本書共11章，以工程學(xué)視角為切入點(diǎn)，構(gòu)建了一套從基礎(chǔ)理論到實(shí)踐應(yīng)用、從技術(shù)本質(zhì)到產(chǎn)業(yè)價值的完整知識體系，系統(tǒng)闡釋了區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)、核心原理及其在數(shù)字經(jīng)濟(jì)中的支撐作用，內(nèi)容層層遞進(jìn)邏輯清晰。第1章從工程導(dǎo)論切入，介紹工程學(xué)概論、工程項(xiàng)目解決方案與工程倫理和工程師的職業(yè)道德為區(qū)塊鏈工程化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；第2章初探區(qū)塊鏈工程專業(yè)建設(shè)，明確培養(yǎng)目標(biāo)與課程體系；第3章至第5章回溯區(qū)塊鏈技術(shù)的起源與核心原理，介紹比特幣的興起、比特幣的工作原理并認(rèn)識區(qū)塊鏈；第6章至第8章介紹區(qū)塊鏈的系統(tǒng)架構(gòu)、區(qū)塊鏈技術(shù)，以及與區(qū)塊鏈相關(guān)的理論和技術(shù)；第9章探討區(qū)塊鏈技術(shù)與新一代信息技術(shù)的關(guān)系；第10章介紹區(qū)塊鏈應(yīng)用案例；第11章聚焦區(qū)塊鏈對數(shù)字經(jīng)濟(jì)的支撐，展望未來趨勢。本書既可作為高等院校區(qū)塊鏈工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子信息、工程管理等相關(guān)專業(yè)的教材，也適用于科研人員、工程技術(shù)人員及區(qū)塊鏈愛好者，幫助讀者全面掌握區(qū)塊鏈原理與技術(shù)，深入理解其與新一代信息技術(shù)融合的發(fā)展趨勢。
李飛，成都信息工程大學(xué)教授，2004年任成都信息工程大學(xué)信息安全工程學(xué)院（現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院）院長，2019年1月任四川成信資產(chǎn)經(jīng)營有限公司總經(jīng)理，2022年4月任成都信息工程大學(xué)區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)學(xué)院院長。主要從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息安全和物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)等方面的教學(xué)與科研工作。近5年，已在國內(nèi)外期刊發(fā)表論文30余篇；發(fā)明專利、實(shí)用新型專利和軟件著作權(quán)等30多項(xiàng)，其中關(guān)于汽車信息系統(tǒng)安全方面的發(fā)明專利23項(xiàng)；主持和承擔(dān)省部級以上項(xiàng)目5項(xiàng)，橫向科研項(xiàng)目十多項(xiàng)，獲得四川省科技進(jìn)步獎二等獎1項(xiàng)，四川省教學(xué)成果二等獎1項(xiàng)；主編教材2本。任國家網(wǎng)絡(luò)安全重大專項(xiàng)評審專家、四川省車聯(lián)網(wǎng)協(xié)會的副主任、成都信息網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)會的網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)專業(yè)委員會主任。
第1章 工程導(dǎo)論 1
1.1 工程學(xué)概論 2
1.1.1 工程的定義 2
1.1.2 工程學(xué)及其分支 2
1.1.3 工程學(xué)與社會的關(guān)系 4
1.1.4 工程設(shè)計(jì)的演化 5
1.2 工程項(xiàng)目解決方案 8
1.2.1 工程項(xiàng)目的開發(fā)過程 8
1.2.2 項(xiàng)目解決方案 10
1.2.3 需求分析 11
1.2.4 工程項(xiàng)目的開發(fā) 17
1.2.5 項(xiàng)目開發(fā)過程中的文檔 18
1.2.6 案例介紹 18
1.3 工程倫理和工程師的職業(yè)道德 20
1.3.1 工程倫理 20
1.3.2 工程師的職業(yè)道德 21
本章小結(jié) 22
練習(xí)與習(xí)題 23
第2章 區(qū)塊鏈工程專業(yè)建設(shè) 24
2.1 區(qū)塊鏈工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)要求 25
2.2 區(qū)塊鏈工程專業(yè)課程體系 26
2.3 區(qū)塊鏈人才分類 29
本章小結(jié) 30
練習(xí)與習(xí)題 30
第3章 比特幣的興起 31
3.1 支付方式的發(fā)展和貨幣的本質(zhì) 31
3.1.1 支付方式的發(fā)展 31
3.1.2 貨幣的本質(zhì) 33
3.2 比特幣的誕生背景 33
3.2.1 紙幣的風(fēng)險 33
3.2.2 比特幣的誕生 33
3.2.3 比特幣的特點(diǎn) 35
3.3 中心化和去中心化 35
3.4 區(qū)塊和區(qū)塊鏈 37
3.5 哈希算法 39
3.6 區(qū)塊鏈的支撐技術(shù) 40
本章小結(jié) 41
練習(xí)與習(xí)題 41
第4章 比特幣的工作原理 42
4.1 比特幣與比特幣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 42
4.1.1 認(rèn)識比特幣 42
4.1.2 比特幣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 43
4.2 礦工與挖礦 46
4.2.1 什么是礦工 46
4.2.2 什么是挖礦 47
4.3 比特幣區(qū)塊鏈分叉 48
4.4 比特幣錢包與地址 50
4.5 UTXO 52
4.5.1 UTXO的背景和意義 52
4.5.2 UTXO的原理 53
4.6 比特幣的現(xiàn)狀及未來發(fā)展 55
本章小結(jié) 56
練習(xí)與習(xí)題 56
第5章 認(rèn)識區(qū)塊鏈 58
5.1 區(qū)塊鏈的類型 58
5.1.1 公有鏈 58
5.1.2 私有鏈 59
5.1.3 聯(lián)盟鏈 60
5.2 區(qū)塊鏈與比特幣的關(guān)系 60
5.3 區(qū)塊鏈的共識機(jī)制 61
5.3.1 FLP定理和CAP理論 63
5.3.2 拜占庭問題 64
5.3.3 幾種常用的共識機(jī)制 65
5.3.4 幾種共識機(jī)制的比較 71
5.4 區(qū)塊鏈的影響 73
本章小結(jié) 74
練習(xí)與習(xí)題 74
第6章 區(qū)塊鏈的系統(tǒng)架構(gòu) 75
6.1 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施的資源 77
6.1.1 區(qū)塊鏈的計(jì)算資源 77
6.1.2 區(qū)塊鏈的存儲資源 77
6.1.3 區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)資源 78
6.2 區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)層 79
6.3 區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)層 80
6.4 區(qū)塊鏈的共識層 81
6.5 區(qū)塊鏈的激勵層 82
6.6 區(qū)塊鏈的合約層 82
6.7 區(qū)塊鏈的應(yīng)用層 83
6.8 區(qū)塊鏈的安全性和隱私保護(hù) 84
6.9 區(qū)塊鏈的性能和可擴(kuò)展性 85
6.10 鏈接不同區(qū)塊鏈的跨鏈技術(shù) 87
本章小結(jié) 88
練習(xí)與習(xí)題 89
第7章 區(qū)塊鏈介紹 90
7.1 區(qū)塊鏈的發(fā)展 90
7.1.1 區(qū)塊鏈1.0：數(shù)字貨幣 90
7.1.2 區(qū)塊鏈2.0：數(shù)字資產(chǎn)和智能合約 91
7.1.3 區(qū)塊鏈3.0：分布式應(yīng)用 91
7.2 區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)技術(shù) 93
7.2.1 分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 93
7.2.2 加密技術(shù) 94
7.2.3 分布式存儲技術(shù) 95
7.2.4 共識機(jī)制 96
7.2.5 智能合約 96
7.3 區(qū)塊鏈的特點(diǎn) 97
7.3.1 透明可信 97
7.3.2 不可篡改性 98
7.3.3 可追溯性 99
7.4 區(qū)塊鏈系統(tǒng)的可靠性 99
7.5 關(guān)于區(qū)塊鏈的常見誤區(qū) 100
7.5.1 去中心化與分布式系統(tǒng)的區(qū)別 101
7.5.2 區(qū)塊鏈與數(shù)字貨幣的區(qū)別 102
7.5.3 區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N全新技術(shù)的誤區(qū) 103
7.5.4 區(qū)塊鏈無法被黑客攻擊的誤區(qū) 103
7.5.5 區(qū)塊鏈適用于所有場景的誤區(qū) 103
7.5.6 區(qū)塊鏈應(yīng)用必須涉及代幣的誤區(qū) 104
本章小結(jié) 105
練習(xí)與習(xí)題 105
第8章 與區(qū)塊鏈相關(guān)的理論和技術(shù) 107
8.1 區(qū)塊鏈平臺 107
8.2 P2P網(wǎng)絡(luò) 109
8.3 EVM 110
8.4 EIPs 111
8.5 DeFi 112
8.6 IPFS 114
8.7 DID 115
8.8 NFT 117
8.9 Web 3.0 118
8.10 元宇宙 119
8.11 跨鏈技術(shù) 121
8.12 側(cè)鏈技術(shù) 122
8.13 區(qū)塊鏈測試網(wǎng)絡(luò) 123
8.14 DAO 126
8.15 區(qū)塊鏈瀏覽器 128
8.16 CEX和DEX 129
8.16.1 CEX和DEX的區(qū)別 129
8.16.2 CEX的優(yōu)勢 130
8.16.3 DEX的優(yōu)勢 130
8.16.4 常見的CEX和DEX 131
8.17 DeSoc和SocialFi 132
本章小結(jié) 134
練習(xí)與習(xí)題 134
第9章 區(qū)塊鏈技術(shù)與新一代信息技術(shù)的關(guān)系 136
9.1 區(qū)塊鏈技術(shù)與云計(jì)算技術(shù) 136
9.1.1 云計(jì)算技術(shù)對區(qū)塊鏈技術(shù)的支撐作用 136
9.1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)對云計(jì)算服務(wù)能力的提升 137
9.1.3 區(qū)塊鏈技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)融合的優(yōu)勢分析 138
9.1.4 區(qū)塊鏈技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)融合的應(yīng)用領(lǐng)域 138
9.2 區(qū)塊鏈技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù) 139
9.2.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)對區(qū)塊鏈技術(shù)的支撐作用 139
9.2.2 區(qū)塊鏈技術(shù)對大數(shù)據(jù)技術(shù)的賦能機(jī)制 140
9.2.3 區(qū)塊鏈技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)融合的核心價值 140
9.2.4 區(qū)塊鏈技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)融合的典型應(yīng)用 141
9.3 區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 142
9.3.1 區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合的優(yōu)勢分析 143
9.3.2 區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合的應(yīng)用領(lǐng)域 143
9.4 區(qū)塊鏈技術(shù)與加密技術(shù) 144
9.4.1 加密技術(shù)在區(qū)塊鏈中的關(guān)鍵作用 144
9.4.2 區(qū)塊鏈技術(shù)與加密技術(shù)融合的功能機(jī)制 145
9.4.3 區(qū)塊鏈技術(shù)與加密技術(shù)融合的應(yīng)用實(shí)踐 146
9.5 區(qū)塊鏈技術(shù)與人工智能技術(shù) 146
9.5.1 區(qū)塊鏈技術(shù)與人工智能技術(shù)融合的協(xié)同價值 147
9.5.2 區(qū)塊鏈技術(shù)與人工智能技術(shù)融合的典型應(yīng)用 147
9.6 區(qū)塊鏈技術(shù)和5G移動通信網(wǎng)絡(luò) 148
9.6.1 區(qū)塊鏈技術(shù)與5G移動通信網(wǎng)絡(luò)融合的優(yōu)勢分析 149
9.6.2 區(qū)塊鏈技術(shù)與5G移動通信網(wǎng)絡(luò)融合的應(yīng)用場景 149
本章小結(jié) 150
練習(xí)與習(xí)題 151
第10章 區(qū)塊鏈應(yīng)用案例 152
10.1 航運(yùn)區(qū)塊鏈TradeLens項(xiàng)目 152
10.1.1 航運(yùn)區(qū)塊鏈TradeLens項(xiàng)目的背景和目標(biāo) 152
10.1.2 航運(yùn)區(qū)塊鏈TradeLens項(xiàng)目的技術(shù)架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方案簡介 152
10.1.3 小結(jié) 153
10.2 區(qū)塊鏈在蒙牛乳業(yè)管理中的應(yīng)用 153
10.2.1 蒙牛乳業(yè)采用區(qū)塊鏈技術(shù)的背景 153
10.2.2 區(qū)塊鏈在蒙牛乳業(yè)管理系統(tǒng)中的作用 154
10.2.3 小結(jié) 157
10.3 區(qū)塊鏈在電網(wǎng)公司供應(yīng)鏈金融服務(wù)平臺的應(yīng)用 157
10.3.1 區(qū)塊鏈應(yīng)用于供應(yīng)鏈金融服務(wù)的優(yōu)勢 157
10.3.2 基于區(qū)塊鏈的電網(wǎng)公司供應(yīng)鏈金融服務(wù)平臺 157
10.3.3 小結(jié) 160
10.4 基于區(qū)塊鏈的海運(yùn)電子提單系統(tǒng) 160
10.4.1 區(qū)塊鏈電子提單的生成 162
10.4.2 區(qū)塊鏈電子提單的流轉(zhuǎn) 163
10.4.3 小結(jié) 164
10.5 基于區(qū)塊鏈的生鮮農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng) 164
10.5.1 現(xiàn)有生鮮農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的問題 164
10.5.2 基于區(qū)塊鏈的生鮮農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的主體類型 165
10.5.3 基于區(qū)塊鏈的生鮮農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的架構(gòu) 165
10.5.4 基于區(qū)塊鏈的生鮮農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的交易流程 167
10.5.5 小結(jié) 169
10.6 基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療設(shè)備采購管理系統(tǒng) 169
10.6.1 基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療設(shè)備采購管理系統(tǒng)的架構(gòu) 170
10.6.2 基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療設(shè)備采購管理系統(tǒng)的功能模塊 170
10.6.3 基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療設(shè)備采購管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程 171
10.6.4 小結(jié) 171
10.7 基于區(qū)塊鏈的電子政務(wù)數(shù)據(jù)共享系統(tǒng) 171
10.7.1 基于區(qū)塊鏈的政務(wù)信息共享的架構(gòu)體系 172
10.7.2 基于區(qū)塊鏈的政務(wù)信息共享的關(guān)鍵機(jī)制 173
10.7.3 小結(jié) 176
10.8 基于區(qū)塊鏈的能源共享網(wǎng)絡(luò) 176
10.8.1 新的能源運(yùn)行模式 176
10.8.2 能源共享網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 177
10.8.3 能源共享交易平臺的設(shè)計(jì) 178
10.8.4 小結(jié) 179
10.9 基于區(qū)塊鏈的融媒體內(nèi)容版權(quán)交易方案 180
10.9.1 方案需求分析 180
10.9.2 方案設(shè)計(jì)介紹 183
10.9.3 小結(jié) 185
本章小結(jié) 185
練習(xí)與習(xí)題 185
第11章 區(qū)塊鏈技術(shù)對數(shù)字經(jīng)濟(jì)的支撐 187
11.1 數(shù)字經(jīng)濟(jì)的興起背景 187
11.1.1 什么是數(shù)字經(jīng)濟(jì) 187
11.1.2 中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 188
11.2 技術(shù)進(jìn)步是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石 188
11.2.1 云計(jì)算：數(shù)字經(jīng)濟(jì)的底層支撐 189
11.2.2 大數(shù)據(jù)：數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心資源 189
11.2.3 人工智能：數(shù)字經(jīng)濟(jì)的動力引擎 189
11.2.4 區(qū)塊鏈：數(shù)字經(jīng)濟(jì)的信任基石 190
11.3 全球化趨勢加速了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 190
11.4 區(qū)塊鏈對數(shù)字經(jīng)濟(jì)的支持 192
11.4.1 區(qū)塊鏈可以降低成本、提高效率 192
11.4.2 智能合約增強(qiáng)了交易雙方的信任基礎(chǔ) 193
11.4.3 區(qū)塊鏈不可篡改性的重要性 195
11.4.4 區(qū)塊鏈提供便捷的金融服務(wù)，促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展 196
11.4.5 去中心化的自治組織DAO改變世界 198
11.4.6 區(qū)塊鏈?zhǔn)菙?shù)字經(jīng)濟(jì)的基石 200
11.4.7 區(qū)塊鏈：新經(jīng)濟(jì)時代的底層邏輯 201
11.5 數(shù)字經(jīng)濟(jì)的未來發(fā)展趨勢與區(qū)塊鏈的關(guān)鍵作用 203
本章小結(jié) 205
練習(xí)與習(xí)題 205
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