前言
版序言
版前言
理论篇
章区块链的诞生2
1.1记账科技的千年演化2
1.2分布式记账与区块链7
1.3集大成者——比特币10
1.4区块链的商业价值12
1.5本章小结14
第2章核心技术概览15
2.1定义与原理15
2.2技术的演化与分类17
2.3关键问题和挑战19
2.4趋势与展望23
2.5认识上的误区26
2.6本章小结27
第3章典型应用场景28
3.1应用场景概览28
3.2金融服务29
3.2.1数字货币30
3.2.2支付清结算业务31
3.2.3证券交易后处理34
3.2.4供应链金融35
3.2.5税收服务36
3.2.6众筹管理37
3.3征信管理38
3.4权属管理与溯源39
3.4.1存证39
3.4.2溯源41
3.4.3数据管理42
3.5资源共享42
3.6物流与供应链44
3.7物联网45
3.8其他场景46
3.9本章小结48
第4章分布式系统核心技术49
4.1一致性问题49
4.2共识算法52
4.3FLP不可能原理54
4.4CAP原理56
4.4.1定义56
4.4.2应用场景56
4.5ACID原则与多阶段提交57
4.6Paxos算法与Raft算法58
4.6.1Paxos算法58
4.6.2Raft算法61
4.7拜占庭问题与算法61
4.8可靠性指标65
4.9本章小结66
第5章密码学与安全技术67
5.1密码学简史67
5.2Hash算法与数字摘要68
5.3加解密算法70
5.4消息认证码与数字签名75
5.4.1消息认证码76
5.4.2数字签名76
5.4.3安全性77
5.5数字证书77
5.6PKI体系80
5.7树结构83
5.8布隆过滤器84
5.9同态加密85
5.10其他技术86
5.11本章小结89
第6章比特币——初露锋芒的区块链90
6.1比特币项目简介90
6.2工作原理94
6.2.1基本交易过程94
6.2.2重要概念95
6.2.3创新设计98
6.3挖矿过程99
6.4共识机制100
6.5闪电网络102
6.6侧链103
6.7热门问题105
6.8相关工具108
6.9本章小结109
第7章以太坊——挣脱加密货币的枷锁110
7.1以太坊项目简介110
7.2核心概念112
7.3主要设计114
7.4相关工具115
7.5安装客户端117
7.6使用智能合约118
7.6.1搭建测试用区块链118
7.6.2创建和编译智能合约119
7.6.3部署智能合约120
7.6.4调用智能合约121
7.7智能合约案例121
7.7.1智能合约代码121
7.7.2代码解析123
7.8本章小结125
第8章超级账本————面向企业的分布式账本126
8.1超级账本项目简介126
8.2社区组织结构128
8.3很好项目介绍129
8.4开发协作工具134
8.5贡献代码136
8.6本章小结139
实践篇
第9章Fabric安装与部署142
9.1简介142
9.2本地编译组件143
9.2.1环境配置144
9.2.2获取代码145
9.2.3编译安装Peer组件145
9.2.4编译安装Orderer组件145
9.2.5编译安装FabricCA组件146
9.2.6编译安装配置辅助工具146
9.2.7安装Protobuf支持和Go语言相关工具146
9.2.8示例配置147
9.3容器方式获取147
9.3.1安装Docker服务147
9.3.2安装docker-compose147
9.3.3获取Docker镜像148
9.3.4镜像Dockerfile150
9.4用本地方式启动Fabric网络154
9.4.1规划初始网络拓扑155
9.4.2准备启动配置文件156
9.4.3启动排序节点163
9.4.4启动Peer节点165
9.4.5创建通道166
9.4.6加入通道166
9.4.7更新锚节点配置167
9.5用容器方式启动Fabric网络167
9.6本章小结169
0章管理Fabric网络170
10.1简介170
10.2使用通道170
10.3管理节点184
10.4管理链上代码186
10.5监听网络事件202
10.6自动发现网络信息205
10.6.1主要功能205
10.6.2全局参数205
10.6.3子命令205
10.7使用运维服务210
10.8如何升级网络版本213
10.8.1能力类型213
10.8.2推荐升级步骤214
10.9使用SDK216
10.10注意事项与最佳实践217
10.11本章小结219
1章智能合约的开发220
11.1简介220
11.2链码的概念与结构221
11.2.1Chaincode接口222
11.2.2链码结构222
11.3链码开发API223
11.3.1账本状态交互API223
11.3.2交易信息API225
11.3.3参数读取API226
11.3.4私密数据API226
11.3.5其他API227
11.4应用开发案例一：转账228
11.5应用开发案例二：资产权属管理231
11.6应用开发案例三：调用其他链码240
11.7应用开发案例四：发送事件241
11.8应用开发案例五：基于属性的权限控制242
11.9应用开发案例六：私密数据243
11.10使用外部链码248
11.10.1外部链码构建器结构248
11.10.2链码安装包结构251
11.10.3配置Peer节点调用外部链码252
11.10.4外部链码编写示例252
11.11最佳开发实践253
11.12本章小结257
2章Fabric配置解析258
12.1简介258
12.2Peer配置剖析259
12.2.1peer部分259
12.2.2vm部分266
12.2.3chaincode部分267
12.2.4ledger部分267
12.2.5operations部分268
12.2.6metrics部分268
12.3Orderer配置剖析269
12.4生成组织身份272
12.5通道配置文件277
12.6管理通道配置284
12.7转换网络配置294
12.8本章小结298
3章身份证书管理299
13.1简介299
13.2安装服务端和客户端300
13.2.1本地编译300
13.2.2获取和使用Docker镜像301
13.3启动CA服务302
13.4服务端命令剖析304
13.4.1全局命令参数304
13.4.2init命令307
13.4.3start命令307
13.5服务端RESTfulAPI307
13.6服务端配置文件解析310
13.7与服务端进行交互316
13.8客户端命令剖析317
13.8.1全局命令参数318
13.8.2affiliation命令320
13.8.3enroll命令320
13.8.4gencrl命令321
13.8.5gencsr命令322
13.8.6getcacert和getcainfo命令322
13.8.7identity命令322
13.8.8reenroll命令322
13.8.9register命令323
13.8.10revoke命令323
13.9客户端配置文件解析324
13.10生产环境部署325
13.11本章小结327
进阶篇
4章Fabric架构与设计330
14.1整体架构概览330
14.2核心概念与组件333
14.2.1网络层相关组件334
14.2.2共识机制相关组件337
14.2.3权限管理相关组件338
14.2.4业务层相关组件339
14.3消息协议345
14.3.1消息结构345
14.3.2客户端访问Peer节点346
14.3.3客户端、Peer节点访问Orderer348
14.3.4链码和Peer节点交互348
14.3.5Peer节点之间Gossip交互349
14.4权限策略和访问控制352
14.4.1应用场景353
14.4.2身份证书354
14.4.3身份集合354
14.4.4权限策略的实现355
14.4.5通道策略359
14.4.6通道访问控制360
14.4.7背书策略362
14.4.8基于证书属性的链码访问控制364
14.4.9实例化策略365
14.5隐私保护365
14.5.1通道机制365
14.5.2私密数据库366
14.5.3加密保护368
14.6用户链码369
14.6.1基本结构369
14.6.2链码与Peer的交互过程370
14.6.3Peer侧处理372
14.6.4链码侧处理373
14.7系统链码375
14.7.1配置系统链码375
14.7.2查询系统链码376
14.7.3背书系统链码376
14.7.4验证系统链码377
14.7.5传统生命周期系统链码377
14.7.6新的生命周期系统链码378
14.8排序服务379
14.8.1gRPC服务接口380
14.8.2账本管理380
14.8.3共识插件383
14.9本章小结386
5章FabricPeer实现剖析387
15.1节点启动387
15.2加入通道399
15.2.1解析和校验请求399
15.2.2创建本地账本结构401
15.2.3创建通道结构402
15.2.4启动Gossip服务404
15.2.5注册通道结构到全局字典410
15.3Gossip过程411
15.3.1整体流程411
15.3.2初始化配置412
15.3.3初始化和启动Gossip服务413
15.4链码启动和初始化419
15.4.1整体流程419
15.4.2编译和启动链码421
15.4.3初始化链码426
15.4.4处理链码消息426
15.5背书处理430
15.5.1检查和校验提案431
15.5.2模拟执行链码调用431
15.5.3对结果背书并返回结果433
15.6提交交易结果434
15.6.1整体流程436
15.6.2提交前准备437
15.6.3提交过程440
15.6.4提交后处理449
15.6.5总结本地账本结构449
15.7本章小结451
6章FabricOrderer实现剖析452
16.1核心工作过程452
16.1.1工作原理452
16.1.2核心共识过程453
16.1.3分块决策455
16.2排序服务启动455
16.3Broadcast调用466
16.3.1整体流程466
16.3.2解析消息468
16.3.3处理普通交易消息469
16.3.4处理配置交易消息472
16.4构造本地区块475
16.4.1整体流程475
16.4.2成为Leader后的处理477
16.4.3成为Follower后的处理477
16.4.4主共识循环478
16.4.5请求应答协程逻辑483
16.5Deliver调用484
16.5.1整体流程485
16.5.2解析消息488
16.5.3检查访问权限489
16.5.4计算区块范围489
16.5.5发送区块490
16.5.6返回响应490
16.6本章小结490
7章区块链服务平台491
17.1简介491
17.2IBM区块链服务492
17.3甲骨文区块链服务493
17.4腾讯云区块链服务平台494
17.5阿里云区块链服务平台495
17.6百度超级链服务平台497
17.7纸贵科技Z-BaaS区块链服务平台499
17.8超级账本Cello项目500
17.9本章小结502
附录
附录A术语504
附录B常见问题508
附录C参考资源链接511
“科技怎样才能更好地为人类服务？”相信无数科技从业者都曾思考过这个问题。 从钻木取火、冶铁农耕，到跨海贸易、探索星空，科技领域的每一项进步都或早或晚地推动着文明之舟不断前行，改变着人们对世界的认知。有趣的是，科技创新在诞生之初，往往不被认可。汽车发明后，英国曾规定其在市内时速不得超过2英里；电力刚出现时，曾被认为危险而毫无用处……但从来没有一项新事物像区块链这样，引发的争议如此激烈而混乱，产生的影响如此全面且深远。 经过数次大起大落的洗礼，人们再次认识到，事物发展的一般规律并不因个人意志而改变—区块链也必然遵循从小到大、从带前提的行业联盟到更开放的商业网络这一路径成长与发展。在此过程中，来自开源界和业界的贡献将起到决定性的作用。 作为先进的企业级开源区块链项目，账本Fabric发布了2.X版本。该版本增强了性能和稳定性，引入了不少新特性，其中有来自企业的生产实践反馈，也有来自学术界和开源界的*研究成果。毫无疑问，这是对账本社区四周年的*献礼！ 为了更好地介绍区块链领域的*进展，呈现账本*版本的设计原理和实现细节，本书第2版对内容进行了全面更新，并重点增加了对账本Fabric项目的设计和实现的深度剖析。希望可以帮助读者深入理解企业区块链的设计思路和具体实现方案，掌握应用和管理区块链网络的*实践技巧。 本书在结构上分为三篇：理论篇包括第1～8章，讲解区块链相关的理论知识；实践篇包括第9～13章，讲解区块链的应用实践技巧；进阶篇包括第14～17章，剖析账本Fabric项目*版本的设计和实现细节。读者可以循序渐进地学习，亦可重点阅读。 在编写本书的过程中，得到了业界同仁的不少建议和反馈。IBM、腾讯、阿里巴巴、百度等团队帮忙提供了其区块链产品相关信息。在此表示万分感谢！ 未来已来，信息不息！希望本书能为推动区块链行业的进步和开源文化的普及做出微薄的贡献！ 作者 2020年5月于硅谷
本书由不错账本核心设计和开发者撰写，由浅入深，详细讲解区块链原理，以及不错账本Fabric架构设计，深入源代码，剖析了Fabric的重要功能与流程，是区块链开发落地的专业指南。
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