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理论篇2

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 IDE100

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 ID119

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128

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chaintool133

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-compose135

9.3.3获取Docker镜像135

9.3.4镜像Dockerfile138

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Dockerfile223

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Orderer265

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API295

13.3.1账本状态交互API296

13.3.2交易信息相关API296

13.3.3参数读取API297

13.3.4其他API297

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334

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gRPC349

附录E参考资源353