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产品特色

编辑推荐

本书由超级账本核心设计和开发者撰写，Apache基金会创始人Brian Behlendorf倾情推荐，清华大学五道口金融学院常务副院长廖理博士作序。由浅入深，详细讲解超级账本Fabric架构设计精华与应用开发，是区块链开发落地专业指南。

内容简介

　　本书由超级账本核心设计和开发者撰写，是区块链开发落地专业指南。由浅入深、系统化介绍超级账本Fabric设计精华、应用开发等。全书分为理论篇和实践篇两大部分；第1~3章介绍区块链技术的由来、核心思想及典型的应用场景；第4~5章重点介绍区块链技术中大量出现的分布式系统技术和密码学安全技术；第6~8章介绍区块链领域的三个典型开源项目：比特币、以太坊以及超级账本；第9-11章以超级账本Fabric项目为例，具体讲解了安装部署、配置管理，以及使用 Fabric CA 进行证书管理的实践经验；第12章重点剖析超级账本Fabric项目的核心架构设计；第13章介绍区块链应用开发的相关技巧和示例；第14章介绍区块链服务平台的设计与开发，并讲解应用超级账本Cello项目构建服务平台的相关知识。本书覆盖了区块链和分布式账本领域的*新技术，可帮助读者深入理解区块链核心原理和典型设计实现，以及高效地开发基于区块链平台的分布式应用。

作者简介

　　杨保华：博士，毕业于清华大学。超级账本（Hyperledger）大中华区技术工作组主席，IBM大中华区Blockchain技术社区首席顾问，资深研究员。曾主持多个大规模系统平台的架构设计和研发实施，是区块链、云计算、大数据等技术的早期研究者和实践者。他热爱开源技术，曾贡献OpenStack、OpenDaylight等开源项目，是超级账本Fabric项目核心设计和开发者，也是Cello和Fabric-SDK-Py项目的发起人。个人主页为https://yeasy.github.com。

　　陈昌：毕业于清华大学。纸贵科技CTO，曾任IBM高级研究员。技术方向包括云计算、区块链、机器学习等。他是区块链技术的早期研究和推动者，是超级账本（Hyperledger）项目核心开发者。他有丰富的区块链应用实践经验，曾负责金融行业区块链解决方案的架构设计和实施，并主导开发了若干区块链服务平台。

精彩书评

本书并没有局限在阐述区块链的思想、概念和应用场景等理论知识层面，而是进一步从实现角度剖析了区块链平台的架构、设计，并提供了大量一手的开发实践案例，特别是全球区块链领域首屈一指的开源项目——超级账本。这些都将帮助读者更深刻地理解和掌握区块链技术的核心原理与应用方法。

——廖理，清华大学五道口金融学院常务副院长

区块链（Blockchain）无疑是近十年来*具颠覆性的新兴信息技术之一。业界甚至把它与人工智能（Artificial Intelligence）、云计算（Cloud Computing）和数据科学（Data Science）统称的“ABCD”，推崇为未来*有潜力的四大信息技术方向。本书的作者有深厚的学术背景和丰富的实战经验，在区块链技术方面接触广泛、钻研深入，积累了大量基于超级账本的实践和应用案例。本书深入浅出，系统总结归纳了区块链及其相关技术基础，全面比较分析了区块链主要开源项目的异同，相信对区块链技术与系统的应用和研发是一个很有价值的指南。

——李军，原清华大学信息技术研究院院长，清华信息科学与技术国家实验室常务副主任

区块链技术正与云计算、大数据和人工智能等新兴技术交叉融合，孕育出新的商业模式和产业格局，具有重构数字经济发展生态的重要潜力。这本书既有对区块链原理的深度解析、三大典型开源区块链项目的底层剖析和Fabric 架构设计的细致阐述，也有转账、资产权属管理、调用其他链码等具体应用的开发示例，是一本知行合一的好书，与大家分享并推荐。

——刘多，中国信息通信研究院院长，中国通信标准化协会副理事长

互联网彻底解放了信息，使得信息的创作、获取、存储、再加工无处不在。区块链也将同样解放人类的交易过程，以一种全新的方式建立交易的信任、仲裁、记录基础。区块链和分布式账本技术很可能是我们这个时代下一个可以和互联网相提并论的伟大发明。本书系统介绍了区块链技术和分布式账本技术，包括核心概念、应用场景、关键技术和开发技巧，并且较全面地介绍了三大典型区块链开源项目：比特币、以太坊和超级账本。本书作者不仅是全球发展*快的超级账本项目的重要代码贡献者和开源社区组织者，也是将区块链技术应用到客户实际生产项目的实践者。因此，书中不仅有深入透彻的架构设计剖析，可以让读者快速掌握该领域的核心知识，还有容易上手的实战案例，可以让读者感受区块链技术的应用前景。无论是希望了解区块链和分布式账本领域的核心技术，还是学习如何更好地开发区块链应用，本书都值得一读。

——田忠，IBM 全球杰出工程师、IBM 中国创新工程院院长

Baohua Yang has an impressive technical depth and breadth of knowledge on blockchain and distributed ledger technologies and the impact they will have on the way businesses and governments work. He has made enormous contributions to Hyperledger, the distributed ledger project of the Linux Foundation, both in China and globally.

——Brian Behlendorf，超级账本管理委员会执行董事（Executive Director），Apache基金会创始人

目录

序　言

前　言

理　论　篇

第1章　区块链思想的诞生 2

1.1　从实体货币到数字货币 2

1.2　站在巨人的肩膀上 5

1.3　了不起的社会学实验 5

1.4　潜在的商业价值 7

1.5　本章小结 8

第2章　核心技术概览 9

2.1　定义与原理 9

2.2　技术的演化与分类 11

2.3　关键问题和挑战 13

2.4　趋势与展望 17

2.5　认识上的误区 19

2.6　本章小结 19

第3章　典型应用场景 20

3.1　应用场景概览 20

3.2　金融服务 22

3.2.1　银行业金融管理 22

3.2.2　证券交易 24

3.2.3　众筹投资 25

3.3　征信和权属管理 26

3.4　资源共享 28

3.5　贸易管理 29

3.6　物联网 30

3.7　其他场景 31

3.8　本章小结 33

第4章　分布式系统核心问题 34

4.1　一致性问题 34

4.1.1　定义与重要性 34

4.1.2　问题与挑战 35

4.1.3　一致性要求 36

4.1.4　带约束的一致性 36

4.2　共识算法 37

4.2.1　问题与挑战 38

4.2.2　常见算法 38

4.2.3　理论界限 38

4.3　FLP 不可能原理 39

4.3.1　定义 39

4.3.2　正确理解 39

4.4　CAP 原理 40

4.4.1　定义 40

4.4.2　应用场景 41

4.5　ACID 原则 41

4.6　Paxos 算法与 Raft 算法 42

4.6.1　Paxos 算法 42

4.6.2　Raft 算法 45

4.7　拜占庭问题与算法 45

4.8　可靠性指标 48

4.8.1　几个 9 的指标 48

4.8.2　两个核心时间 49

4.8.3　提高可靠性 49

4.9　本章小结 49

第5章　密码学与安全技术 50

5.1　Hash 算法与数字摘要 50

5.1.1　Hash定义 50

5.1.2　常见算法 51

5.1.3　性能 51

5.1.4　数字摘要 52

5.1.5　Hash 攻击与防护 52

5.2　加解密算法 52

5.2.1　加解密系统基本组成 53

5.2.2　对称加密算法 53

5.2.3　非对称加密算法 54

5.2.4　选择明文攻击 55

5.2.5　混合加密机制 56

5.2.6　离散对数与 Diffie–Hellman密钥交换协议 57

5.3　消息认证码与数字签名 57

5.3.1　消息认证码 58

5.3.2　数字签名 58

5.3.3　安全性 59

5.4　数字证书 59

5.4.1　X.509 证书规范 60

5.4.2　证书格式 61

5.4.3　证书信任链 62

5.5　PKI 体系 63

5.5.1　PKI 基本组件 63

5.5.2　证书的签发 63

5.5.3　证书的撤销 66

5.6　Merkle树结构 66

5.7　布隆过滤器 67

5.8　同态加密 68

5.9　其他问题 70

5.10　本章小结 71

第6章　比特币——区块链思想诞生的摇篮 72

6.1　比特币项目简介 72

6.1.1　比特币大事记 73

6.1.2　其他数字货币 74

6.2　原理和设计 75

6.2.1　基本交易过程 75

6.2.2　重要概念 76

6.2.3　创新设计 78

6.3　挖矿 80

6.3.1　基本原理 80

6.3.2　挖矿过程 81

6.3.3　如何看待挖矿 81

6.4　共识机制 82

6.4.1　工作量证明 82

6.4.2　权益证明 83

6.5　闪电网络 83

6.6　侧链 85

6.6.1　SPV 证明 85

6.6.2　双向挂钩 86

6.6.3　最新进展 87

6.7　热点问题 87

6.7.1　设计中的权衡 87

6.7.2　分叉 87

6.7.3　交易延展性 88

6.7.4　扩容之争 89

6.7.5　比特币的监管和追踪 90

6.8　相关工具 91

6.9　本章小结 92

第7章　以太坊——挣脱数字货币的枷锁 93

7.1　以太坊项目简介 93

7.1.1　以太坊项目简史 94

7.1.2　主要特点 95

7.2　核心概念 95

7.3　主要设计 97

7.3.1　智能合约相关设计 97

7.3.2　交易模型 97

7.3.3　共识 97

7.3.4　降低攻击 98

7.3.5　提高扩展性 98

7.4　相关工具 98

7.4.1　客户端和开发库 98

7.4.2　以太坊钱包 99

7.4.3　IDE 100

7.4.4　网站资源 100

7.5　安装客户端 100

7.5.1　从 PPA 直接安装 100

7.5.2　从源码编译 101

7.6　使用智能合约 102

7.6.1　搭建测试用区块链 102

7.6.2　创建和编译智能合约 104

7.6.3　部署智能合约 105

7.6.4　调用智能合约 106

7.7　智能合约案例：投票 106

7.7.1　智能合约代码 107

7.7.2　代码解析 109

7.8　本章小结 111

第8章　超级账本——面向企业的分布式账本 112

8.1　超级账本项目简介 112

8.2　社区组织结构 114

8.2.1　基本结构 114

8.2.2　大中华区技术工作组 114

8.3　顶级项目介绍 115

8.3.1　Fabric 项目 116

8.3.2　Sawtooth 项目 117

8.3.3　Iroha 项目 117

8.3.4　Blockchain Explorer 项目 117

8.3.5　Cello 项目 118

8.3.6　Indy 项目 118

8.3.7　Composer 项目 118

8.3.8　Burrow 项目 119

8.4　开发必备工具 119

8.4.1　Linux Foundation ID 119

8.4.2　Jira——任务和进度管理 119

8.4.3　Gerrit——代码仓库和 Review管理 120

8.4.4　RocketChat——在线沟通 121

8.5　贡献代码 121

8.6　本章小结 126

实　践　篇

第9章　超级账本 Fabric 部署和使用 128

9.1　简介 128

9.2　本地编译安装 129

9.2.1　操作系统 130

9.2.2　环境配置 130

9.2.3　获取代码 131

9.2.4　编译安装 fabric-peer 组件 131

9.2.5　编译安装 fabric-orderer 组件 132

9.2.6　编译安装 fabric-ca 组件 133

9.2.7　编译安装辅助工具 133

9.2.8　获取 chaintool 133

9.2.9　安装Go语言相关工具 134

9.2.10　示例配置 134

9.3　使用 Docker 镜像 134

9.3.1　安装 Docker 服务 134

9.3.2　安装 docker-compose 135

9.3.3　获取 Docker 镜像 135

9.3.4　镜像 Dockerfile 138

9.4　启动 Fabric 网络 143

9.4.1　网络拓扑 143

9.4.2　准备相关配置文件 144

9.4.3　启动 Orderer 节点 150

9.4.4　启动 Peer 节点 151

9.4.5　操作网络 152

9.4.6　基于容器方式 156

9.5　链码的概念与使用 157

9.5.1　链码操作命令 158

9.5.2　命令参数 158

9.5.3　安装链码 159

9.5.4　实例化链码 162

9.5.5　调用链码 165

9.5.6　查询链码 167

9.5.7　升级链码 168

9.5.8　打包链码和签名 169

9.6　使用多通道 170

9.6.1　通道操作命令 170

9.6.2　命令选项 171

9.6.3　创建通道 172

9.6.4　加入通道 174

9.6.5　列出所加入的通道 175

9.6.6　获取某区块 176

9.6.7　更新通道配置 177

9.7　SDK 支持 178

9.8　生产环境注意事项 179

9.9　本章小结 181

第10章　超级账本 Fabric 配置管理 182

10.1　简介 182

10.1.1　配置文件 182

10.1.2　配置管理工具 183

10.2　Peer 配置剖析 183

10.2.1　logging部分 184

10.2.2　peer部分 184

10.2.3　vm部分 188

10.2.4　chaincode部分 189

10.2.5　ledger部分 190

10.3　Orderer 配置剖析 191

10.4　cryptogen 生成组织身份配置 194

10.4.1　配置文件 195

10.4.2　子命令和参数 196

10.4.3　生成密钥和证书文件 196

10.4.4　查看配置模板信息 198

10.5　configtxgen 生成通道配置 199

10.5.1　configtx.yaml配置文件 199

10.5.2　命令选项 203

10.5.3　生成Orderer初始区块并进行查看 203

10.5.4　生成新建通道交易文件并进行查看 211

10.5.5　生成锚节点更新交易文件 215

10.6　configtxlator 转换配置 215

10.6.1　RESTful接口 215

10.6.2　解码为Json格式 216

10.6.3　编码为二进制格式 217

10.6.4　计算配置更新量 217

10.6.5　更新通道配置 218

10.7　本章小结 219

第11章　超级账本 Fabric CA 应用与配置 220

11.1　简介 220

11.2　安装服务端和客户端 221

11.2.1　本地编译 221

11.2.2　获取和使用Docker镜像 223

11.2.3　示例Dockerfile 223

11.3　启动 CA 服务 225

11.4　服务端命令剖析 228

11.4.1　全局命令参数 228

11.4.2　init命令 230

11.4.3　start命令 230

11.5　服务端配置文件解析 231

11.6　与服务端进行交互 235

11.7　客户端命令剖析 237

11.7.1　全局命令参数 237

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