區塊鏈+技術與實踐

市場上一直缺乏介紹區塊鏈技術與開發實踐的系統性教材，本書旨在為讀者提供學習區塊鏈基礎技術和開發實踐的捷徑，希望本書能夠給讀者帶來幫助。“讓學習層次變得更宏觀，讓學習過程變得更輕鬆，讓學習所獲變得更通用”是本書的編寫理念與特色。

本書首先剖析了區塊鏈的技術與哲學本質，介紹了區塊鏈的三個重要發展階段；然後系統講解了區塊鏈技術的基本組成與通用學習方法；最後展開實戰應用，包括數據防篡改解決醫患糾紛，去中心化、中介化協同的智慧應用等非常有趣且有現實社會意義的內容。本書適合作為相關專業本科和研究生教材，也適合作為信息系統、計算社會科學研究者的自學書籍。

第1章  區塊鏈技術概述 1
1.1  區塊鏈1.0：數位貨幣帶來的啟示 1
1.1.1  數位是如何成為貨幣的 2
1.1.2  區塊和區塊鏈的由來 6
1.2  區塊鏈2.0：區塊鏈開發框架 10
1.2.1  乙太坊的通俗介紹 10
1.2.2  智慧合約的定義、原理與應用場景 13
1.3  區塊鏈3.0：數據主權與可程式設計信任社會 15
1.3.1  資料主權與可程式設計信任社會 15
1.3.2  超級帳本開源子專案Fabric 15
1.3.3  Fabric的資料一致性共識演算法 16
1.4  區塊鏈的定義與模型 18
1.4.1  區塊鏈的通用定義 18
1.4.2  區塊鏈基礎架構的6層
模型 19
總結與提高 21
習題 21

第2章  區塊鏈1.0：比特幣區塊鏈開發 22
2.1  bitcoind用戶端的編譯過程 22
2.1.1  Ubuntu下的實驗環境準備 22
2.1.2  Ubuntu下獲得bitcoind原始程式碼 23
2.1.3  Ubuntu下編譯bitcoind 24
2.1.4  相容和切換編譯器版本 24
2.2  交易的本質與執行 25
2.2.1  比特幣地址 25
2.2.2  交易的本質 27
2.2.3  bitcoin的腳本系統 27
2.3  bitcoind原始程式碼剖析 30
2.3.1  主要模組 31
2.3.2  初始化和啟動 33
2.3.3  P2P網路 34
2.3.4  交易和區塊 42
2.3.5  腳本系統 42
2.3.6  挖礦 44
2.3.7  私密金鑰 46
2.4  修改原始程式碼實戰 46
2.4.1  建立私鏈 46
2.4.2  優化改進 49
2.5  通過命令列或API與bitcoind交互 50
2.5.1  命令列調用 50
2.5.2  RPC API調用 50
2.6  挖礦、礦機、礦場和礦池 50
2.6.1  挖礦就是區塊產生的過程 51
2.6.2  挖礦難度 53
2.6.3  礦機、礦場與礦池的區別 56
總結與提高 58
習題 59

第3章  區塊鏈2.0：乙太坊技術與實踐 60
3.1  乙太坊概述 60
3.1.1  乙太坊是通用的去中心化應用開發框架 60
3.1.2  乙太坊，可程式設計的世界電腦 62
3.1.3  乙太坊如何工作 63
3.2  乙太坊的運行原理和技術實踐 64
3.2.1  乙太坊的運行原理 64
3.2.2  乙太坊的技術實踐 66
3.3  使用NodeJS開發基於乙太坊的DApp 70
3.3.1  基於Web3.js的投票DApp的專案規劃 70
3.3.2  從零開始實現一個投票DApp 71
3.3.3  一個有委託功能的投票DApp 83
3.4  使用truffle開發DApp案例實戰 87
3.4.1  安裝truffle和依賴環境 88
3.4.2  一個DApp demo 88
總結與提高 90
習題 91

第4章  區塊鏈3.0：Fabric技術原理 92
4.1  Fabirc是一種社會程式設計框架 92
4.1.1  從宏觀上理解區塊鏈1.0、2.0、3.0 92
4.1.2  超級帳本Hyperledger的專案背景 93
4.1.3  Fabric是Hyperledger重要的子項目 95
4.2  Fabric 1.0的基礎架構 95
4.2.1  區塊鏈資料結構 96
4.2.2  交易 97
4.2.3  節點 97
4.3  交易背書的基本流程 100
4.3.1  用戶端創建交易後發送給它選擇的背書節點 101
4.3.2  背書節點模擬交易，然後生成背書簽名 102
4.3.3  提交用戶端獲取交易的背書，通過排序服務廣播 103
4.3.4  排序服務投遞交易消息給所有節點 103
總結與提高 104
習題 105

第5章  Fabric聯盟區塊鏈技術實踐
——聯盟區塊鏈 電子病歷實現醫患糾紛治理 106
5.1  項目概述 106
5.1.1  項目的意義 106
5.1.2  確定項目技術總體方案 107
5.2  醫療糾紛治理系統設計與基礎資源建立 109
5.2.1  醫院院內醫療業務資料流程梳理 110
5.2.2  醫療糾紛調研分析 110
5.2.3  技術架構與方案設計 111
5.2.4  基礎系統資源的建立與分配 114
5.3  基於Fabric架設電子病歷區塊鏈分散式網路 118
5.3.1  基礎環境配置 119
5.3.2  組建Fabric聯盟區塊鏈集群網路 122
5.3.3  RPC調用Fabric操作區塊鏈程式 128
5.4  查詢與比對系統的設計與治理實現 130
5.4.1  資料獲取系統的技術實現 133
5.4.2  資料上鏈系統的技術實現 137
5.4.3  查詢與對比治理系統的技術實現 154

第6章  區塊鏈產業發展趨勢分析 157
6.1  區塊鏈產業概念分析 157
6.2  世界區塊鏈產業發展趨勢 158
6.2.1  各國政府普遍支持區塊鏈技術發展 158
6.2.2  區塊鏈產業規模持續增長 159
6.2.3  區塊鏈行業應用不斷拓展 159
6.2.4  區塊鏈核心技術趨於成熟 162
6.2.5  標準制定初顯成效 162
6.2.6  政府監管體系不斷完善 163
6.3  中國區塊鏈產業發展趨勢 164
6.3.1  基本態勢 164
6.3.2  主要問題 166
6.3.3  改革創新 168
6.4  IPFS挑戰Web和雲存儲產業 169
6.4.1  IPFS是什麼 169
6.4.2  為什麼需要IPFS 170
6.4.3  IPFS工作原理 171
6.4.4  IPFS的應用價值有哪些 173

附錄 175
附錄A  區塊鏈專業術語表 175
附錄B  bitcoin命令列列表與RPC 
API列表 179
附錄C  Fabric聯盟鏈 186
附錄D  大文件雜湊校驗評測 235
附錄E  區塊鏈相關企業和組織 236
參考文獻 239

王小峰，深圳大學副教授、深圳市醫院管理者協會常務理事，電腦博士(武漢理工大學)、公共管理博士後(武漢大學)，網頁設計師、Redhat工程師;長期從事電腦程式設計語言的教學與實踐，精通C/C、PHP、JavaScript、Python、R等多種程式設計語言;主要研究方向為人工智慧技術、區塊鏈應用系統開發，熱愛數學並熱衷於數學文化傳播;出版《高階語言程式設計》《新媒體資料採擷一基於R語言》《深度學習》《PHP動態網頁設計與網站架設》等專著和教材共9部;近5年來，以作者身份發表SCI高水準論文多篇，主持、省部級縱向科研基金專案6項，其中與本書相關的支撐專案有國家社會科學基金一般專案“聯盟區塊鏈在互聯網醫院治理中的應用研究”(編號:20BGL218)、教育部人文社會科學研究規劃青年基金專案“基 于區塊鏈的醫療糾紛治理研究與實現”(編號: 19C10590013)、中國博士後科學基金項目“深圳市區級衛生資訊平臺的集約化建設與協力廠商監管模式研究”(編號: 2016M602370)、廣東省哲學社會科學規劃專案(編號: GD18CGL12)等。