.3.2 DApp生存挑戰211
前言
第1章 區塊鏈簡史1
1.1 區塊鏈的史前時代1
1.1.1 密碼朋克社區1
1.1.2 經濟危機與比特幣誕生前夜4
1.2 公有鏈的澎湃浪潮6
1.2.1 引言6
1.2.2 中本聰的星星之火6
1.2.3 最早的加密貨幣和區塊鏈社區8
1.2.4 價值10 000比特幣的兩個比薩9
1.2.5 “絲綢之路”網站11
1.2.6 比特金，萊特銀12
1.2.7 PoS的誕生17
1.2.8 bytemaster、DPoS與去中心化公司19
1.2.9 Vitalik封神，以太坊突進24
1.2.10 匿名幣群雄並起33
1.2.11 “黎明女神”EOS以及以太坊的其他“對手”39
1.2.12 比特幣擴容之爭始末43
1.3 聯盟鏈的洶湧波濤48
1.3.1 引言48
1.3.2 R3聯盟：區塊鏈金融應用領域的務實派48
1.3.3 Hyperledger Project：區塊鏈金融應用領域的技術派51
1.3.4 國內知名區塊鏈聯盟53
參考資料55
第2章 區塊鏈技術總體架構58
2.1 總體架構58
2.2 密碼學技術60
2.2.1 非對稱加密60
2.2.2 哈希函數61
2.2.3 數字簽名62
2.2.4 隱私保護63
2.3 分布式賬本64
2.3.1 賬本64
2.3.2 網絡64
2.3.3 共識65
2.4 合約66
2.5 應用66
2.5.1 錢包66
2.5.2 DApp67
2.5.3 預言機67
2.5.4 瀏覽器67
2.6 擴展技術68
2.6.1 Layer 068
2.6.2 Layer 169
2.6.3 Layer 270
第3章 賬本72
3.1 賬本模型設計72
3.1.1 UTXO模型73
3.1.2 賬戶模型79
3.2 賬本結構設計83
3.2.1 區塊鏈83
3.2.2 區塊85
3.2.3 新一代區塊典型結構―以太坊87
3.2.4 有向無環圖―DAG90
3.3 底層存儲的技術實現93
3.3.1 區塊鏈的存儲方式93
3.3.2 新一代存儲方式―以太坊94
3.3.3 鏈外擴展存儲―IPFS100
參考資料103
第4章 網絡105
4.1 P2P網絡簡介105
4.1.1 什麼是P2P網絡105
4.1.2 從BT下載看P2P網絡105
4.1.3 P2P網絡與區塊鏈111
4.2 P2P網絡中的重要技術111
4.2.1 分布式哈希表112
4.2.2 Kademlia協議114
4.2.3 NAT與NAT穿越119
4.3 libp2p125
4.3.1 libp2p是什麼125
4.3.2 libp2p的設計127
4.3.3 libp2p的組成128
第5章 共識132
5.1 共識與一致性132
5.1.1 一致性133
5.1.2 共識134
5.2 FLP和CAP135
5.2.1 FLP135
5.2.2 CAP135
5.3 區塊鏈中的共識及思路139
5.3.1 BFT共識139
5.3.2 PoX共識139
5.4 PoX類共識140
5.4.1 工作量證明140
5.4.2 權益證明145
5.4.3 其他PoX共識151
5.5 BFT類共識154
5.5.1 針對無拜占庭錯誤場景進行優化154
5.5.2 針對拜占庭錯誤場景進行優化160
5.5.3 基於密碼學的改進162
5.6 混合類共識163
5.6.1 PoW+BFT164
5.6.2 DPoS+BFT164
5.6.3 Tendermint164
5.6.4 Algorand166
參考資料167
第6章 合約引擎171
6.1 合約設計171
6.1.1 確定性172
6.1.2 可終止性173
6.2 腳本方式175
6.2.1 比特幣的分叉幣、競爭幣175
6.2.2 匿名加密貨幣175
6.2.3 部分DAG176
6.2.4 擴展方法176
6.3 容器方式176
6.4 虛擬機方式178
6.4.1 改進EVM179
6.4.2 兼容傳統指令集180
6.4.3 wasm 方式181
6.5 應用專有鏈方式182
參考資料183
第7章 應用186
7.1 應用基礎設施―錢包186
7.1.1 多角度看錢包186
7.1.2 錢包的技術實現原理189
7.2 應用的外部輔助機制198
7.2.1 預言機Oracle198
7.2.2 鏈下支付通道203
7.3 DApp應用生態208
7.3.1 主流生態平臺現狀208
7.3.2 DApp生存挑戰211
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