本书是重庆电子工程职业学院与火币中国校企合作的成果，融入了火币作为国际知名区块链技术企业的最新技术和应用。本书主要涵盖区块链技术原理、区块链数据结构与存储技术应用、区块链密码技术、P2P网络在区块链中的应用、区块链共识机制、区块链智能合约、区块链行业应用等内容。本书内容通俗易懂，有理论有实践，体现了理论实践一体化和任务驱动思想。本书内容安排合理，每章从“学习目标”“引导案例”开始，通过相关知识的展开、项目的提出，再到任务分解，循序渐进，深入浅出，体现问题导向和做中学的思想，实用性强。

区块链技术为人们带来了一种全新的数据共享方式，其核心特色是去中心化，即所储存的数据不再只由一个中心化的机构或组织拥有，而是由区块链系统中众多计算机共同拥有。因此，区块链系统上的数据均不可销毁及篡改，提升了信息的透明化程度，更有利于开展全新网络信任机制。 现在比特币更多的是作为一种投资品被大家熟知，然而比特币背后的区块链技术才是更为关键的技术变革力量。20年前的互联网给世界带来了巨变，现如今的区块链技术是否能够大展拳脚，给人们的生活带来怎样的变化呢？ 区块链技术被一些人士称作“互联网2.0”，既体现了区块链与互联网的相似性，又体现了区块链相对于互联网的进步性。区块链是基于互联网的一种分布式账本的技术，并且又解决了互联网中的信任问题，为社会信任、价值流转提供了技术路径。 2019年是区块链技术发展突飞猛进的一年，首先是Libra的设想构建了世界范围普惠金融的蓝图。在数字货币方面，以中国人民银行为代表的各国央行都在积极准备央行数字货币，以摩根大通为代表的各大企业也在积极发行稳定币。百家争鸣的产业现状为区块链发展奠定了良好的基础。 本书作为区块链技术领域知识普及的先行者之一，旨在让读者系统地学习区块链知识，掌握区块链技术的全貌，同时又庖丁解牛，将技术细节展现在读者面前，从而既可以仰望星空，又可以脚踏实地。本书是重庆电子工程职业学院与火币中国校企合作的成果，融入了火币作为国际知名区块链技术企业的最新技术和应用。 本书由重庆电子工程职业学院人工智能与大数据学院的院长、国家级名师武春岭，海南火链科技有限公司的CEO袁煜明和重庆电子工程职业学院的卢建云担任主编。本书在编写过程中还得到了中国通信工业协会教育分会的大力支持，重庆瀚海睿智大数据科技有限公司的副总经理陈继也参与了编写工作。其中，武春岭编写了第1～3章的内容，卢建云编写了第4和第5章的内容，重庆电子工程职业学院李腾编写了第6章的内容，海南火链科技有限公司总裁助理范进编写了第7章的内容，袁煜明编写了第8章的内容，陈继编写了第9章的内容。 为了方便教师教学，本书配有电子教学课件及相关资源，请有此需要的教师登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）注册后免费下载，如有问题可在网站留言板留言或与电子工业出版社联系（E-mail：hxedu@phei.com.cn）。 由于区块链技术较新，发展较快，出版时间紧，编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请同行专家和广大读者给予批评和指正。 编 者

第1章 区块链初探 （1） 1.1　区块链概念 （1） 1.2　区块链特性 （2） 1.3　区块链来源 （3） 1.4　区块链发展的里程碑 （4） 1.5　区块链与“新基建” （5） 1.5.1　物联网 （5） 1.5.2　大数据 （5） 1.5.3　人工智能 （6） 1.5.4　云计算 （7） 1.6　区块链的发展机遇与挑战 （8） 1.6.1　发展机遇 （8） 1.6.2　未来挑战 （9） 本章习题 （11） 第2章 区块链初级技术应用 （13） 2.1　区块链内涵及运行原理 （13） 2.2　区块链技术演化与分类 （15） 2.2.1　区块链技术演化 （15） 2.2.2　区块链分类 （15） 2.3　区块链通用技术架构 （18） 2.4　区块链核心技术 （19） 2.4.1　密码学 （19） 2.4.2　P2P网络 （21） 2.4.3　共识机制 （21） 2.4.4　智能合约 （21） 2.5　区块链技术的典型应用 （22） 2.5.1　数字货币 （22） 2.5.2　加密数字货币的代表—比特币 （25） 2.5.3　智能合约鼻祖—以太坊 （25） 2.5.4　迪士尼区块链平台—龙链 （26） 2.5.5　Linux基金会的开源账本—Hyperledger （27） 2.5.6　区块链操作系统—EOS （28） 2.6　项目 以太坊钱包插件MetaMask应用实践 （29） 2.6.1　任务1 创建MetaMask钱包 （29） 2.6.2　任务2 申请水龙头代币 （35） 2.6.3　任务3 转账/收款 （38） 2.6.4　任务4 导出私钥 （40） 2.6.5　任务5 导入账户 （41） 2.6.6　任务6 链接硬件钱包 （42） 2.6.7　任务7 在Etherscan上查看详情 （43） 本章习题 （44） 第3章 区块链数据结构与存储技术应用 （46） 3.1　账本 （46） 3.2　区块结构 （47） 3.3　创世区块 （47） 3.4　Merkle树 （48） 3.5　数据存储 （49） 3.5.1　账本存储 （49） 3.5.2　Berkeley DB （49） 3.5.3　LevelDB （50） 3.5.4　Couch DB （51） 3.6　项目 Merkle树的实现 （51） 3.6.1　任务1 SHA256哈希函数的使用 （51） 3.6.2　任务2 生成一棵Merkle树 （52） 本章习题 （55） 第4章 区块链密码学基础应用 （56） 4.1　密码学概念 （56） 4.2　对称密钥加密和非对称密钥加密 （58） 4.3　数字签名 （60） 4.4　哈希函数 （62） 4.5　钱包与密钥 （64） 4.6　项目 不同加密算法的实现 （68） 4.6.1　任务1 Python环境部署 （68） 4.6.2　任务2 加密算法编程的实现 （72） 本章习题 （76） 第5章 P2P网络在区块链中的应用 （78） 5.1　P2P网络技术架构 （78） 5.1.1　P2P网络概念 （78） 5.1.2　P2P网络技术架构 （79） 5.1.3　P2P网络研究现状 （80） 5.2　P2P网络核心技术 （80） 5.2.1　分布式哈希表 （80） 5.2.2　Kademlia协议 （82） 5.2.3　Gossip协议 （85） 5.3　P2P网络应用 （86） 5.3.1　文件交换 （86） 5.3.2　对等计算 （86） 5.3.3　协同工作 （87） 5.3.4　搜索引擎 （87） 5.3.5　流媒体 （87） 5.4　P2P技术在比特币中的作用 （87） 5.5　项目 IPFS文件系统的实践 （90） 5.5.1　任务1 IPFS环境部署 （90） 5.5.2　任务2 IPFS基本操作 （95） 5.5.3　任务3 IPFS项目的实践 （98） 本章习题 （102） 第6章 区块链共识机制及应用 （104） 6.1 共识概述 （104） 6.1.1 共识与一致性 （104） 6.1.2 拜占庭将军问题 （105） 6.1.3 共识协议的定义 （106） 6.2 PoW （106） 6.3 PoS （107） 6.4 DPoS （109） 6.5 PBFT （109） 6.6 项目1 PoW共识算法的实践 （111） 6.6.1 任务1 Go语言运行环境部署 （111） 6.6.2 任务2 PoW共识算法编程的实现 （115） 6.7 项目2 挖矿算法与难度调整 （123） 任务 Python实现区块链挖矿与难度调整 （123） 本章习题 （131） 第7章 区块链智能合约与编程实现 （133） 7.1 智能合约概述 （133） 7.1.1 智能合约的起源 （133） 7.1.2 既不智能，也不是合约 （134） 7.2 用智能合约处理价值 （135） 7.2.1 通证 （135） 7.2.2 一个简单的智能合约：Faucet （136） 7.2.3 创建链上积分的智能合约示例 （137） 7.3 用智能合约处理业务逻辑 （138） 7.3.1 购物 （138） 7.3.2 拍卖 （141） 7.3.3 投票 （142） 7.3.4 支票 （146） 7.4 智能合约的编写、部署与交互 （147） 7.5 项目 智能合约的开发 （148） 7.5.1 任务1 Solidity语言的基本概念 （148） 7.5.2 任务2 编译器remix部署与使用 （148） 7.5.3 任务3 Solidity语法 （151） 7.5.4 任务4 Solidity基础数据操作 （158） 7.5.5 任务5 使用Solidity开发智能合约 （168） 本章习题 （173） 第8章 区块链商业应用 （174） 8.1 区块链+金融 （174） 8.1.1 支付 （175） 8.1.2 证券 （178） 8.1.3 供应链金融 （179） 8.2 区块链+商业 （181） 8.2.1 电子发票 （181） 8.2.2 商品的防伪溯源 （183） 8.2.3 积分营销 （185） 本章习题 （186） 第9章 区块链民生应用 （188） 9.1 区块链+教育 （188） 9.2 区块链+医疗 （191） 9.3 区块链+公益 （192） 9.4 区块链+智慧城市 （194） 9.4.1 智慧交通 （194） 9.4.2 智慧能源 （195） 9.4.3 其他 （196） 9.5 区块链+城际互通 （197） 9.5.1 数字身份 （197） 9.5.2 征信 （200） 9.6 区块链+政务 （203） 9.7 区块链+积分 （206） 本章习题 （208） 参考文献 （209）