本书全面介绍了区块链技术以及它在金融领域的应用，涵盖基础概念、底层算法、架构、赋能传统金融的方式方法、实际应用中存在的问题等读者广为关心的技术与应用，并融合了区块链技术领域新的科研成果。本书分为4部分，共8章。第1部分为基础和入门（第1章），着重介绍区块链技术基础，包括区块链的起源、含义、分类、价值与应用等，为后面深入介绍区块链相关技术做铺垫。第2部分为技术和架构（第2～4章），系统介绍区块链技术原理，包括区块链所基于的密码学原理和经典算法、对等网络技术与分布式存储及区块链其他支撑技术；区块链典型架构；主流的、最新的共识算法与智能合约。第3部分为实际应用（第5～7章），介绍区块链技术在金融及其他领域的应用；以加密货币项目Libra（已更名为Diem）为案例，介绍区块链应用的方式方法，并总结其尚未成功的原因；展望区块链在其他行业的应用。第4部分为扩展学习（第8章），主要介绍区块链技术演进。本书可作为高年级本科生、硕士或者博士研究生的教材，也适合作为区块链技术研究人员和数字金融行业从业人员的学习参考书。
黄海平, 教授，南京邮电大学副院长。江苏省电子学会信息安全专委会副秘书长、全国高等学校计算机教育研究会理事、江苏省通信行业科技进步奖系统集成及软件专业评审专家。曾获江苏省教学成果二等奖1项，江苏省研究生教育改革成果二等奖2项，指导江苏省普通高校本科优秀毕业设计获一等奖，江苏省高校微课教学比赛三等奖，江苏省一流课程负责人。江苏省"333工程”中青年学术带头人(第三层次)，江苏省"六大人才高峰”高层次人才培养对象。作为主要参与者获得教育部科技进步二等奖2项，江苏省科技进步二等奖1项，中国电子学会电子信息科学技术二等奖2项，中国通信学会科技进步二等奖1项，江苏省科技进步三等奖2项，江苏省通信行业科技进步一等奖1项等。曾出版《编译技术原理及方法》《计算机图形学教程》。
第1部分 基础和入门
第1章 区块链简介 2
1.1 区块链的起源 2
1.2 区块链及区块链技术含义 7
1.2.1 区块链发展历程 7
1.2.2 区块链定义 10
1.3 区块链的分类 12
1.3.1 公有链 13
1.3.2 私有链 13
1.3.3 联盟链 13
1.3.4 互联链 14
1.4 区块链的价值与应用 14
本章小结 17
习题1 17
第2部分 技术和架构
第2章 区块链技术原理 20
2.1 区块链中的密码学 20
2.1.1 哈希算法 21
2.1.2 Merkle树 25
2.1.3 公钥密码算法 28
2.1.4 消息认证码 33
2.1.5 数字签名技术 34
2.1.6 Bloom Filter算法 39
2.2 对等网络技术与分布式存储 42
2.2.1 对等网络结构及典型技术 43
2.2.2 基于区块链的分布式存储 53
2.3 区块链其他支撑技术 55
2.3.1 区块链其他概念 55
2.3.2 框架及特点 63
2.3.3 运作原理 66
2.3.4 常见问题 69
本章小结 73
习题2 74
第3章 区块链典型架构 75
3.1 区块链1.0架构——比特币区块链 75
3.1.1 比特币前端 76
3.1.2 比特币后端 77
3.2 区块链2.0架构——以太坊区块链 81
3.2.1 以太坊发展历史 81
3.2.2 以太坊客户端 82
3.2.3 以太坊钱包 85
3.2.4 Solidity开发工具 86
3.2.5 以太坊核心 87
3.2.6 以太坊重大事件 89
3.3 区块链3.0架构——超越货币、金融范围的区块链应用 90
本章小结 92
习题3 92
第4章 共识算法与智能合约详解 94
4.1 拜占庭容错技术 94
4.1.1 拜占庭容错（BFT）算法 94
4.1.2 实用拜占庭容错（PBFT）算法 95
4.2 PoW机制 97
4.2.1 PoW简介 97
4.2.2 PoW实现过程 98
4.2.3 PoW机制分析 99
4.3 PoS机制 99
4.3.1 PoS简介 99
4.3.2 PoS实现过程 100
4.3.3 PoS机制分析 101
4.4 DPoS机制 101
4.4.1 DPoS简介 101
4.4.2 DPoS实现过程 102
4.4.3 DPoS机制分析 103
4.5 Ripple共识算法 104
4.5.1 Ripple简介 104
4.5.2 Ripple实现过程 104
4.6 拜小蚁共识算法 105
4.6.1 小蚁币简介 105
4.6.2 拜小蚁共识算法简介 106
4.6.3 拜小蚁共识算法实现过程 106
4.6.4 拜小蚁共识算法分析 109
4.7 HoneyBadgerBFT共识算法 110
4.7.1 HoneyBadgerBFT简介 110
4.7.2 HoneyBadgerBFT实现过程 111
4.7.3 HoneyBadgerBFT分析 113
4.8 DumboBFT共识算法 113
4.8.1 DumboBFT简介 113
4.8.2 DumboBFT实现过程 113
4.8.3 DumboBFT分析 115
4.9 智能合约 115
4.9.1 智能合约简介 115
4.9.2 智能合约语言 116
4.9.3 智能合约运行机制 117
4.9.4 智能合约分析 118
本章小结 118
习题4 119
第3部分 实际应用
第5章 区块链驱动金融 122
5.1 区块链+金融服务 122
5.1.1 区块链技术给金融服务行业带来的冲击 122
5.1.2 区块链技术助力金融服务 122
5.1.3 区块链在金融服务中的应用场景 123
5.1.4 “区块链+金融服务”的应用案例 126
5.2 区块链+数字货币 128
5.2.1 常见的几种数字货币 128
5.2.2 数字货币的不足 129
5.2.3 数字货币的未来 131
5.3 区块链+共享金融 132
5.3.1 共享经济下的共享金融 132
5.3.2 共享金融与互联网金融 133
5.3.3 共享金融的发展动力 134
5.3.4 区块链助力实现共享金融 135
5.3.5 “区块链+共享金融”的应用案例 135
5.4 区块链+加密数字资产 137
5.4.1 加密数字资产和区块链 137
5.4.2 加密数字资产的五大应用方向 138
5.4.3 “区块链+加密数字资产”的应用案例 139
5.5 区块链+共享经济 140
5.5.1 物联网与共享经济 140
5.5.2 共享经济的发展趋势 142
5.5.3 共享经济应用区块链的可行性分析 142
5.5.4 “区块链+共享经济”的应用案例 143
5.6 区块链+供应链 144
5.6.1 传统供应链现状 144
5.6.2 区块链让供应链更透明 145
5.6.3 “区块链+供应链”的应用案例 146
本章小结 148
习题5 148
第6章 加密货币项目Libra（已更名为Diem） 149
6.1 简介 149
6.2 Libra区块链 150
6.3 Libra Coin和Libra Reserve 157
6.4 Libra协会 158
6.5 Libra为何还未成功 159
6.5.1 Libra面临的问题 160
6.5.2 监管合规前景黯淡 162
6.5.3 Libra 2.0的关键更新 163
本章小结 164
习题6 165
第7章 区块链其他应用 166
7.1 区块链+保险行业 166
7.1.1 传统保险行业的发展困境 166
7.1.2 区块链对保险行业的影响 167
7.1.3 区块链在保险业中的应用 168
7.2 区块链+医疗行业 170
7.2.1 传统医疗行业的发展困境 170
7.2.2 区块链对医疗行业的影响 171
7.2.3 区块链在医疗行业的应用 172
7.3 区块链+农业 173
7.3.1 传统农业行业的发展困境 173
7.3.2 区块链对农业行业的影响 173
7.3.3 区块链在农业行业的应用 175
7.4 区块链与未来 176
7.4.1 区块链将成为产业互联的基石 176
7.4.2 区块链产业应用的趋势 176
7.4.3 展望区块链发展前景 177
本章小结 178
习题7 178
第4部分 扩展学习
第8章 区块链技术演进 180
8.1 区块链的扩展 180
8.1.1 侧链 180
8.1.2 树链 183
8.1.3 DAG链 185
8.1.4 块格 188
8.2 超级账本 189
8.2.1 超级账本概述 189
8.2.2 Fabric项目 190
8.2.3 Sawtooth Lake项目 194
8.3 闪电网络 196
8.3.1 闪电网络概述 196
8.3.2 闪电网络基本功能 197
8.3.3 闪电网络应用 200
8.4 区块压缩 201
8.4.1 区块压缩概述 201
8.4.2 压缩方案 202
8.5 隐私信息混淆 203
8.5.1 地址混淆机制 203
8.5.2 中心化混币 204
8.5.3 去中心化混币 208
本章小结 213
习题8 213
附录A 椭圆曲线密码 214
附录B 双重支付的定性分析 221
参考文献 224
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