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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限制
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 无感随机访问机
2.2.5 无感传输
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 白金密码学
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 挖矿攻击
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
5.2 RingCT 3.0：一种可扩展且高效的 RingCT 协议
5.2.1 RingCT 的安全模型
5.2.2 基本构造
5.2.3 高效构建
5.3 MatRICT：首个实用的后量子 RingCT 协议
5.3.1 MatRICT 综述
5.3.2 MatRICT 的算法描述
5.4 MatRICT：更高效的后量子 RingCT
参考文献
第 6 章 Algorand 区块链
6.1 导言
6.2 Algorand 概述
6.3 Algorand 假设
6.4 加密抽签
6.5 BA 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 导言
7.2 Tendermint 区块链平台
7.3 Tendermint 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 权益注册
8.5.5 质押委托
8.5.6 PoS 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限制
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 密码学承诺模型变体的良性
10.5.4 替代区块链体系
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 无密码可编辑的区块链
10.7.2 在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
。。。。。。。。。。。。。。
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译者序
当区块链的分布式存储理念与中华文明千年智慧碰撞，产生了惊人的技术共鸣。唐代诗人白居易践行 “世间富贵应无分，身后文章合有名” 的存世哲学，首创将诗集分存五地的分布式存储实践；《孙子兵法》“难知如阴，动如雷震” 的军事智慧，在区块链加密体系中重焕生机；宋代 “字验” 密码将密钥藏于五言律诗，如同现代非对称加密算法中的公私钥体系，皆追求 “表里俱澄澈” 的可验证透明；杨万里笔下 “万山不许一溪奔” 的困境，恰似传统中心化系统的信任壁垒，而区块链技术构建的分布式信任网络，让数据要素得以如 “堂堂溪水出前村” 般突破阻碍、共享流动。
当区块链遇到数字时代，它不再是冰冷的技术代码，而是成为连接过去与未来的桥梁。区块链技术以其不可篡改、透明可追溯的特点，为数字时代的信任机制提供了全新的解决方案。正如古代丝绸之路串联起东西方文明，区块链技术在数字时代构建了一个跨越国界、跨越组织的新型价值网络，让数据和信息在全球范围内自由流动的同时，确保了安全与可信。从比特币的诞生到智能合约的应用，区块链技术正在重塑金融、政务、医疗、教育等多个领域，推动人类社会向更加开放、透明、高效的方向迈进。
在全球数字经济步入价值互联网新时代，围绕数据这一新型生产资料重塑生产关系的技术革命浪潮中，《区块链技术 —— 基础、平台和应用手册》的引入正当其时。区块链技术凭借分布式账本的革命性架构，以强大的渗透力重塑数字信任体系，已从加密货币领域，发展成为支撑数字经济的核心基础设施。
全书架构设计极具学术匠心，共分为 4 篇、20 章：第一篇系统剖析密码学原语与共识算法内核；第二篇对比分析比特币、以太坊等主流平台的技术特性；第三篇探讨区块链的安全性和可扩展性问题；第四篇深入剖析供应链管理、电子政务、智慧城市、自主数字身份、远程电子投票、工业 4.0、电子健康数据管理、智能制造和数据共享 9 个垂直场景的落地范式。这部关于区块链技术的系统性著作，由国际顶尖学者联合撰写，他们来自亚欧美三大洲，拥有丰富的产学研经验，铸就了本书独特的 “技术深度 - 应用广度 - 战略高度” 三维价值体系。
本书的翻译出版离不开多方支持与协作，值此付梓之际，致以最诚挚的感谢：感谢中国电子科技集团公司第十研究所对译者出版的专项资助，为本书的翻译与学术传播提供了关键支持；感谢国防工业出版社对区块链技术著作引进的战略性布局，使国际前沿成果得以系统呈现；感谢中国电子科技集团公司第十研究所总部、第四事业部各位领导协调多方资源，保障翻译工作顺利推进。参与本书翻译校审工作的科技工作者还有万夕里、何嘉洪、罗艺、曹师齐、张杰、严雯、李锋、许乔、吴昊、李平、邓欣、孙嘉奇、秦靳等，在此向他们致以深切感激，这种协作精神，正是区块链技术所体现的分布式智慧。
本书既是工程实践的指南，也是学术研究的参考，在数字经济浪潮中搭建起理论与实践的桥梁。期待本译著成为连接国际前沿与中国实践的共识节点。当技术理性与产业智慧在书中交汇，我们坚信，区块链技术应用必将在数字中国的沃土上结出丰硕成果。
译者谨识2025 年 4 月于成都
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