解构区块链
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浙江嘉兴
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作者编者:凌力
出版社清华大学
ISBN9787302520580
出版时间2019-07
装帧平装
开本其他
定价79元
货号30653503
上书时间2024-10-19
商品详情
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作者简介
凌力，1992年毕业于复旦大学计算机科学系，获理学硕士学位。现任复旦大学信息科学与工程学院通信科学与工程系副教授。研究方向包括：云计算，物联网，网络与信息安全。开设“网络安全”、“网络协议”、“高级网络”等多门研究生、本科生课程。现任上海市科委、上海市经信委、浦东新区等多个区县的信息技术专家。主持并完成IPv6技术研究、高速安全智能接入控制设备研制、面向服务漫游的个人信息站研发、可信交易支撑技术体系及应用等十多个科研项目，并多次获得省部级科技成果奖。在各级学术刊物发表十多篇论文，已出版《高级网络概论》《网络协议与网络安全》等六部著作。主持规划设计“市民信箱”“家校互动”“市民云”等多个上海市政府实事项目的平台。
目录
第1章货币认知
1.1货币简史
1.2数字货币
1.3交易与记账
1.4虚拟货币
1.4.1信任机制
1.4.2共识机制
1.5数字资产
1.6虚拟币困境
第2章比特币认知
2.1比特币起源
2.2比特币基本概念
2.2.1比特币区块链
2.2.2比特币生成
2.2.3比特币交易
2.2.4比特币地址
2.2.5比特币网络
2.3比特币系统
2.3.1比特币挖矿
2.3.2比特币系统组成
第3章密码学基础
3.1密码学基本概念
3.2对称密钥加密
3.2.1分组加密技术原理
3.2.2SM4算法
3.2.3DES算法
3.3非对称密钥加密
3.3.1非对称密钥加密技术原理
3.3.2RSA算法
3.3.3ElGamal算法
3.3.4ECC算法
3.4单向函数加密
3.4.1单向函数技术原理
3.4.2CRC算法
3.4.3MD算法
3.4.4RIPEMD算法
3.4.5SHA算法
3.5单向陷门函数
3.6量子密码
第4章数字签名技术
4.1数字签名技术原理
4.2MAC算法
4.3DSA算法
4.4ECDSA算法
4.5数字证书
4.6环签名
4.7盲签名
第5章对等网络技术
5.1对等网络技术架构
5.2对等网络典型技术
5.3共识算法
5.3.1拜占庭容错算法
5.3.2实用拜占庭容错算法
5.3.3比特币共识机制证明
第6章比特币技术原理
6.1比特币区块链技术原理
6.1.1版本号
6.1.2时间戳
6.1.3前一区块头哈希
6.1.4难度位
6.1.5计数器
6.1.6交易账本树根哈希
6.1.7比特币区块体
6.2比特币挖矿技术原理
6.2.1比特币挖矿准备
6.2.2比特币挖矿工作量证明
6.2.3比特币挖矿共识机制
6.3比特币地址技术原理
6.3.1比特币私钥生成方法
6.3.2比特币公钥生成方法
6.3.3比特币地址生成方法
6.4比特币交易技术原理
6.4.1比特币交易数据结构
6.4.2比特币交易规则
6.4.3比特币交易输入
6.4.4比特币交易输出
6.4.5比特币脚本系统
6.4.6比特币交易验证
6.5比特币通信协议
6.5.1结点联络类协议和消息
6.5.2区块交换类协议和消息
6.5.3交易交换类协议和消息
6.5.4网络管理类协议和消息
第7章比特币应用体系
7.1比特币钱包
7.1.1用户密钥创建方法
7.1.2简单支付验证SPV
7.1.3Bloom过滤器
7.2比特币交易点
7.3比特币价值
第8章区块链技术原理
8.1区块链概念
8.2区块链类型
8.3区块链技术特点
8.3.1区块链技术优势
8.3.2区块链技术弱点
8.3.3区块链分叉风险
8.3.4区块链升级风险
8.4虚拟币系统扩展
8.4.1染色币
8.4.2竞争币
8.4.3域名币
8.4.4比特消息
8.4.5以太坊
8.4.6区块链应用程序Dapp
8.4.7区块链社区
8.5克隆比特币
第9章区块链技术演进
9.1区块链扩展
9.1.1侧链
9.1.2树链
9.1.3块格
9.1.4DAG链
9.2共识机制扩展
9.2.1权益证明PoS
9.2.2权益授权证明DPoS
9.2.3重要性证明PoI
9.2.4其他共识机制
9.3超级账本
9.4智能合约
9.5闪电网络
9.6区块压缩
9.7隐私信息混淆
第10章区块链安全威胁
10.1区块链安全认知
10.2直接威胁
10.2.1缺陷攻击
10.2.2共识攻击
10.2.3脚本攻击
10.2.4协议攻击
10.2.5密钥攻击
10.2.6账号攻击
10.3间接威胁
10.3.1通信窃听
10.3.2拒绝服务
10.3.3劫持攻击
10.3.4恶意程序
10.3.5不良应用
第11章区块链安全防范
11.1资金安全
11.2交易安全
11.3信息安全
11.4协议安全
11.5系统安全
11.6设备安全
第12章区块链技术应用
12.1区块链体系架构设计
12.2基于钱包的Dapp设计
12.3云计算与区块链
12.4物联网与区块链
12.5大数据与区块链
12.6区块链+行业应用
12.6.1区块链+电子金融
12.6.2区块链+电子商务
12.6.3区块链+电子政务
12.6.4区块链+防伪溯源
12.6.5区块链+信用评估
12.6.6区块链+存管公证
12.6.7区块链+投票选举
12.6.8区块链+慈善捐助
12.6.9区块链+共享经济
内容摘要
说到区块链，有人好奇地问：“什么是挖矿，怎么记账？”也有人想弄清如何实现共识、怎样构建智能合约，还有人困惑于应用与区块链是否能够对接。本书将从区块链底层技术细节开始来逐一回答这些问题。首先，系统性剖析区块链技术的原理和本质，从其产生背景、基本概念出发，深入浅出地解析区块链结构、核心算法、运行机制及其支撑技术；其次，通过诠释区块链技术特征、优势与弱点，进一步分析技术演进、典型应用。
精彩内容
第5章对等网络技术网络信息系统是由计算机联网所构成，有两种典型的组织模式(如图5.1所示)：集中式（centralization）和对等式(peertopeer，简称P2P)。集中式系统由中心服务器负责运行管控，其他所有计算机客户端都与和只与中心服务器互连，构成主从(masterslave)关系，客户端之间的通信都要通过服务器，形成星状拓扑结构；对等式系统中则没有中心服务器，计算机结点之间相互平等、直接互连，形成扁平(flat)的网状拓扑结构。
图5.1网络系统组织模式比特币是一种对等网络系统。由于缺少中心服务器的协调，所有功能都要通过各个结点间协调、协作完成，具有很高难度和技术挑战性。同时，比特币作为一种金融类系统，需要达到很强的安全性，以防止篡改、伪造、欺诈、假冒等恶意行为，要让遍布全网的“鱼龙混杂”的结点一致行动，无疑是对计算机网络技术的终极考验。
5.1对等网络技术架构对等网络系统的技术核心在于控制(control)。在计算机系统中，控制体现为执行逻辑，在集中式系统中很容易在单点上实现“神经中枢”，而在对等网络系统中，必须将控制“神经元”分散体现到各个结点的运行规则上，所谓化管理于无形。
对等网络系统控制的重中之重是同步(synchronization)，须保持各个结点(node)间数据的一致性、对数据理解的一致性、判别规则的一致性、对事件反应的一致性及操作行为的一致性。这里的一致性并非指完全相同，可以是全集与子集的关系，即应相同者必相同，但有些结点可以只保存部分数据、执行部分功能，或时间上存在滞后。因此，同步不一定要达到时间和状态的强同步。
例如比特币系统，各个结点需要拥有一致的区块链、区块链账本记载的交易、区块和交易的验证规则、脚本执行逻辑、挖矿难度值及挖矿方法等，同时允许存在不同类型的结点，允许结点只保存所需要的部分数据。
对等网络系统结点间的同步方法是通过协议(protocol)实现的。为使结点间尽可能松耦合，避免相互牵制和影响，应采用异步型应用层协议，即面向非连接、非停等(确认)式信息传输、非重传机制、非流量控制等。以结点间数据查询为例：异步型协议发送查询报文后，并不需要等待直到报文全部到达，而是可以继续处理其他事务；每到达一个数据报文，仅处理该报文，例如更新数据库，即每个数据报文(假定有多个)的到达都按独立事件对待；对等结点也是如此，收到查询报文后立即予以响应，回复查询到的一个或多个报文，或不作任何回复(例如未查询到或查询报文有误)。
需要区分对等网络系统与分布式系统的微妙差异。分布式系统一般指资源对象的分散，如分布式计算、分布式存储，计算资源或数据资源由不同的计算机来分担，而且分布式系统往往有中央控制系统进行协调管理；对等网络系统则更强调计算机实体间的平等性，不受任何中心系统的控制，而是独立、自主地运行。但两者具有很多共性，都需要做到不同结点间的完美协调，都具有很强的容错性、灵活性，因此理论成果丰富的分布式系统技术可成为对等网络系统的坚实基础。
理想的对等网络系统中，各个结点独立运行、不依赖其他结点，准确地说，不依赖特定的结点，而是依赖整体网络(如图5.2所示)。一个结点所需要的信息必然来自网络中的某个结点，但如果这个结点不能提供，则从其他结点也能获取到。每个结点从对等网络中获取所需数据以及网络提供的服务，同时承担相应职责、履行一定义务，为网络中的其他结点提供自己掌握的数据、给予有关服务(例如路由转发报文、验证及投票)。在开放的对等网络系统中，结点可随时、不经申明地加入(上线)或离开(下线)系统，其他结点会不断侦测变化、自动适应更新，整体网络的运行不会受到个别结点在线状况或服务能力的影响。
图5.2对等网络结点与网络关系示意图不存在处于集中式和对等式中间地带的“弱中心化”模式。所谓的弱中心化有时候指需要附加一定条件的操作，例如某个结点提供初始启动阶段(时间条件)的索引服务，有时候则是指局部效应，例如某几个结点承担全量数据存储任务，事实上更接近于结点分工的差别。但只要结点间的依赖性没有上升到全局控制层面，就属于对等式系统；如果各个结点对某些结点有全业务依赖性，例如每次业务操作都以某个结点获取必要信息为前提，则应归为集中式系统。
另一种说辞是“多中心化”模式，实际上是中心服务系统的分布式实现，而整个系统依然属于集中式范畴。关于比特币的“去中心化”(decentralization)描述也并不恰当，因为比特币从来就没有中心化实现的版本，就谈不上“去”一说；如果“去中心化”是指去掉控制，那就更错得离谱，因为离开了有效且严格的控制，任何系统都无法正常运行。
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