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区块链技术及应用发展 
定 价：48 元 丛书名：21世纪经济管理精品教材·管理科学与工程系列
9 7 5 8 5 7 5 3 9 0 2 2 6 
本书分析了国内外区块链理论和产业发展现状，对目前主流区块链的架构和核心机理进行了阐释，设计了一种通用区块链系统，介绍了区块链在金融、实体经济领域的应用状况，展示了三个典型的区块链应用案例，并探讨了区块链在技术与监管政策方面的发展趋势。本书在内容阐述上力求简明扼要、深入浅出、通俗易懂，并注重理论与实践相结合、技术与政策相支撑。本书的目标读者为高等院校管理类、信息类、工程类的本科生、研究生以及企事业单位的管理、科研、工程技术等人员。
习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时强调，区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用。我们要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，明确主攻方向，加大投入力度，着力攻克一批关键核心技术，加快推动区块链技术和产业创新发展。党中央的前瞻判断，为我国推进区块链技术和产业创新发展指明了方向，也让“区块链”走进大众视野，成为全社会关注的热点。 区块链是整合多种技术的几乎不可能被更改的分布式数据库，已经历1.0时代（以数字货币为主要特征）、2.0时代（以智能合约为主要特征），目前正迈向3.0时代（以基于规则的可信智能社会治理体系为主要特征）。根据《区块链白皮书2019》显示，美国、中国、日本、英国、德国、法国等全球主要国家都在加快研发与应用区块链技术。根据全球知识产权产业科技媒体IPRdaily发布的“2019年全球区块链企业发明专利排行榜”显示，入榜的前100个企业中，中国占比63%，远高于占比19%的美国，目前中国区块链专利申请数已居全球第一。2018年，我国首张区块链电子发票诞生于深圳。未来，区块链将广泛应用于我国金融、商贸、流通、民生、能源、环保、政务等领域，助力数字经济发展与新型信任体系构建。 区块链行业目前处于发展早期，相关专业人才存在企业储备不足、学校培养短缺等问题。一方面，区块链人才市场供不应求。据国际数据公司测算，2023年全球区块链支出金额将达159亿美元，并在2018—2023年的五年预测期内实现年复合增长率60.2％。然而，智联招聘发布的《2018年区块链人才供需与发展研究报告》指出，2018年第二季度的区块链人才较2017年第三季度增长636.83%，有效人才供给总量仅占需求的7%。另一方面，区块链人才培养体系不完善。政府相关部门缺少区块链人才培养指导性政策，高校和社会培训机构等较少开设具有专业性和延展性的区块链专业课程，行业缺乏统一的人才技能标准。此外，区块链行业缺少复合型人才，在运营、管理等方面存在人才缺口。同时，区块链作为一种新兴技术，存在一定程度的公众认知不足与行业发展疑虑。一方面，由于资本市场区块链概念股跌宕起伏、不法分子假借区块链之名进行非法集资和炒作事件等现象频发，导致社会公众对区块链技术的理解存在偏差。某些职能部门与公众对区块链应用价值的认知较模糊，将区块链等同于比特币，短时期内难以全面理解和客观接受区块链。另一方面，区块链快速发展至今，仍未出现具有明显商业意义的可大规模推广应用的成功案例，降低了业内对区块链持续发展的信心。上述问题，都迫切需要推进区块链技术及应用发展方面的专业教材建设，从而服务于专业人才培养及知识技能传播。 湖南工商大学从2018年起开始探索区块链技术在商业、法律、教育等领域的应用，在全国高校中较早成立“区块链实验室”，并相继研发出“区块链信息平台”“区块链电子合同系统” “区块链艺考成绩管理系统”等一系列代表性成果。特别是，全国政协委员、湖南工商大学校长陈晓红院士在2018年、2019年全国两会上接连提出关于区块链技术创新发展的提案，引起了全国各层面的广泛关注，产生了很大的社会反响。2019年，为响应党中央号召，加快区块链核心技术突破，推进区块链技术和产业创新发展，积极推动区块链和经济社会融合发展，依托湖南省移动电子商务2011协同创新中心、移动商务智能湖南省重点实验室、新零售虚拟现实技术湖南省重点实验室、生态环境大数据与智能决策技术湖南省工程研究中心、湖南省大数据技术与管理国际科技创新合作基地、大数据智能分析技术研究生培养创新实践基地六个省级平台，成立“区块链技术研究中心”。2020年，全国政协在京召开议题为“加强大数据时代个人信息保护”的网络议政远程协商会，陈晓红院士在主会场做了发言，建议利用区块链实现个人信息所有权和使用权的分离，并与中共中央政治局常委、全国政协主席汪洋作了互动交流。本书正是基于上述条件撰写而成的。 本书全面系统讲解区块链的理论、技术、应用及未来发展，突出区块链技术和经济社会建设的深度融合。本书共分10章，第1章到第3章为基础篇，第1章主要介绍信用机制的发展、区块链诞生的背景、区块链的价值交换机制、区块链技术面临的挑战和机遇、全球区块链投融资现状；第2章主要介绍区块链的概念、类型、国内外研究现状；第3章主要介绍区块链的硬件设施、底层平台及解决方案、安全服务、行业服务机构。第4章到第5章为技术篇，第4章主要阐释区块链的密码学、博弈论、分布式系统、共识算法、智能合约等核心机理；第5章主要阐述区块链从可编程货币时代、智能合约时代到区块网时代的架构演进过程。第6章到第8章为应用篇，第6章主要讲述区块链在供应链金融、贸易金融、征信、交易清算、保险、证券等金融领域的应用发展情况；第7章主要说明区块链在供应链管理、农业、财务管理、能源行业、电子政务等实体经济领域的应用探索；第8章主要介绍区块链的应用实验、博客系统、学生考试成绩管理系统。第9章到第10章为发展篇，第9章主要介绍区块链的技术进展、在公共卫生（疫情防控）领域的应用发展以及国际、中国、其他国家或地区的技术标准化进展；第10章主要介绍区块链监管的必要性、压力、制度和态势。 本书的具体撰写分工如下：陈晓红院士制订了本书的大纲，组织整理和撰写各个章节；任剑、余绍黔两位教授对全书进行统稿校稿；唐湘博博士参加撰写第1章；梁伟、易国栋两位博士参加撰写第2章；史长发博士参加撰写第3章；郭泰彪老师参加撰写第4、5、9章；杨立博士参加撰写第6章；杨艺、陈杰两位博士参加撰写第7章；曹文治博士、余海航老师参加撰写第8章；徐雪松博士参加撰写第10章。在本书撰写过程中，我们参考了诸多学者、机构的研究成果及应用实践，使得本书能够比较全面地反映区块链技术及应用的最新研究及实践进展。在此，对上述参与人员及相关学者、机构表示衷心的感谢和诚挚的祝福！ 近年来，区块链技术及应用快速发展，书中难免有不当和疏漏之处，敬请各位读者不吝赐教。 作者 2020年1月
陈晓红,中国工程院院士,湖南工商大学校长,中南大学商学院名誉院长,博导,全国政协委员、优秀教师,国家自科基金委员会委员,国务院学位委员会学科评议组成员,国家一级重点学科、自科基金委创新研究群体负责人。
第1章绪论2 1.1信用机制的发展与区块链的诞生2
1.1.1信用机制的发展2
1.1.2区块链的诞生3
1.2从信息交换到价值交换5
1.2.1共享账本5
1.2.2点对点交易5
1.2.3私密交易5
1.2.4智能交易6
1.3区块链技术面临的挑战和机遇6
1.3.1区块链技术面临的挑战6
1.3.2区块链技术面临的机遇9
1.4全球区块链投融资分析12
1.4.1主要的投融资领域12
1.4.2不同国家/地区的投融资差异13
1.4.3不同年度的投融资重点差异14
本章小结15
习题15 第2章区块链理论研究现状16 2.1区块链的概念辨析及类型划分16
2.1.1区块链的概念辨析16
2.1.2区块链的类型划分16
2.2区块链学术研究统计19
2.2.1数据来源和研究方法19
2.2.2区块链研究概况19
2.3国内区块链学术研究综述25
2.4国外区块链学术研究综述26
2.4.1共识算法关键技术27
2.4.2智能合约关键技术29
2.4.3区块链应用研究30
本章小结37
习题37 第3章区块链产业发展现状38 3.1引言38
3.2区块链硬件设施40
3.2.1硬件设备40
3.2.2区块链云算力平台42
3.3区块链底层平台及区块链解决方案43
3.3.1区块链底层平台43
3.3.2区块链技术解决方案48
3.4区块链安全50
3.4.1区块链面临的安全问题50
3.4.2区块链安全服务52
3.5区块链行业服务机构52
3.5.1区块链产业园及产业基金52
3.5.2区块链媒体和社区54
3.5.3投资机构和交易所54
3.5.4行业组织及研究机构56
本章小结57
习题57
第2部分技术篇
第4章区块链核心机理概论60 4.1区块链思想与技术的起源和发展60
4.2区块链中的密码学63
4.2.1密码学简史和分类63
4.2.2计算复杂性理论67
4.2.3散列函数67
4.2.4RSA69
4.2.5椭圆曲线密码70
4.2.6数字签名72
4.2.7默克尔树73
4.2.8布隆过滤器74
4.3区块链中的博弈论76
4.4区块链中的分布式系统77
4.4.1分布式系统的特征和挑战77
4.4.2分布式系统的经典定理85
4.4.3分布式哈希表87
4.5区块链中的共识算法94
4.5.1共识算法的设计约束95
4.5.2共识算法的评价体系96
4.5.3典型的共识算法97
4.6区块链中的智能合约103
4.6.1智能合约103
4.6.2李嘉图合约104
4.6.3预言机106
本章小结112
习题112 第5章区块链的架构演进113 5.1简介113
5.2区块链1.0：可编程货币时代113
5.2.1比特币简介113
5.2.2比特币钱包114
5.2.3比特币密钥推导115
5.2.4比特币交易117
5.2.5比特币网络118
5.2.6比特币的挖矿和共识119
5.2.7比特币的分叉120
5.3区块链2.0：智能合约时代121
5.3.1以太坊的理论基础122
5.3.2以太坊范式122
5.3.3以太坊区块链状态转换123
5.3.4以太坊对象序列化/反序列化方法124
5.3.5以太坊状态数据结构trie125
5.3.6以太坊账户132
5.3.7以太坊虚拟机134
5.4区块链3.0：区块网时代135
5.4.1跨链概述135
5.4.2公证人机制136
5.4.3中继/侧链138
5.4.4哈希锁定139
5.4.5分布式私钥控制142
本章小结142
习题144
第3部分应用篇
第6章区块链在金融领域的应用144 6.1引言144
6.2区块链在供应链金融中的应用144
6.2.1利用区块链技术解决传统供应链金融问题146
6.2.2以区块链为基础的供应链金融147
6.3区块链在贸易金融中的应用149
6.4区块链在征信中的应用153
6.5区块链在交易清算中的应用155
6.5.1银行间交易结算156
6.5.2证券业交易结算158
6.6区块链在保险中的应用159
6.7区块链在证券中的应用161
6.7.1区块链证券的优势162
6.7.2区块链证券的解决方案162
6.7.3区块链证券的技术制约164
本章小结165
习题165 第7章区块链在实体经济领域的应用166 7.1区块链在供应链管理中的应用166
7.1.1采购过程167
7.1.2分销渠道169
7.1.3生产运作170
7.1.4新产品开发170
7.2区块链在农业中的应用171
7.2.1支持农业的区块链技术171
7.2.2农业区块链的机遇171
7.2.3智能合约和农作物保险171
7.2.4区块链和土地治理172
7.2.5运输与农业运输172
7.3区块链在财务管理中的应用172
7.4区块链在能源行业中的应用173
7.4.1能源行业改革的现实需求173
7.4.2区块链在能源改革中的优势174
7.4.3区块链在能源行业的应用174
7.5区块链在电子政务中的应用176
7.5.1有利于提高政府服务质量177
7.5.2有利于构建社会信用体系178
7.5.3有利于推进政府信息公开178
7.5.4有利于整合政府机构资源178
7.5.5有利于共享公民信用信息178
本章小结179
习题180 第8章区块链应用的实验及案例181 8.1区块链应用实验181
8.1.1基于以太坊的区块链私有链搭建181
8.1.2以太坊Geth和MetaMask的使用方法184
8.1.3Solidity基础及智能合约权限控制189
8.1.4区块链文件上传DAPP192
8.2基于区块链的博客系统195
8.2.1区块链DAPP程序架构196
8.2.2区块链博客系统程序架构198
8.2.3博客智能合约源码分析199
8.2.4Web3js库使用202
8.3学生考试成绩区块链系统207
8.3.1区块链系统架构207
8.3.2系统后端的区块链交互208
8.3.3基于队列服务的信息上链209
本章小结210
习题210
第4部分发展篇
第9章区块链技术发展212 9.1引言212
9.2区块链技术进展213
9.2.1性能进展213
9.2.2存储进展214
9.2.3隐私和安全进展214
9.2.4合规进展215
9.3区块链技术在公共卫生防疫领域的应用发展218
9.3.1区块链技术和公共卫生218
9.3.2区块链技术和疫情防控220
9.4区块链技术标准化工作进展224
9.4.1区块链技术标准化工作现状224
9.4.2国际区块链技术标准化进展225
9.4.3中国区块链技术标准化进展228
9.4.4其他国家或地区区块链技术标准化进展232
本章小结236
习题236 第10章区块链监管政策发展237 10.1区块链监管的必要性237
10.1.1保护投资者的需要237
10.1.2维护全行业合法性的需要237
10.1.3保证高质量代币发行的需要238
10.2区块链对监管带来的压力238
10.2.1虚拟货币法律定性的欠缺238
10.2.2区块链的跨区域性造成管辖权冲突239
10.2.3区块链的去中心化导致责任主体不明确239
10.2.4区块链的复杂性与快速传播特性使得风险管理难度加大240
10.3代表性监管制度240
10.3.1监管沙箱制度240
10.3.2按项目属性分类监管242
10.3.3行业准入资质管理242
10.4国外区块链的监管态势243
10.4.1美国245
10.4.2欧盟246
10.4.3俄罗斯247
10.4.4马耳他248
10.4.5新加坡248
10.4.6日本248
10.4.7韩国249
10.4.8澳大利亚250
10.5国内区块链的监管态势250
10.5.1中国主要区块链监管政策措施250
10.5.2中国式区块链监管原则：“币链分离式”监管251
10.5.3中国式区块链监管措施：规划引导+财政补贴252
10.5.4中国式区块链监管形态：服从中央+地方竞争253
本章小结256
习题257 参考文献258
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