【假一罚四】区块链本质陈鹏
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作者陈鹏
出版社清华大学
ISBN9787302511182
出版时间2019-01
装帧平装
开本其他
定价39元
货号30324420
上书时间2024-06-17
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目录
目录
第1章区块链的本质追问1
1.1作为技术人造物的区块链2
1.2作为数字基础设施的区块链8
1.3作为意义空间的区块链12
第2章区块链的科学与技术问题25
2.1分布式系统26
2.1.1容错26
2.1.2共识机制31
2.2密码学42
2.2.1哈希48
2.2.2数字签名50
2.2.3Merkle树52
2.3安全与形式化验证55
2.3.1加密协议的形式化分析57
2.3.2智能合约的形式化分析62
第3章区块链的技术范式与生态65
3.1比特币生态系67
3.1.1比特币的体验68
3.1.2比特币的认识70
3.1.3比特币的技术范式解析71
3.2以太坊生态系74
3.2.1以太坊的体验74
3.2.2以太坊的认识78
3.2.3以太坊的技术范式解析88
3.3Hyperledger生态系93
3.3.1Hyperledger Fabric的体验95
3.3.2Hyperledger Fabric的认识99
3.3.3Hyperledger Fabric的技术范式解析104
目录
第4章区块链系统剖析110
4.1总体架构设计112
4.2主要数据模型113
4.2.1一些常量和工具类113
4.2.2交易117
4.2.3区块120
4.2.4数据123
4.2.5区块链125
4.3通用接口127
4.3.1接收接口127
4.3.2发送接口128
4.3.3消息监听接口128
4.4网络设计架构129
4.4.1组播(广播)130
4.4.2点对点的TCP传输132
4.5节点与钱包133
4.5.1节点134
4.5.2钱包145
4.6交易流程149
4.7区块打包与挖矿154
结束语160
附录术语表161
内容摘要
本书旨在对区块链的本质进行一个相对完整、相对系统地阐释。本书主要包括以下几个部分。第1章是对区块链的“全景鸟瞰”，将区块链从技术系统、数字基础设施以及应用空间三个不同的层次进行递进地概览。第2章是对区块链的“庖丁解牛”，从区块链技术内涵的角度，将区块链中最为关键和最为核心的一些科学和技术问题进行了介绍，其中包括容错、共识机制、哈希、数字签名以安全和形式化验证等。第3章是对区块链的“抽丝剥茧”，以技术范式的视角理解区块链，对比特币、以太坊和超级账本三个主流的区块链技术生态系统进行了相对细致的分析与比较。第4章是对区块链的“照猫画虎”，以一个原型实现的视角，参照比特币的总体模型，开发了一个小巧玲珑的Ajicoin，初步实现了P2P网络、交易、区块与区块链以及工作量证明的共识机制和币的交易等核心功能。
精彩内容
第3章区块链的技术范式与生态提及对技术变化(变革)的描述,通常会想起两种理论,一种是需求拉动论,另一种是技术推动论。在需求拉动论看来,技术的主要推动力在于市场,在于市场中生产单元的“需求认知”,技术的变化用于实现或满足这些需求。技术推动论则主张技术本身是自治的,或半自治的。无论是需求拉动论或者是技术推动论,单一的强调市场或技术的作用都不能很好地阐释技术创新中既会出现渐进式的技术进步,又会出现所谓“变革式”的技术进步。
区块链的技术范式与生态第3章GiovanniDosi借鉴ThomasSamuelKuhn在《科学革命的结构》中所提出的“科学范式”的概念,提出了“技术范式”(Technologicalparadigms)和“技术轨迹”(Technologicaltrajectories)的概念,将它们作为知识与技术嵌入产业增长过程中连续与断裂之间的交互作用的一种隐喻DosiG,NelsonRR.TechnologicalParadigmsandTechnologicalTrajectories［M］.ResearchPolicy,Volume11,Issue3,June1982,Pages147162.。在Dosi看来,从认识论的视角,技术范式是一个“愿景”,一个过程的集合,与相关问题及其解决方案相关。因此,Dosi将技术范式定义为:基于所选择的自然科学原理和所选择的材料技术,针对所选择的技术问题所给出的解决方案“模型”与“模式”，而技术轨迹是在技术范式内技术发展的方向。通过定义技术范式,可以将渐进式的技术进步理解为技术轨迹下的累加式的技术发展,而将变革式的技术进步理解为技术范式的转换。
Dosi认为技术范式对所遵循的技术方向给出了非常强的规范与指导,也使得范式内的工程师和组织对另外一些技术可能性“视而不见”。可以从四个维度来识别技术范式:第一维度涉及它所应用的通用任务;第二维度涉及它选择的材料技术;第三维度涉及它所利用的物理与化学特性;第四维度是与之相关的技术和经济维度以及折中。
依据技术范式理论,要界定区块链技术范式,可从以下几个方面入手:1.所解决的关键技术问题区块链作为一个技术范式,必然是围绕着所应用的通用任务。2008年中本聪的《比特币:一种点对点的电子现金系统》一文中就旗帜鲜明地提出了这一任务,我们可以称之为“中本聪计划”,即:“我们所需要的就是基于加密证明而非信任的电子支付系统,该系统允许交易双方在不需要可信第三方的前提下直接交易。”对“中本聪计划”稍加修改,把其货币属性进行抽象,便可以得出区块链范式所应对的通用问题:“在不需要可信第三方的前提下,交易双方就可以进行可信交易。”其中,交易是广义上的事务处理,而可信交易指的是交易双方与交易有关的所有事物(包括交易时间、方式以及具体内容)都不能抵赖,以及交易双方的任意方都不能对其进行篡改等。
2.所采用的解决方案模式区块链将交易信息以加密区块的方式进行存储,同时以哈希的方式存储上一个区块的哈希值,从而形成一条全局有序的区块链。区块链技术也因此得名。
从技术轨迹而言,在区块链技术范式中,也有不同的技术路线。按照区块链上用户的权限控制,可以划分为公链、联盟链和私链。此外从技术体系而言,目前在全球范围内,也形成了几个主要的区块链生态,包括比特币生态系、以太坊生态系、石墨烯生态系、Hyperledger生态系和IPFS分布式储存生态系等。下面我们就这几个比较重要的区块链技术生态做一个相对详细的阐述。
3.1比特币生态系比特币生态系包括比特币以及其他一些分叉币(BCH、BTG、SBTC等)。下面主要介绍比特币。
比特币是一种数字加密货币,可以算是区块链技术的首个应用。第一笔50个比特币于2009年1月3日挖掘出来。比特币不需要印刷纸币，更不需要铸造硬币。它是完全无中心化的,没有政府、机构(如银行)或其他权力机构来控制。比特币的持有者也是匿名的,交易时不用使用真实姓名、真实银行账号等,而是通过加密密钥连接买卖双方。比特币不像传统货币一样从上而下发行。
3.1.1比特币的体验比特币核心源码地址如下:https://github.com/bitcoin/bitcoin。
下面以Ubuntu16.04为例,来说明比特币核心的编译过程。当然也可以选择其他系统,其过程大同小异,具体可参考相应的官方文档。
由于编译过程占用内存较多,推荐选用2G以上RAM的机器来编译比特币核心软件。
以下是具体编译过程。
1.准备操作系统环境安装Ubuntu16.04操作系统,系统安装完毕,更新系统软件源(如果默认的国外软件源下载慢,可更新到国内的源地址),命令如下:sudoaptupdate
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