全新以太坊技术详解与实战闫莺,郑凯,郭众鑫 编著9787111595113

前言
1章以太坊：新一代的区块链平台1
1.1理解区块链2
1.2以太坊设计思路与特色技术4
1.3应用场景8
1.4去中心化应用DApp10
1.4.1DApp的优势10
1.4.2DApp实例11
1.5以太坊的主流开源项目13
1.6本书的组织结构14
2章以太坊架构和组成15
2.1以太坊整体架构15
2.2区块16
.账户18
..1外部账户19
..2合约账户20
..私钥和公钥20
..4钱包22
2.4数据结构与存储24
2.4.1数据组织形式24
2.4.2状态树29
2.4.3交易树29
2.4.4收据树29
2.4.5数据库支持——LevelDB30
2.5共识机制30
2.5.1PW3
2.5.2PoS34
2.6以太币36
2.7交易41
2.7.1交易费用41
2.7.2交易内容43
2.7.3一个交易在以太坊中的“旅程”45
2.8数据编码与压缩51
2.9以太坊客户端和API52
2.10以太坊域名服务57
2.11本章小结58
3章不同类型的以太坊区块链及其部署59
3.1区块链类型59
3.1.1公有链60
3.1.2联盟链61
3.1.3私有链66
3.2安装和部署以太坊67
3.2.1安装以太坊客户端67
3.2.2部署以太坊联盟链70
3.3如何在Azure上挖矿81
3.3.1部署虚拟机81
3.3.2安装GPU驱动82
3.3.3安装挖矿工具包83
3.3.4加入矿池83
3.3.5GPU挖矿收益权衡83
3.4本章小结84
4章智能合约与以太坊虚拟机86
4.1智能合约86
4.1.1智能合约的操作89
4.1.2存储方式90
4.1.3指令集和消息调用92
4.1.4日志93
4.2Solidity语言93
4.2.1结构93
4.2.2变量类型94
4..内置单位、全局变量和函数100
4.2.4控制结构语句101
4.2.5函数103
4.2.6constant函数和fallback函数105
4.2.7函数修改器106
4.2.8异常处理107
4.2.9事件和日志109
4.2.10智能合约的继承110
4.3本章小结112
5章编写和部署智能合约113
5.1智能合约工具113
5.2Solidity集成开发工具Remix115
5.2.1Remix界面115
5.2.2初探Remix调试117
5..使用Remix调试智能合约的多种调用方式120
5.3Truffle126
5.3.1Truffle安装126
5.3.2创建128
5.3.3编译129
5.3.4部署129
5.3.5测试132
5.3.6配置文件133
5.4如何保智能合约的安全可靠134
5.4.1常见的安全陷阱135
5.4.2智能合约开发建议140
5.5本章小结141
6章智能合约案例详解143
6.1投票143
6.2拍卖和盲拍153
6.2.1公开拍卖153
6.2.2盲拍156
6.3状态机161
6.4权限控制163
6.5本章小结166
7章以太坊上数字资产的发行和流通167
7.1以太坊上的数字资产定义167
7.2发行和流通168
7.3ERC20代币合约标准168
7.3.1标准定义169
7.3.2ERC20标准接口169
7.3.3现有ERC20标准代币171
7.4ERC721代币合约标准174
7.4.1标准定义174
7.4.2CryptoKittiesDApp175
7.5本章小结177
8章以太坊数据查询与分析工具178
8.1以太坊浏览器Etherscan178
8.1.1Etherscan的基本功能179
8.1.2功能190
8.1.3API193
8.1.4ENS域名查询194
8.2ETHERL95
8.2.1同步管理器197
8.2.2处理程序链197
8..持久化框架198
8.2.4开发者接口198
8.2.5实现199
8.3本章小结199
9章以太坊能优化201
9.1分片技术201
9.2雷电网络205
9.3Casper——下一代以太坊共识协议208
9.4本章小结210
10章隐私保护和数据安全211
10.1区块链的隐私问题212
10.1.1“化名”与“匿名”212
10.1.2去匿名攻击：交易表分析212
10.2零钞：基于zkSNARK的混币池214
10.2.1零知识明214
10.2.2零钞的运行原理215
10.3Hawk：保护合约数据私密216
10.4Coco框架218
10.4.1TEE环境简介219
10.4.2Coco框架的运行原理219
10.5以太坊隐私保护技术路线：BabyZoE221
10.6总结与展望2
10.6.1隐私方案总结2
10.6.2隐私技术展望2
后记225

闫莺（博士），微软亚洲研究院主管研究员，区块链领域负责人，微软Coco区块链平台中国负责人。中国软件协会区块链创业学院及区块链专委会专家、中国学会区块链专家委员。专注于区块链技术、大数据分析、数据库以及云计算的研究。在区块链领域获得多项靠前，并在数据库和云计算领域靠前会议和期刊30余篇。参与翻译《区块链项目开发指南》。
郑凯（博士），科技大学教授，博士生导师，澳大利亚昆士兰大学计算机科学博士。主要研究领域为区块链数据管理，以及时空数据挖掘、不确定数据库、内存数据库、图数据库等。在数据库、数据挖掘等领域的重要会议和期刊发表100余篇，被累计引用1500余次。2013年获澳大利亚很好青年，2015年获数据库会议CE奖。担任数据库领域知名靠前会议的程序和联合执行，靠前SCI期刊客座编委，以及数十个靠前会议的程序委员。
郭众鑫，微软亚洲研究院研发，微软Coco区块链平台核心开发者。专注于区块链技术、大数据分析、分布式系统等方面的研究和开发。

Preface?前    言为什么要写这本书随着区块链技术近两年迅速“走红”，身边越来越多的朋友想了解区块链技术及其应用场景。2017年一整年，笔者也在各种峰会上做过很多次区块链的演讲，约80%会议的听众是入门级别的，每次演讲完，都会有听众询问如何快速学习区块链技术。每当有新的学生加入我们的实习生团队时，他们也会问笔者如何快速入门。通常笔者会回答他们“从以太坊白皮书、皮看起”。但是，真正能帮他们厘清这个技术的背景、原理、关键知识点和实战要领的资料尚未系统化。为此，笔者也写过一些讲义以帮大家理解，但是仍难以做到全面和系统。从那时起笔者就萌生了编写一本系统深入的区块链书籍的想法。但是由于工作繁忙，一直没有付诸行动。    随着区块链的升温，想了解该技术的朋友持续增多。每天笔者的、信箱都会有来自同事、朋友的信息，他们都在咨询如何学习区块链。于是，笔者觉得是时候写一本探索技术、指导开发的书了。    为什么选择以太坊呢？首先，它是区块链2.0的代表。其实“区块链”这个词脱离比特币（区块链1.0）而单独被各行业重视与以太坊的产生分不开。以太坊是个通用的区块链平台，换句话说，用户可以定义在区块链上运行什么和记录什么。以太坊的公有链已经运行两年多，整个社区不断修补出现的问题，积极寻求优化的途径。尽管它不是完美的，但它是目前经得起时间和应用验的的系统。很多区块链项目都或多或少受到以太坊的启发。因此，系统学习以太坊可认为学统打下好的基础。其次，以太坊社区的建设比较完善和活跃，各个版本的代码质量较高，开发工具相对完善，应用也有一定规模，这使得大家易于上手学习。再次，笔者团队的工作也是以以太坊为主。比如笔者团队在开发微软的Coco区块链平台时，就以集成和优化以太坊为coco版本的目标。通过项目开发，笔者更加熟悉以太坊源码，这样也自然使得本书更加具体化。笔者曾在2017年翻译了《区块链项目开发指南》一书，该书介绍了以太坊开发相关知识，特点是覆盖面比较广，而本书会在深度上下工夫。因此，读者可以“搭配”着学习。    本书将展现给读者一个系统、全面的以太坊知识体系，以通俗易懂的语言结合直观的图示介绍每一个原理和工作流程，相信读者通过本书的学习可轻松快速地入门以太坊开发。    本书特色首先，为了知识结构的凝聚，本书没有泛泛而谈整个区块链，而是更加专注于以太坊公有链本身的技术。通过阅读本书，读者可以全面、深入地了解以太坊的顶层设计、实现原理、重要模块的技术细节，以及智能合约的编写与部署等重要概念和技术。这是本书与目前介绍区块链相关技术的书籍优选的不同。    其次，从技术深度上讲，本书所涉及的内容具有很好的层次，既涵盖初学者所需的基本概念，也包括以太坊DApp开发感兴趣的编程指南和代码解析，此外对以太坊在能和安全方面所尝试的改进技术进行了前瞻介绍，以供资深和研究人员参考、探讨。    再次，本书不仅介绍以太坊本身技术细节，还加入笔者在开发中的经验和技巧。比如在部署以太坊的时候可以手工操作，也可以用脚本在“云”上操作，其中脚本也分享给大家借鉴。    ，本书的文字力求简洁、朴实且准确，可读较强。    读者对象区块链开发初学者区块链应用架构师开发应用架构师区块链产品经理对区块链技术感兴趣的人员如何阅读本书本书分为10章，下图比较清晰地展示了各章的主题。    章从区块链背景知识讲起，包括区块链基本原理及应用，使得初学者和开发者都能对区块链有整体了解。然后引出为什么需要以太坊以及以太坊的基本知识，这为后面章节的阅读提供整体形象的铺垫。    第2章介绍以太坊的组成、关键概念和技术。本章比较重要，其后介绍的内容都将以本章的概念为基础。因此，必须仔细阅读。    第3章介绍不同区块链网络类型，以及如何部署不同类型的区块链。建议读者在阅读本章时也能同时跟着书中介绍的部署步骤进行操作，以更好地理解以太坊网络。根据实际经验，本章将介绍一些部署的窍门及脚本样例，相信一定能为大家的学习提供帮。    第4章介绍智能合约和以太坊虚拟机的原理。了解该原理，可为接下来第5章学习开发智能合约打好基础。    第5章和第6章详细地介绍具体编写智能合约的方法以及案例详解。建议读者在阅读这两章时能同步操作，一起编写、编译、部署合约，达到的学习效率和理解深度。    第7章介绍以太坊上数字资产定义的原理和方法，其中包括近期火爆的CryptoKitties（养猫游戏）的ERC 721代币合约标准的介绍。到这里为止，读者可以开始编写自己的以太坊应用了。    第8章将进一步对查看、分析以太坊公有链数据的工具和方法进行介绍。    第9章和0章探讨区块链和以太坊的前沿技术。这两章会对以太坊在能优化和隐私保护方面的技术进行介绍和讨论。这些技术尚处于比较初级的阶段，读者可以一边阅读一边思考，并提出自己的想法和建议。    勘误和支持由于笔者的水平和时间有限，加之以太坊技术更新迭代快，书中难免存在一些不准