区块链技术 / “新一代通信技术”战略新兴领域“十四五”高等教育教材
定价：￥69.00
作者： 夏琦
出版时间：2025-05
出版社：电子工业出版社
- 电子工业出版社
- 9787121504921
- 1-1
- 568549
- 平塑勒
- 16开
- 2025-05
- 467
- 292
- 工学
- 计算机类
- 计算机科学与技术
- 本科 高职 研究生及以上
内容简介
本教材是“新一代通信技术”战略性新兴领域“十四五”高等教育教材，系统地介绍了区块链技术的核心理论、关键技术与实际应用，结构清晰，层层递进。本教材从区块链的诞生与发展入手，讲解其基本原理、结构与分类，帮助读者建立全面认知。随后深入剖析了分布式系统、区块链架构、密码学技术、区块链共识算法、智能合约等技术模块，全面揭示区块链实现去中心化与数据安全的技术逻辑。最后，紧跟行业前沿，探讨了分布式数字身份、跨链技术、Web 3.0等创新应用，结合丰富的实际案例，展现了区块链在金融、政务、医疗等领域的广泛前景。通过本教材的学习，读者不仅能够掌握区块链的技术框架，还将具备将其应用于实践的能力，为投身相关研究或产业发展打下坚实基础。
本教材适用于高校区块链相关课程的教学，也可作为区块链从业人员的参考用书，供感兴趣的读者自行深入学习。
本教材适用于高校区块链相关课程的教学，也可作为区块链从业人员的参考用书，供感兴趣的读者自行深入学习。
目录
第1章 区块链基本概念 1
1.1 区块链的诞生与发展 1
1.1.1 区块链的诞生 1
1.1.2 区块链发展历程 10
1.2 区块链基本原理 12
1.2.1 区块链的定义 12
1.2.2 区块链的特点 13
1.2.3 区块链的结构 14
1.3 区块链的分类 16
1.3.1 按准入机制分类 17
1.3.2 按独立程度分类 17
1.3.3 按应用范围分类 18
1.4 区块链的价值 18
1.4.1 区块链应用于金融 18
1.4.2 区块链应用于电子政务 19
1.4.3 区块链应用于医疗 19
1.4.4 区块链应用于军事 20
1.5 习题 20
第2章 分布式系统 22
2.1 分布式系统的概念 22
2.1.1 中心化系统 22
2.1.2 去中心化系统 24
2.1.3 分布式系统架构 26
2.2 分布式系统中的重要定理 28
2.2.1 FLP和CAP定理 28
2.2.2 ACID原则与BASE原则 30
2.3 一致性问题 31
2.3.1 分布式系统的一致性 31
2.3.2 一致性模型 32
2.3.3 一致性算法 35
2.4 习题 53
第3章 区块链架构 55
3.1 P2P网络原理及常用算法 55
3.1.1 P2P网络原理 55
3.1.2 P2P网络常用算法 56
3.2 区块链的总体架构 71
3.3 区块链的主流架构 75
3.3.1 区块链1.0 75
3.3.2 区块链2.0 76
3.3.3 区块链3.0 77
3.4 习题 80
第4章 密码学技术 82
4.1 哈希算法 82
4.1.1 哈希算法的定义与性质 82
4.1.2 哈希算法的发展 84
4.1.3 哈希算法作用与重要性 85
4.1.4 哈希算法的实例 85
4.1.5 哈希指针 93
4.2 Merkle树 94
4.2.1 Merkle树的概念 94
4.2.2 Merkle树的结构 95
4.2.3 Merkle树在区块链中的应用 96
4.3 公钥加密算法 97
4.3.1 公钥加密算法原理 97
4.3.2 公钥加密算法在区块链中的应用 105
4.4 密钥管理 120
4.4.1 密钥管理的基本概念 120
4.4.2 密钥的生成、分发与协商 121
4.4.3 对称密钥分发 122
4.4.4 公钥密钥分发 123
4.4.5 区块链中的密钥管理 124
4.5 秘密共享 128
4.5.1 秘密共享的思想 128
4.5.2 秘密共享算法 129
4.5.3 秘密共享实例 132
4.5.4 同态加密 133
4.6 习题 139
第5章 区块链共识算法 141
5.1 共识算法总体介绍 141
5.1.1 区块链共识算法的目的 143
5.1.2 区块链共识算法的分类 144
5.1.3 共识算法在区块链中的重要性 144
5.2 证明类共识 144
5.2.1 工作量证明（PoW） 144
5.2.2 权益证明（PoS） 149
5.2.3 PoC和PoET 153
5.3 轮流类共识 155
5.3.1 拜占庭将军问题 155
5.3.2 PBFT算法 155
5.3.3 HotStuff算法 158
5.4 广播选举类共识 164
5.4.1 Paxos算法 164
5.4.2 Raft算法 165
5.4.3 Zab算法 179
5.5 混合类共识 182
5.5.1 PoW+PoS混合共识机制 182
5.5.2 BFT-DPoS混合共识机制 185
5.6 习题 186
第6章 智能合约 188
6.1 什么是智能合约 188
6.1.1 智能合约的历史 188
6.1.2 李嘉图合约 189
6.1.3 智能合约的定义与特征 190
6.1.4 实际应用案例 191
6.2 比特币脚本 195
6.2.1 图灵完备性 195
6.2.2 锁定与解锁 196
6.2.3 常见脚本类型 199
6.2.4 多重签名钱包 201
6.3 以太坊智能合约 202
6.3.1 账户模型和状态模型 202
6.3.2 在以太坊中编织智能合约 203
6.3.3 智能合约驱动 205
6.4 Hyperledger智能合约 207
6.4.1 Hyperledger Fabric 207
6.4.2 Hyperledger Sawtooth 215
6.4.3 Hyperledger Iroha 217
6.5 其他智能合约平台 218
6.5.1 EOS 218
6.5.2 TRON 220
6.5.3 Solana 221
6.5.4 321Chain 221
6.5.5 FISCO BCOS 222
6.5.6 其他平台 224
6.6 智能合约安全 225
6.6.1 智能合约常见漏洞 225
6.6.2 漏洞规避措施 236
6.6.3 形式化验证 237
6.7 习题 241
1.1 区块链的诞生与发展 1
1.1.1 区块链的诞生 1
1.1.2 区块链发展历程 10
1.2 区块链基本原理 12
1.2.1 区块链的定义 12
1.2.2 区块链的特点 13
1.2.3 区块链的结构 14
1.3 区块链的分类 16
1.3.1 按准入机制分类 17
1.3.2 按独立程度分类 17
1.3.3 按应用范围分类 18
1.4 区块链的价值 18
1.4.1 区块链应用于金融 18
1.4.2 区块链应用于电子政务 19
1.4.3 区块链应用于医疗 19
1.4.4 区块链应用于军事 20
1.5 习题 20
第2章 分布式系统 22
2.1 分布式系统的概念 22
2.1.1 中心化系统 22
2.1.2 去中心化系统 24
2.1.3 分布式系统架构 26
2.2 分布式系统中的重要定理 28
2.2.1 FLP和CAP定理 28
2.2.2 ACID原则与BASE原则 30
2.3 一致性问题 31
2.3.1 分布式系统的一致性 31
2.3.2 一致性模型 32
2.3.3 一致性算法 35
2.4 习题 53
第3章 区块链架构 55
3.1 P2P网络原理及常用算法 55
3.1.1 P2P网络原理 55
3.1.2 P2P网络常用算法 56
3.2 区块链的总体架构 71
3.3 区块链的主流架构 75
3.3.1 区块链1.0 75
3.3.2 区块链2.0 76
3.3.3 区块链3.0 77
3.4 习题 80
第4章 密码学技术 82
4.1 哈希算法 82
4.1.1 哈希算法的定义与性质 82
4.1.2 哈希算法的发展 84
4.1.3 哈希算法作用与重要性 85
4.1.4 哈希算法的实例 85
4.1.5 哈希指针 93
4.2 Merkle树 94
4.2.1 Merkle树的概念 94
4.2.2 Merkle树的结构 95
4.2.3 Merkle树在区块链中的应用 96
4.3 公钥加密算法 97
4.3.1 公钥加密算法原理 97
4.3.2 公钥加密算法在区块链中的应用 105
4.4 密钥管理 120
4.4.1 密钥管理的基本概念 120
4.4.2 密钥的生成、分发与协商 121
4.4.3 对称密钥分发 122
4.4.4 公钥密钥分发 123
4.4.5 区块链中的密钥管理 124
4.5 秘密共享 128
4.5.1 秘密共享的思想 128
4.5.2 秘密共享算法 129
4.5.3 秘密共享实例 132
4.5.4 同态加密 133
4.6 习题 139
第5章 区块链共识算法 141
5.1 共识算法总体介绍 141
5.1.1 区块链共识算法的目的 143
5.1.2 区块链共识算法的分类 144
5.1.3 共识算法在区块链中的重要性 144
5.2 证明类共识 144
5.2.1 工作量证明（PoW） 144
5.2.2 权益证明（PoS） 149
5.2.3 PoC和PoET 153
5.3 轮流类共识 155
5.3.1 拜占庭将军问题 155
5.3.2 PBFT算法 155
5.3.3 HotStuff算法 158
5.4 广播选举类共识 164
5.4.1 Paxos算法 164
5.4.2 Raft算法 165
5.4.3 Zab算法 179
5.5 混合类共识 182
5.5.1 PoW+PoS混合共识机制 182
5.5.2 BFT-DPoS混合共识机制 185
5.6 习题 186
第6章 智能合约 188
6.1 什么是智能合约 188
6.1.1 智能合约的历史 188
6.1.2 李嘉图合约 189
6.1.3 智能合约的定义与特征 190
6.1.4 实际应用案例 191
6.2 比特币脚本 195
6.2.1 图灵完备性 195
6.2.2 锁定与解锁 196
6.2.3 常见脚本类型 199
6.2.4 多重签名钱包 201
6.3 以太坊智能合约 202
6.3.1 账户模型和状态模型 202
6.3.2 在以太坊中编织智能合约 203
6.3.3 智能合约驱动 205
6.4 Hyperledger智能合约 207
6.4.1 Hyperledger Fabric 207
6.4.2 Hyperledger Sawtooth 215
6.4.3 Hyperledger Iroha 217
6.5 其他智能合约平台 218
6.5.1 EOS 218
6.5.2 TRON 220
6.5.3 Solana 221
6.5.4 321Chain 221
6.5.5 FISCO BCOS 222
6.5.6 其他平台 224
6.6 智能合约安全 225
6.6.1 智能合约常见漏洞 225
6.6.2 漏洞规避措施 236
6.6.3 形式化验证 237
6.7 习题 241
