作为一项颠覆性技术，区块链以其去中心化、防篡改、可信任的特点，引领着全球新一轮技术和产业的双重变革，有望成为全球技术创新和模式创新的策源地，推动信息互联网向价值互联网变迁升级。目前，全球主要国家都在加快布局区块链技术发展，其应用已经延伸到了数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域。国内的区块链行业也已成星火燎原之势，年4月，国家发改委首次将区块链与5G、人工智能、云计算等新兴技术一起列入新基建范畴。在不远的未来，区块链将在更广阔的领域赋能产业升级，催生新的智能产业形态，助力构建包容、互信、可持续的数字化社会。
随着区块链技术上升至国家战略层面，在区块链这个新兴领域占据科技创新制高点、取得产业新优势具有十分重要的意义。目前，区块链行业百家争鸣，市面上区块链相关书籍众多，但多为商业与普及类书籍，且质量良莠不齐，我们急需一本能系统性深入介绍区块链基础理论知识和应用实践经验的指导性书籍，帮助大家驱走迷雾，从本质上了解区块链技术及其应用。
在此背景下，我国区块链独角兽企业“杭州趣链科技有限公司”的技术专家们基于多年来的研究应用沉淀，耗时一年整理撰写《区块链技术指南》。该书旨在提供全面翔实、国际领先的区块链技术指导，在区块链人才市场供不应求的当下，助力国家战略层面的专业化技术人才培养，推动区块链教学、研究与应用的发展。全书内容可分为基础架构、拓展协议、应用实践三个篇章。第一部分，基础架构篇，包含第1～6章，内容涵盖基本概念与架构、数据结构与账户体系、网络通信、共识算法、区块链安全及智能合约；第二部分，拓展协议篇，包含第7～10章，内容涵盖区块链扩容协议、区块链治理与审计、跨链互操作技术及区块链+，其中，区块链+探讨了区块链技术对物联网、大数据、工业互联网场景的赋能方式与意义；第三部分，应用实践篇，包含第11～12章，给出了以太坊、HyperledgerFabric、Libra、Hyperchain主流区块链平台的技术架构与使用实例，并介绍了区块链测评内容与测试工具。
院士作序
作者简介
目录
第1章基本概念与架构...1
1.1区块链概念...1
1.1.1区块链技术概述...1
1.1.2区块链技术来源...4
1.1.3区块链技术特点...7
1.2区块链发展...8
1.3区块链分类...11
1.4区块链架构...12
1.4.1基础协议...13
1.4.2扩展协议...15
1.4.3生态组件...17
参考文献...17
第2章数据结构与账户体系...19
2.1区块数据结构与组织形式...19
2.1.1区块数据结构...19
2.1.2区块数据组织形式...21
2.2账户体系...21
2.2.1UTXO模型...22
2.2.2账户余额模型...23
2.2.3模型对比...24
2.3账本数据组织形式...26
2.3.1默克尔树...26
2.3.2MPT.28
2.3.3增量哈希...31
2.4运行流程...31
2.4.1运行流程概述...31
2.4.2交易的生成...35
2.4.3交易传播与验证...36
2.4.4交易的执行...38
2.5本章小结...38
参考文献...38
第3章网络通信...39
3.1P2P网络...39
3.1.1P2P网络模型...40
3.1.2P2P网络协议...43
3.2区块链网络...46
3.2.1节点类型...46
3.2.2区块链网络模型...49
3.2.3区块链网络协议...51
3.3本章小结...54
第4章共识算法...55
4.1共识算法概述...55
4.1.1拜占庭将军问题...59
4.1.2FLP不可能定理...63
4.1.3CAP理论...64
4.1.4共识算法分类...65
4.2分布式一致性算法...66
4.2.12PC..66
4.2.23PC..69
4.2.3Paxos.72
4.2.4RAFT.77
4.3典型共识算法...80
4.3.1PoW共识算法...81
4.3.2PoS共识算法...85
4.3.3DPoS共识算法...88
4.3.4PBFT共识算法...91
4.4新型共识算法...
4.4.1Casper共识算法...
4.4.2Algorand共识算法...
4.4.3HotStuff共识算法...
参考文献...
第5章区块链安全...
5.1区块链安全体系...
5.1.1数据层安全...
5.1.2网络层安全...
5.1.3共识层安全...
5.1.4合约层安全...
5.1.5应用层安全...
5.2核心安全技术...
5.2.1密码学算法...
5.2.2PKI
5.2.3形式化验证...
5.3身份隐私保护技术...
5.3.1盲签名...
5.3.2群签名和环签名...
5.3.3直接匿名证明...
5.3.4技术优劣对比分析...
5.4数据隐私保护技术...
5.4.1账本隔离...
5.4.2账本加密...
5.4.3密态计算与验证...
5.4.4技术优劣对比分析...
参考文献...
第6章智能合约...
6.1智能合约概述...
6.1.1概念和定义...
6.1.2智能合约架构...
6.1.3智能合约生命周期管理...
6.2典型的智能合约执行引擎...
6.2.1栈式执行引擎...
6.2.2解释型执行引擎...
6.2.3容器化执行引擎...
6.3智能合约与分布式应用...
6.3.1DApp.
6.3.2预言机...
第7章区块链扩容协议...
7.1扩容问题概述及分析...
7.1.1交易吞吐量...
7.1.2存储容量...
7.2链上扩容...
7.2.1区块扩容...
7.2.2并行扩容...
7.2.3架构扩容...
7.3链下扩容...
7.3.1侧链技术...
7.3.2状态通道...
7.3.3链下协同...
7.4本章小结...
第8章区块链治理与审计...
8.1区块链权限体系...
8.1.1权限层级...
8.1.2权限管理模型...
8.2区块链治理模型...
8.2.1链上治理...
8.2.2链下治理...
8.3区块链审计...
8.3.1审计概述...
8.3.2区块链审计的内容与形式...
8.3.3审计的展示与分析...
8.4BaaS运维治理...
8.4.1BaaS运维治理概述...
8.4.2联盟链管理...
8.4.3联盟链运维...
8.4.4智能合约管理...
参考文献...
第9章跨链互操作技术...
9.1跨链问题概述...
9.2跨链原理...
9.2.1跨链模型...
9.2.2跨链交易验证...
9.2.3跨链事务管理...
9.2.4跨链数据安全...
9.3典型跨链协议...
9.3.1Polkadot
9.3.2Cosmos.
9.3.3BitXHub.
9.4本章小结...
参考文献...
第10章区块链+.
10.1区块链+物联网...
10.1.1面向物联网的区块链体系架构...
10.1.2区块链小型化轻量化...
10.1.3物联网终端适配...
10.1.4基于区块链的物联网业务平台...
10.2区块链+大数据...
10.2.1基于区块链的去中心化存储...
10.2.2基于区块链的数据共享...
10.2.3基于区块链的联邦计算...
10.3区块链+工业互联网...
10.3.1工业区块链概述...
10.3.2基于区块链的设备数字身份...
10.3.3基于区块链的产品溯源...
10.3.4基于区块链的供应链金融...
参考文献...
第11章主流平台介绍与实践...
11.1以太坊...
11.1.1项目概述...
11.1.2项目实战...
11.2HyperledgerFabric.
11.2.1项目概述...
11.2.2项目实战...
11.3Libra.
11.3.1项目概述...
11.3.2项目实战...
11.4趣链区块链平台...
11.4.1项目概述...
11.4.2项目实战...
参考文献...
第12章区块链测评...
12.1区块链测评概述...
12.1.1区块链信息系统质量模型...
12.1.2区块链评价体系...
12.2功能性测评...
12.3性能测评...
12.4安全测评...
12.5拓展性测评...
12.6区块链基准测试工具...
致谢...
来源：电子工业出版社