区块链技术基础、平台和应用手册

图书信息

作者：(澳)苏什米塔·鲁吉,(澳)萨利尔·S.卡内尔,(意)毛罗·康蒂主编编张小苗等译译

出版社：国防工业出版社

定价：298.00

ISBN：9787118138665

出版时间：2025-09-01

分类：图书,行业职业,计算机,图形图像

商品介绍

目录

第一篇构建区块/

第1章关于区块链共识的10个误解/

1.1导言

1.2共识和Proof-of-的背景知识

1.3误解#1：Proof-of-解决共识

1.4误解#2：共识是局域网中区块链的瓶颈

1.5误解#3：共识是广域网分布式账本的瓶颈

1.6误解#4：CFT共识容忍拜占庭式错误

1.7误解#5：带有签名和哈希的区块链是安全的

1.8误解#6：具有BFT共识的CFT区块链变为BFT

1.9误解#7：BFT共识需要线性消息复杂度

1.10误解#8：重新配置共识参与者很容易

1.11误解#9：区块链性能不受密码学

1.12误解#10：区块链需要解决经典共识问题

1.13结束语

1.13.1相关工作

1.13.2小结

参考文献

第2章密码原语/

2.1区块链中的核心密码学原语

2.1.1哈希函数

2.1.2签名方案

2.1.3加密方案

2.1.4累加器

2.1.5承诺方案

2.1.6秘密共享

2.1.7多方计算

2.1.8零知识证明

2.2区块链中的联合密码原语

2.2.1可验证随机函数

2.2.2可验证延迟函数

2.2.3伪随机函数

2.2.4无感知随机访问机

2.2.5无感知传输

2.2.6访问控制加密

2.2.7基于身份的加密

2.2.8增量密码学

2.2.9轻量密码学

2.2.10白盒密码学

2.2.11阈值密码学

2.2.12后量子密码学

2.3结束语

参考文献

第二篇主流区块链/

第3章比特币：安全和隐私/

3.1导言

3.2比特币系统概述

3.2.1交易和区块

3.2.2工作量证明

3.2.3区块链技术

3.2.4地址

3.2.5脚本

3.3比特币系统的安全威胁及对策

3.3.1双重支付攻击

3.3.2矿池攻击

3.3.3比特币网络攻击

3.3.4客户端攻击

3.4隐私问题及对策

3.4.1比特币系统中的隐私问题

3.4.2比特币系统中地址隐私问题的解决方案

3.5结束语

参考文献

第4章以太坊：实现和安全/

4.1以太坊简介

4.2以太坊平台概述

4.2.1区块链和交易

4.2.2挖矿和共识算法

4.2.3智能合约

4.2.4数据

4.2.5函数

4.2.6资源

4.2.7代币

4.2.8以太坊虚拟机

4.3漏洞和已知攻击

4.3.1区块链

4.3.2智能合约和账户

4.3.3共识算法

4.3.4以太坊虚拟机

4.4结束语

参考文献

第5章用于隐私保护区块链的未来环签名保密交易协议/

5.1导言

5.1.1比特币隐私问题与挑战

5.1.2门罗币

5.2RingCT 3.0：一种可扩展且高效的RingCT协议

5.2.1RingCT的安全模型

5.2.2基本构造

5.2.3高效构建

5.3MatRiCT：少有实用的后量子RingCT协议

5.3.1MatRiCT综述

5.3.2MatRiCT的算法描述

5.4MatRiCT+：更高效的后量子RingCT

参考文献

第6章Algorand区块链/

6.1导言

6.2Algorand概述

6.3Algorand假设

6.4加密抽签

6.5BA协议★

6.6部署

6.6.1区块和交易格式

6.6.2引导加载

6.6.3通信

6.6.4可扩展性

6.7安全讨论

6.7.1无利害攻击

6.7.2研磨攻击

6.7.3长程攻击

6.8应用案例

6.9结束语

参考文献

第7章Tendermint/

7.1引言

7.2Tendermint区块链平台

7.3Tendermint区块链共识程序

7.4区块链共识的算法视角

7.5未来方向

7.6结束语

参考文献

第三篇安全性和可扩展性/

第8章委托权益证明钱包和权益池的安全性/

8.1导言

8.1.1区块链数据结构

8.1.2区块结构

8.1.3理想区块链的特性

8.2安全性考量

8.3权益证明模型

8.4对权益证明共识的攻击

8.4.1与工作量证明（PoW）的相似之处：51%攻击和

女巫攻击

8.4.2研磨攻击

8.4.3无利害关系攻击

8.4.4长程攻击

8.5通用PoS钱包

8.5.1基本要求

8.5.2账户的地址属性

8.5.3支付交易

8.5.4权益池注册

8.5.5质押委托

8.5.6PoS协议参与

8.5.7钱包操作模式

8.6地址可塑性

8.6.1攻击者和攻击模型

8.6.2可塑性攻击的分类

8.7存在权益池时的安全性

8.7.1恶意质押份额的理论

8.7.2权益池PoS的安全性

8.8结束语

参考文献

第9章区块链扩容的第二层解决方案/

9.1导言

9.2可扩展性三难困境

9.3导致区块链可扩展性下降的因素

9.4区块链的扩容解决方案

9.5链下扩容

9.5.1通道

9.5.2侧链

9.5.3承诺链

9.6结束语

参考文献

第10章非法区块链内容：形态、后果和补救措施/

10.1导言

10.2区块链内容的分布及其后果

10.2.1区块链内容的分发路径及其技术后果

10.2.2对潜在法律后果的考虑

10.3内容插入方法

10.3.1非金融区块链数据的低级插入

10.3.2内容插入服务

10.4定量分析与定性分析

10.4.1方法论

10.4.2低级内容插入

10.4.3基于服务的内容插入

10.5减少不必要的区块链内容插入

10.5.1过滤不良内容的能力

10.5.2经济手段遏制内容发布

10.5.3密码学承诺保障交易的良性

10.5.4替代区块链模型

10.6在不改变共识的情况下删除区块链数据

10.6.1本地擦除不需要的内容

10.6.2比特币兼容的区块裁剪

10.7事后编辑不需要的区块链内容

10.7.1密码学可编辑的区块链

10.7.2在无许可的环境中基于投票的编辑

10.7.3增强隐私的编辑

10.8讨论与未来研究方向

10.9结束语

参考文献

第11章基于区块链的分布式和安全的数字取证调查系统/

11.1导言

11.2数字取证和区块链技术概述

11.2.1数字取证

11.2.2区块链技术

11.3基于区块链的数字取证技术

11.3.1基于区块链的数字取证架构

11.3.2近期新技术提案

11.3.3复杂查询

11.4讨论与未来研究方向

11.5结论

参考文献

第四篇应用/

第12章使用区块链的供应链管理/

12.1导言

12.2区块链适用性分析

12.3多方集成

12.3.1需求

12.3.2方案设计

12.3.3属性分析

12.4供应链物品追踪

12.4.1区块链注册表

12.4.2注册表架构

12.4.3模型驱动的注册表开发

12.5数字-物理链接

12.5.1捕获物品物理属性的技术

12.5.2数字与物理系统链接的高级架构设计

12.5.3属性分析

12.6业务流程管理

12.6.1链上流程管理技术

12.6.2高级议题

12.7小结

参考文献

第13章区块链技术在电子政务领域的应用/

13.1电子政务中的区块链技术简介

13.2印度理工学院坎普尔分校国家区块链项目研究工作

13.2.1公民的自主数字身份

13.2.2土地登记

13.2.3医疗健康应用

13.2.4区块链技术在供应链中的应用

13.3印度其他基于区块链的电子政务尝试

13.4结论与未来工作

参考文献

第14章区块链与智慧城市的融合：机遇、安全与未来研究/

14.1导言

14.2应用领域

14.2.1智能建筑

14.2.2智能电网

14.2.3电子政务

14.2.4智能交通

14.2.5智能医疗

14.2.6环境保护

14.3安全问题

14.3.1智慧城市中的安全与隐私问题

14.3.2智慧城市的安全属性

14.3.3利用区块链技术保护智慧城市

14.4结束语

参考文献

第15章去中心化身份管理和区块链：设计模式和架构/

15.1导言

15.2身份管理的演进

15.2.1什么是数字身份

15.2.2身份模型的演进

15.2.3自主数字身份模型

15.3数字身份及相关标准

15.3.1去中心化标识符

15.3.2WebID

15.3.3可验证凭证

15.3.4X.509和PGP

15.4区块链技术在自主数字身份系统中的应用

15.4.1区块链技术在SSI中的作用

15.4.2现有的基于区块链的SSI系统

15.4.3非区块链技术解决方案

15.5SSI生命周期与设计模式

15.5.1SSI对象及其生命周期

15.5.2SSI设计模式

15.6面向服务的SSI参考体系架构方案

15.7结束语

参考文献

第16章从集中式到去中心化的远程电子投票/

16.1导言

16.2远程电子投票基本原理

16.2.1构建REV体系结构的基本模块

16.2.2PBB的架构模型

16.2.3协议要求

16.2.4通用系统要求

16.3密码学原语和假设

16.3.1Elgamal公钥密码体制

16.3.2ElGamal中的消息编码

16.3.3困难问题与后量子安全

16.4REV方法概述

16.4.1加密与签名方法

16.4.2双机构方法

16.4.3同态加密方法

16.4.4混合网络方法

16.4.5方法论述

16.5去中心化REV系统的研究方向

16.5.1集中式REV系统

16.5.2去中心化Rev系统

16.5.3开放性问题和挑战

16.6综合考虑

参考文献

第17章区块链技术加速工业4.0/

17.1导言

17.2区块链技术在工业中的预期效益

17.2.1增加透明度

17.2.2去中心化可追溯制

17.2.3协作

17.2.4可信的自动化

17.2.5区块链促进数字化

17.3工业区块链的挑战与设计空间

17.3.1对区块链基础设施的控制

17.3.2访问区块链数据

17.3.3用于大量工业数据的可扩展区块链

17.3.4区块链业务功能的效率

17.4区块链技术在工业领域中的应用

17.4.1制造业

17.4.2木材工业

17.4.3石油工业

17.4.4能源工业

17.4.5粮食供应

17.4.6物流

17.4.7废物管理

17.4.8保险业

17.4.9宝石挖矿

17.5区块链技术在工业4.0中的应用：全局视角

17.5.1评估区块链对工业4.0的益处

17.5.2区块链赋能工业4.0面临的开放性挑战

17.6结束语

参考文献

第18章区块链用于健康数据管理/

18.1导言

18.2智能电子健康架构

18.2.1概述

18.2.2系统

18.3电子健康区块链

18.3.1交易

18.3.2医疗记录智能合约（MRSC）

18.3.3数据共享智能合约（DSSC）

18.4使用智能合约的EMRs存储和数据共享框架

18.4.1使用MRSC的EMR存储

18.4.2使用DSSC的数据共享

18.5基于区块链的健康数据管理案例研究

18.5.1系统设置

18.5.2结果与评估

18.6结束语

参考文献

ⅩⅧⅩⅦ第19章通过区块链支持安全可信制造/

19.1导言

19.2背景

19.2.1分析日志以检测异常

19.2.2数字孪生

19.3使用区块链在制造业中强化安全性和信任

19.3.1使用区块链确保制造业的安全

19.3.2使用区块链的可信数字孪生

19.4结束语

参考文献

第20章区块链技术在数据共享中的应用/

20.1导言

20.2数据驱动应用程序的特征和要求

20.3术语和数据共享模式

20.4新兴应用中的数据共享

20.5区块链及其能力

20.5.1加密数字签名

20.5.2分布式账本

20.5.3共识算法

20.5.4去中心化计算

20.6使用区块链进行可信数据共享

20.7使用区块链实现点对点数据共享

20.8基于区块链的数据市场促进数据经济

20.9使用区块链保护隐私

20.10关于使用区块链数据的防篡改和安全数据存储的说明

20.11机遇与设计挑战

20.11.1大数据和区块链

20.11.2链上数据计算

20.11.3数据质量及评级

20.11.4引导多方参与的数据驱动应用程序

20.11.5法律标准的异质性

20.11.6实时数据共享

20.11.7数据所有权

20.11.8账本数据删除

20.12小结

参考文献

内容简介

本书共分为四个部分，精选了区块链基础技术、安全分析、平台和应用等内容。首先介绍了分布式计算和密码学等基本构建模块，包括构成区块链协议基本骨干的共识算法、哈希函数等各种密码学工具、零知识协议等高级密码学技术。然后介绍了流行的区块链设计和平台，包括比特币、以太坊、门罗币、Tendermint和Algorand等平移台架构。接着讨论了可扩展性和安全性等各种重要问题，对安全设计挑战、安全漏洞进行了分析。最后讨论了区块链的各种应用，包括供应链、身份和凭证管理、物联网（IoT）、数据共享、电子投票、电子治理、电子健康、智慧城市和工业4.0等领域。