区块链：构建信任和价值的新型基础设施

　　作为构建信任和价值的新型基础设施，区块链技术被认为是数字经济的基石。区块链的技术领域主要包括区块链的体系结构、安全与隐私保护、共识协议、智能合约、性能优化与跨链互操作等。本书首先梳理了区块链的发展历史与现状，详细阐述了区块链的分类、结构以及运行机制。之后对区块链涉及的相关技术（如密码学、共识算法、智能合约等）进行了分析；密码学方面主要分析了哈希算法、非对称加密算法、同态加密、零知识证明与国密算法等，共识算法方面分析了多种经典算法（如工作量证明、权益证明、委托权益证明）以及Paxos与Raft算法等，还列举了一些近几年 外研究的新型共识算法。此外，本书介绍了现有的区块链平台，如国外的以太坊、 账本等，以及 的“星火·链网”平台，分析了目前区块链基础设施建设的情况，列举了基于区块链基础设施的一些应用、区块链如何赋能传统行业以及基于区块链的新型应用案例。全书 介绍了区块链发展的未来——Web 3.0与元宇宙，阐述了相关概念、发展历史以及两者的关系。本书可作为高等院校相关课程的教材，也可作为学习区块链技术的参考书，还可供区块链技术领域的工程技术人员阅读。

　　马超中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所业务发展部副主任，博士， 工程师， 电联ITU-T SG20物联网与智慧城市工作组Q3报告人；ISO/IEC JTC1 SC41物联网技术委员会注册专家。参与编写多项 科技部物联网与智慧城市重点研发计划指南、 发改委物联网项目指南、 自然科学基金联合基金项目物联网方向指南；长期负责 工业互联网标识、区块链基础设施的建设和运营工作。罗松中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所副所长，教授级 工程师，主要从事工业互联网政策和技术、物联网基础共性技术标准，区块链基础设施、产业发展等方面的研究，长期主持 、 发改委等部委关于工业互联网、物联网产业政策制定、重大专项指南编制等工作，获广东省科学技术进步奖一等奖、中国通信标准化协会科学技术奖二等奖。负责 工业互联网标识解析基础设施、 区块链基础设施“星火？链网”的建设和运营。杨璧竹 中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所业务主管。前期主要从事物联网标识、物联网开放体系架构研究、物联网基础设施及新型智慧城市顶层设计及运营工作；目前主要负责 区块链基础设施“星火？链网”骨干节点建设及公共服务能力建设。魏翼飞 北京邮电大学电子工程学院副院长、教授、博士研究生导师。加拿大卡尔顿大学联合培养博士，爱尔兰都柏林城市大学博士后，美国休斯顿大学访问学者，爱尔兰DCU 访问学者。主要研究深度学习、强化学习，以及区块链技术。作为负责人先后主持完成3项 自然科学基金项目，参与完成3项 科技重大专项等 项目。在 外学术期刊发表30余篇SCI检索论文，获授权发明专利30余项。

第1章 区块链简介
1.1 区块链的发展历程
1.1.1 区块链1.0
1.1.2 区块链2.0
1.1.3 区块链3.0
1.2 区块链的类型
1.2.1 公有链
1.2.2 私有链
1.2.3 联盟链
1.3 区块链体系结构
1.3.1 区块结构
1.3.2 区块链分层体系结构
1.4 区块链运行机制
1.4.1 比特币运行机制
1.4.2 以太坊运行机制
1.4.3 Fabric运行机制
本章小结
第2章 区块链相关密码学概述
2.1 哈希算法
2.1.1 哈希函数
2.1.2 哈希算法的应用
2.2 非对称加密算法
2.2.1 对称加密与非对称加密
2.2.2 非对称加密在区块链中的应用
2.3 同态加密与零知识证明
2.3.1 区块链隐私保护需求
2.3.2 同态加密原理
2.3.3 零知识证明原理
2.4 国密算法
2.4.1 国密算法发展背景
2.4.2 国密算法分类
2.4.3 国密算法在区块链中的应用
本章小结
第3章 区块链共识技术
3.1 一致性与共识机制
3.2 拜占庭将军问题
3.3 共识算法
3.3.1 工作量证明
3.3.2 权益证明
3.3.3 委托权益证明
3.3.4 Paxos与Raft算法
3.4 其他新型共识算法
3.4.1 其他竞争类共识算法
3.4.2 其他选举类共识算法
3.4.3 基于DAG共识算法
本章小结
第4章 智能合约
4.1 智能合约发展历史
4.2 智能合约运行机制
4.2.1 智能合约的构建