区块链原理_设计与应用_杨保华,_陈昌

本书由超级账本核心设计和开发者撰写，是区块链开发落地专业指南。由浅入深，系统化介绍超级账本Fabric设计精华、应用开发等。

全书分为理论篇和实践篇两大部分；第1~3章介绍区块链技术的由来、核心思想及典型的应用场景；第4~5章重点介绍区块链技术中大量出现的分布式系统技术和密码学安全技术；第6~8章介绍区块链领域的三个典型开源项目：比特币、以太坊以及超级账本；第9~11章以超级账本  Fabric  项目为例，具体讲解了安装部署、配置管理，以及使用  Fabric  CA  进行证书管理的实践经验；第12章重点剖析超级账本  Fabric  项目的核心架构设计；第13章介绍区块链应用开发的相关技巧和示例；第14章介绍区块链服务平台的设计与开发，并讲解应用超级账本  Cello  项目构建服务平台的相关知识。

本书覆盖了区块链和分布式账本领域的最新技术，可帮助读者深入理解区块链核心原理和典型设计实现，以及高效地开发基于区块链平台的分布式应用。

序　言

前　言

理　论　篇

第1章　区块链思想的诞生　2

1.1　从实体货币到数字货币　2

1.2　站在巨人的肩膀上　5

1.3　了不起的社会学实验　5

1.4　潜在的商业价值　7

1.5　本章小结　8

第2章　核心技术概览　9

2.1　定义与原理　9

2.2　技术的演化与分类　11

2.3　关键问题和挑战　13

2.4　趋势与展望　17

2.5　认识上的误区　19

2.6　本章小结　19

第3章　典型应用场景　20

3.1　应用场景概览　20

3.2　金融服务　22

3.2.1　银行业金融管理　22

3.2.2　证券交易　24

3.2.3　众筹投资　25

3.3　征信和权属管理　26

3.4　资源共享　28

3.5　贸易管理　29

3.6　物联网　30

3.7　其他场景　31

3.8　本章小结　33

第4章　分布式系统核心问题　34

4.1　一致性问题　34

4.1.1　定义与重要性　34

4.1.2　问题与挑战　35

4.1.3　一致性要求　36

4.1.4　带约束的一致性　36

4.2　共识算法　37

4.2.1　问题与挑战　38

4.2.2　常见算法　38

4.2.3　理论界限　38

4.3　FLP  不可能原理　39

4.3.1　定义　39

4.3.2　正确理解　39

4.4　CAP  原理　40

4.4.1　定义　40

4.4.2　应用场景　41

4.5　ACID  原则　41

4.6　Paxos  算法与  Raft  算法　42

4.6.1　Paxos  算法　42

4.6.2　Raft  算法　45

4.7　拜占庭问题与算法　45

4.8　可靠性指标　48

4.8.1　几个  9  的指标　48

4.8.2　两个核心时间　49

4.8.3　提高可靠性　49

4.9　本章小结　49

第5章　密码学与安全技术　50

5.1　Hash  算法与数字摘要　50

5.1.1　Hash定义　50

5.1.2　常见算法　51

5.1.3　性能　51

5.1.4　数字摘要　52

5.1.5　Hash  攻击与防护　52

5.2　加解密算法　52

5.2.1　加解密系统基本组成　53

5.2.2　对称加密算法　53

5.2.3　非对称加密算法　54

5.2.4　选择明文攻击　55

5.2.5　混合加密机制　56

5.2.6　离散对数与  Diffie–Hellman密钥交换协议　57

5.3　消息认证码与数字签名　57

5.3.1　消息认证码　58

5.3.2　数字签名　58

5.3.3　安全性　59

5.4　数字证书　59

5.4.1　X.509  证书规范　60

5.4.2　证书格式　61

5.4.3　证书信任链　62

5.5　PKI  体系　63

5.5.1　PKI  基本组件　63

5.5.2　证书的签发　63

5.5.3　证书的撤销　66

5.6　Merkle树结构　66

5.7　布隆过滤器　67

5.8　同态加密　68

5.9　其他问题　70

5.10　本章小结　71

第6章　比特币——区块链思想诞生的摇篮　72

6.1　比特币项目简介　72

6.1.1　比特币大事记　73

6.1.2　其他数字货币　74

6.2　原理和设计　75

6.2.1　基本交易过程　75

6.2.2　重要概念　76

6.2.3　创新设计　78

6.3　挖矿　80

6.3.1　基本原理　80

6.3.2　挖矿过程　81

6.3.3　如何看待挖矿　81

6.4　共识机制　82

6.4.1　工作量证明　82

6.4.2　权益证明　83

6.5　闪电网络　83

6.6　侧链　85

6.6.1　SPV  证明　85

6.6.2　双向挂钩　86

6.6.3　最新进展　87

6.7　热点问题　87

6.7.1　设计中的权衡　87

6.7.2　分叉　87

6.7.3　交易延展性　88

6.7.4　扩容之争　89

6.7.5　比特币的监管和追踪　90

6.8　相关工具　91

6.9　本章小结　92

第7章　以太坊——挣脱数字货币的枷锁　93

7.1　以太坊项目简介　93

7.1.1　以太坊项目简史　94

7.1.2　主要特点　95

7.2　核心概念　95

7.3　主要设计　97

7.3.1　智能合约相关设计　97

7.3.2　交易模型　97

7.3.3　共识　97

7.3.4　降低攻击　98

7.3.5　提高扩展性　98

7.4　相关工具　98

7.4.1　客户端和开发库　98

7.4.2　以太坊钱包　99

7.4.3　IDE　100

7.4.4　网站资源　100

7.5　安装客户端　100

7.5.1　从  PPA  直接安装　100

7.5.2　从源码编译　101

7.6　使用智能合约　102

7.6.1　搭建测试用区块链　102

7.6.2　创建和编译智能合约　104

7.6.3　部署智能合约　105

7.6.4　调用智能合约　106

7.7　智能合约案例：投票　106

7.7.1　智能合约代码　107

7.7.2　代码解析　109

7.8　本章小结　111

第8章　超级账本——面向企业的分布式账本　112

8.1　超级账本项目简介　112

8.2　社区组织结构　114

8.2.1　基本结构　114

8.2.2　大中华区技术工作组　114

8.3　顶级项目介绍　115

8.3.1　Fabric  项目　116

8.3.2　Sawtooth  项目　117

8.3.3　Iroha  项目　117

8.3.4　Blockchain  Explorer  项目　117

8.3.5　Cello  项目　118

8.3.6　Indy  项目　118

8.3.7　Composer  项目　118

8.3.8　Burrow  项目　119

8.4　开发必备工具　119

8.4.1　Linux  Foundation  ID　119

8.4.2　Jira——任务和进度管理　119

8.4.3　Gerrit——代码仓库和  Review管理　120

8.4.4　RocketChat——在线沟通　121

8.5　贡献代码　121

8.6　本章小结　126

实　践　篇

第9章　超级账本  Fabric  部署和使用　128

9.1　简介　128

9.2　本地编译安装　129

9.2.1　操作系统　130

9.2.2　环境配置　130

9.2.3　获取代码　131

9.2.4　编译安装  fabric-peer  组件　131

9.2.5　编译安装  fabric-orderer  组件　132

9.2.6　编译安装  fabric-ca  组件　133

9.2.7　编译安装辅助工具　133

9.2.8　获取  chaintool　133

9.2.9　安装Go语言相关工具　134

9.2.10　示例配置　134

9.3　使用  Docker  镜像　134

9.3.1　安装  Docker  服务　134

9.3.2　安装  docker-compose　135

9.3.3　获取  Docker  镜像　135

9.3.4　镜像  Dockerfile　138

9.4　启动  Fabric  网络　143

9.4.1　网络拓扑　143

9.4.2　准备相关配置文件　144

9.4.3　启动  Orderer  节点　150

9.4.4　启动  Peer  节点　151

9.4.5　操作网络　152

9.4.6　基于容器方式　156

9.5　链码的概念与使用　157

9.5.1　链码操作命令　158

9.5.2　命令参数　158

9.5.3　安装链码　159

9.5.4　实例化链码　162

9.5.5　调用链码　165

9.5.6　查询链码　167

9.5.7　升级链码　168

9.5.8　打包链码和签名　169

9.6　使用多通道　170

9.6.1　通道操作命令　170

9.6.2　命令选项　171

9.6.3　创建通道　172

9.6.4　加入通道　174

9.6.5　列出所加入的通道　175

9.6.6　获取某区块　176

9.6.7　更新通道配置　177

9.7　SDK  支持　178

9.8　生产环境注意事项　179

9.9　本章小结　181

第10章　超级账本  Fabric  配置管理　182

10.1　简介　182

10.1.1　配置文件　182

10.1.2　配置管理工具　183

10.2　Peer  配置剖析　183

10.2.1　logging部分　184

10.2.2　peer部分　184

10.2.3　vm部分　188

10.2.4　chaincode部分　189

10.2.5　ledger部分　190

10.3　Orderer  配置剖析　191

10.4　cryptogen  生成组织身份配置　194

10.4.1　配置文件　195

10.4.2　子命令和参数　196

10.4.3　生成密钥和证书文件　196

10.4.4　查看配置模板信息　198

10.5　configtxgen  生成通道配置　199

10.5.1　configtx.yaml配置文件　199

10.5.2　命令选项　203

10.5.3　生成Orderer初始区块并进行查看　203

10.5.4　生成新建通道交易文件并进行查看　211

10.5.5　生成锚节点更新交易文件　215

10.6　configtxlator  转换配置　215

10.6.1　RESTful接口　215

10.6.2　解码为Json格式　216

10.6.3　编码为二进制格式　217

10.6.4　计算配置更新量　217

10.6.5　更新通道配置　218

10.7　本章小结　219

第11章　超级账本  Fabric  CA  应用与配置　220

11.1　简介　220

11.2　安装服务端和客户端　221

11.2.1　本地编译　221

11.2.2　获取和使用Docker镜像　223

11.2.3　示例Dockerfile　223

11.3　启动  CA  服务　225

11.4　服务端命令剖析　228

11.4.1　全局命令参数　228

11.4.2　init命令　230

11.4.3　start命令　230

11.5　服务端配置文件解析　231

11.6　与服务端进行交互　235

11.7　客户端命令剖析　237

11.7.1　全局命令参数　237

11.7.2　enroll命令　239

11.7.3　getcacert命令　240

11.7.4　reenroll命令　241

11.7.5　register命令　241

11.7.6　revoke命令　242

11.8　客户端配置文件解析　243

11.9　生产环境部署　245

11.10　本章小结　247

第12章　超级账本  Fabric  架构与设计　248

12.1　整体架构概览　248

12.1.1　核心特性　248

12.1.2　整体架构　249

12.1.3　典型工作流程　249

12.2　核心概念与组件　251

12.2.1　网络层相关组件　252

12.2.2　共识相关组件　254

12.2.3　权限管理相关组件　255

12.2.4　业务层相关组件　257

12.3　gRPC  消息协议　262

12.3.1　Envelope消息结构　262

12.3.2　客户端访问Peer节点　263

12.3.3　客户端、Peer节点访问Orderer　265

12.3.4　链码容器和Peer节点之间的操作　265

12.3.5　多个节点之间的操作　266

12.4　权限管理和策略　267

12.4.1　策略应用场景　267

12.4.2　身份证书　268

12.4.3　权限策略的实现　268

12.4.4　通道策略　272

12.4.5　背书策略　273

12.4.6　实例化策略　273

12.5　用户链码　274

12.5.1　基本结构　274

12.5.2　链码与Peer的交互过程　275

12.5.3　链码处理状态机　277

12.6　系统链码　279

12.7　排序服务　281

12.7.1　gRPC服务接口　282

12.7.2　链和账本管理　283

12.7.3　通道配置更新　284

12.7.4　共识插件　286

12.8　本章小结　288

第13章　区块链应用开发　290

13.1　简介　290

13.2　链码的原理、接口与结构　292

13.2.1　Chaincode接口　292

13.2.2　链码结构　293

13.2.3　链码基本工作原理　294

13.3　链码开发  API　295

13.3.1　账本状态交互API　296

13.3.2　交易信息相关API　296

13.3.3　参数读取API　297

13.3.4　其他API　297

13.4　应用开发案例一：转账　298

13.4.1　链码结构　298

13.4.2　Init方法　299

13.4.3　Invoke方法　300

13.5　应用开发案例二：资产权属管理　301

13.5.1　链码结构　301

13.5.2　Invoke方法　303

13.6　应用开发案例三：调用其他链码　312

13.7　应用开发案例四：发送事件　313

13.8　开发最佳实践小结　314

13.9　本章小结　316

第14章　区块链服务平台设计　317

14.1　简介　317

14.1.1　参考架构　318

14.1.2　考量指标　318

14.2　IBM  Bluemix  云区块链服务　319

14.3　微软  Azure  云区块链服务　321

14.4　使用超级账本  Cello  搭建区块链服务　324

14.4.1　基本架构和特性　324

14.4.2　环境准备　325

14.4.3　下载Cello源码　325

14.4.4　配置Worker节点　325

14.4.5　配置Master节点　326

14.4.6　使用Cello管理区块链　327

14.4.7　基于Cello进行功能扩展　330

14.5　本章小结　330

附　　录

附录A　术语表　334

附录B　常见问题解答　338

附录C　Golang  开发相关　342

附录D　ProtoBuf  与  gRPC　349

附录E　参考资源　353

评论

G986

谢谢楼主的分享！

2023-02-02 12:53:11回复

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