区块链技术进阶与实战

本书从实战的角度出发，结合实际应用开发场景，对区块链技术进行了全面介绍和剖析。全书共分为四个部分：D一部分对区块链进行了全景分析，介绍了其概念、历史、技术流派、主要公司和典型应用场景，并给出了当前区块链产业生态图谱；D二部分对知名开源区块链平台以太坊和HyperLedger进行了详细解读，并介绍了如何基于这两个平台进行区块链应用开发；第三部分以自主可控联盟区块链Hyperchain为例，分析了企业级区块链平台的核心技术，介绍了基于Hyperchain的企业级区块链应用开发技术；第四部分介绍了多个区块链实际应用项目案例，并对开发过程和关键代码进行了详细分析。本书不仅全面深入，而且注重实战，非常适合区块链开发人员由浅入深地学习区块链技术。 本书适用于对区块链技术感兴趣的程序员、架构师和高校学生，非常适合 作为高校教材和培训资料。

蔡亮，博士，副教授，浙江大学计算机学院软件工程系主任，浙江省重大科技专项专家。主要从事区块链、云计算、网络安全、可信计算和金融业务处理的研究，在*核心期刊和国际会议上发表了数十篇论文。参与了多项国 家 级或省部级科研项目，如国 防军工预研基金项目、国家创新基金项目、863项目等。获得教育部科技进步一等奖、浙江省科技进步一等奖和三等奖。 李启雷，博士，讲师，杭州趣链科技有限公司首 席技术官。主要从事体感人机交互、区块链和移动互联网技术等方面的研究与开发。作为核心研究人员参与国家863计划和国家科技支撑计划，在国内外知名学术期刊和会议发表论文九篇，获得国家发明专利一项、软件著作权一项。 梁秀波，博士，副研究员，杭州趣链科技有限公司副总经理。主要从事机器学习、区块链、数字娱乐和移动互联网等方面的研究与开发，曾赴法国进行为期一年的访问研究。作为核心研究人员参与国 家 级和省部级科研项目近十项，主持企事业单位委托项目二十余项。已发表论文十余篇，获得国家发明专利三项。

目　　录

D一部分　区块链基础

D1章　区块链基础入门2

1.1　区块链基础知识2

1.1.1　从比特币到区块链2

1.1.2　区块链定义3

1.1.3　区块链相关概念4

1.1.4　区块链分类6

1.2　区块链发展历程8

1.2.1　技术起源8

1.2.2　区块链1.0——“数字货币”9

1.2.3　区块链2.0——智能合约9

1.2.4　区块链3.0——超越货币、

经济和市场10

1.3　区块链关键技术10

1.3.1　基础模型10

1.3.2　数据层11

1.3.3　网络层16

1.3.4　共识层17

1.3.5　激励层19

1.3.6　合约层20

1.4　区块链产业现状21

1.4.1　区块链发展态势21

1.4.2　区块链政府规划22

1.4.3　区块链生态图谱25

1.5　区块链应用场景26

1.5.1　数字票据26

1.5.2　供应链金融27

1.5.3　应收账款27

1.5.4　数据交易27

1.5.5　债券交易28

1.5.6　大宗交易28

1.5.7　其他场景28

1.6　区块链主流平台29

1.7　本章小结31

D二部分　开源区块链平台

D2章　以太坊深入解读36

2.1　以太坊基础入门36

2.1.1　以太坊发展历史36

2.1.2　以太坊基本概念37

2.1.3　以太坊客户端39

2.1.4　以太坊账户管理43

2.1.5　以太坊网络46

2.2　以太坊核心原理46

2.2.1　以太坊共识机制47

2.2.2　以太坊虚拟机49

2.2.3　以太坊数据存储51

2.2.4　以太坊加密算法53

2.3　以太坊智能合约53

2.3.1　智能合约与Solidity简介54

2.3.2　智能合约的编写与部署56

2.3.3　智能合约测试与执行67

2.3.4　智能合约实例分析71

2.4　以太坊重大事件与现存问题74

2.4.1　The DAO攻击事件74

2.4.2　以太坊现存问题75

2.5　本章小结77

第3章　以太坊应用开发基础78

3.1　以太坊开发环境搭建78

3.1.1　配置以太坊环境78

3.1.2　搭建以太坊私有链80

3.2　以太坊集成开发环境83

3.2.1　Mix IDE83

3.2.2　Solidity在线实时编译器IDE86

3.3　以太坊编程接口89

3.3.1　JSON RPC89

3.3.2　JavaScript API94

3.4　DApp开发框架与流程97

3.4.1　Meteor97

3.4.2　Truffle100

3.4.3　分层可扩展开发流程102

3.5　D一个以太坊应用104

3.5.1　优化MetaCoin应用104

3.5.2　MetaCoin代码详解106

3.5.3　MetaCoin应用运行109

3.6　本章小结111

第4章　Hyperledger Fabric深入解读112

4.1　项目介绍112

4.1.1　项目背景112

4.1.2　项目简介113

4.2　Fabric简介115

4.3　核心概念116

4.4　架构详解118

4.4.1　架构解读118

4.4.2　成员服务120

4.4.3　区块链服务124

4.4.4　合约代码服务127

4.5　合约代码分析128

4.5.1　合约代码概述128

4.5.2　合约代码结构129

4.5.3　CLI命令行调用131

4.5.4　链码执行泳道图132

4.6　交易流程133

4.6.1　通用流程133

4.6.2　流程详解135

4.6.3　背书策略138

4.7　本章小结139

第5章　Hyperledger Fabric应用开发

基础140

5.1　环境部署140

5.1.1　软件下载与安装140

5.1.2　开发环境搭建142

5.1.3　Go和Docker144

5.2　链码开发指南147

5.2.1　实现智能合约的接口147

5.2.2　智能合约的依赖关系148

5.2.3　智能合约的数据格式148

5.2.4　智能合约的接口解析149

5.2.5　智能合约案例代码分析149

5.3　CLI应用实例152

5.3.1　CLI 介绍152

5.3.2　CLI 应用开发153

5.4　SDK应用实例163

5.4.1　SDK介绍163

5.4.2　SDK应用开发165

5.5　本章小结169

第三部分　企业级区块链平台 Hyperchain

第6章　企业级区块链平台核心原理

剖析172

6.1　Hyperchain整体架构172

6.2　共识算法174

6.2.1　RBFT概述174

6.2.2　RBFT常规流程174

6.2.3　RBFT视图更换176

6.2.4　RBFT自动恢复177

6.2.5　RBFT节点增删178

6.3　智能合约179

6.3.1　智能合约执行引擎180

6.3.2　HyperVM设计原理180

6.3.3　HyperVM执行流程181

6.4　账本数据存储机制183

6.4.1　区块链183

6.4.2　合约状态185

6.4.3　Merkle树186

6.5　安全与隐私机制189

6.5.1　多级加密机制189

6.5.2　基于CA的权限控制190

6.6　可视化监管平台191

6.6.1　Hypervision概览191

6.6.2　Hypervision区块链管理192

6.6.3　Hypervision合约管理193

6.7　本章小结194

第7章　Hyperchain应用开发基础195

7.1　平台功能195

7.1.1　JSON-RPC格式195

7.1.2　交易调用196

7.1.3　合约管理200

7.1.4　区块查询203

7.2　平台部署206

7.2.1　Hyperchain配置207

7.2.2　Hyperchain部署207

7.2.3　Hyperchain运行209

7.3　D一个Hyperchain应用210

7.3.1　编写智能合约211

7.3.2　部署与合约调用212

7.4　本章小结212

第四部分　区块链应用案例

第8章　以太坊应用实战案例详解214

8.1　基于以太坊的通用积分系统案例

分析214

8.1.1　项目简介214

8.1.2　系统功能分析215

8.1.3　系统总体设计216

8.1.4　智能合约设计218

8.1.5　系统实现224

8.1.6　系统部署233

8.2　基于以太坊的电子优惠券系统案例

分析235

8.2.1　项目简介235

8.2.2　系统功能分析236

8.2.3　系统总体设计237

8.2.4　智能合约设计239

8.2.5　系统实现与部署246

8.3　本章小结250

第9章　企业级区块链应用实战案例

详解251

9.1　基于Hyperchain的数字票据系统

案例分析251

9.1.1　项目简介251

9.1.2　系统功能分析252

9.1.3　系统总体设计253

9.1.4　智能合约设计256

9.1.5　系统实现与部署261

9.2　基于Hyperchain的出行打车平台

案例分析263

9.2.1　项目简介263

9.2.2　系统功能分析264

9.2.3　系统总体设计267

9.2.4　智能合约设计269

9.2.5　系统实现与部署284

9.3　本章小结286*