區(qū)塊鏈共識(shí)算法原理及應(yīng)用：以多標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系管理系統(tǒng)為例

目錄
序
前言
第1章 區(qū)塊鏈基礎(chǔ) 1
1.1 區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介 1
1.1.1 區(qū)塊鏈起源——比特幣 1
1.1.2 區(qū)塊鏈定義 2
1.1.3 區(qū)塊鏈特點(diǎn) 2
1.2 區(qū)塊鏈發(fā)展演進(jìn)路徑 3
1.2.1 可編程貨幣 4
1.2.2 可編程金融 5
1.2.3 可編程社會(huì) 5
1.2.4 區(qū)塊鏈底層平臺(tái) 6
1.2.5 區(qū)塊鏈分層架構(gòu) 9
1.3 區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù) 10
1.3.1 數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu) 11
1.3.2 分布式賬本 11
1.3.3 共識(shí)機(jī)制 12
1.3.4 加密機(jī)制 13
1.3.5 智能合約 16
1.4 區(qū)塊鏈與共識(shí) 17
1.5 本章小結(jié) 18
參考文獻(xiàn) 18
第2章 傳統(tǒng)分布式一致性算法 20
2.1 分布式同步系統(tǒng)共識(shí) 20
2.1.1 系統(tǒng)模型 20
2.1.2 共識(shí)問(wèn)題 21
2.1.3 崩潰故障下的共識(shí) 23
2.1.4 拜占庭故障下的共識(shí) 26
2.2 分布式異步系統(tǒng)共識(shí) 34
2.2.1 共識(shí)問(wèn)題 34
2.2.2 帶故障檢測(cè)器的共識(shí) 36
2.2.3 隨機(jī)化共識(shí) 38
2.2.4 匿名異步共識(shí) 42
2.3 狀態(tài)復(fù)制協(xié)議——Paxos 44
2.4 本章小結(jié) 46
參考文獻(xiàn) 46
第3章 典型區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制 48
3.1 共識(shí)評(píng)價(jià)模型 48
3.1.1 分布式一致性條件 48
3.1.2 共識(shí)算法的安全性 49
3.1.3 共識(shí)算法的維度分析 51
3.2 主流區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制 52
3.2.1 PoW共識(shí) 52
3.2.2 PoS共識(shí) 54
3.2.3 DPoS共識(shí) 56
3.2.4 RPCA共識(shí) 58
3.2.5 PBFT共識(shí) 59
3.2.6 PoV共識(shí) 64
3.2.7 CoT共識(shí) 66
3.3 主流區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制分類 66
3.4 區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制評(píng)估 68
3.5 本章小結(jié) 72
參考文獻(xiàn) 73
第4章 基于投票證明的共識(shí)算法—PoV 75
4.1 算法思想 75
4.2 網(wǎng)絡(luò)模型 78
4.2.1 問(wèn)題描述 78
4.2.2 安全模型 79
4.2.3 身份模型 80
4.3 PoV共識(shí)過(guò)程 83
4.3.1 共識(shí)整體框架 83
4.3.2 激勵(lì)機(jī)制 89
4.3.3 投票證明協(xié)議 91
4.4 PoV共識(shí)細(xì)節(jié) 92
4.4.1 消息類型 92
4.4.2 區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 93
4.4.3 共識(shí)任職周期 94
4.4.4 普通區(qū)塊和特殊區(qū)塊 95
4.4.5 創(chuàng)世區(qū)塊 100
4.4.6 隱式二階段提交 102
4.4.7 隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生算法 104
4.5 PoV共識(shí)實(shí)例 106
4.6 PoV共識(shí)分析 110
4.6.1 共識(shí)的正確性 110
4.6.2 共識(shí)的安全性 120
4.6.3 共識(shí)的性能 128
4.7 本章小結(jié) 129
參考文獻(xiàn) 130
第5章 基于信任的共識(shí)算法—CoT 131
5.1 網(wǎng)絡(luò)模型 131
5.2 CoT共識(shí)過(guò)程 132
5.2.1 共識(shí)整體框架 132
5.2.2 節(jié)點(diǎn)間信任關(guān)系的量化 133
5.2.3 信任關(guān)系圖和信任矩陣 134
5.2.4 全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的信任值 136
5.2.5 區(qū)塊生成協(xié)議 138
5.3 CoT共識(shí)分析 141
5.3.1 共識(shí)的正確性 141
5.3.2 共識(shí)的安全性 142
5.3.3 共識(shí)的性能 142
5.4 本章小結(jié) 143
參考文獻(xiàn) 144
第6章 融合區(qū)塊鏈的擬態(tài)分布式安全存儲(chǔ)系統(tǒng) 145
6.1 背景介紹與需求分析 145
6.1.1 擬態(tài)存儲(chǔ) 146
6.1.2 擬態(tài)存儲(chǔ)日志系統(tǒng)需求 147
6.1.3 區(qū)塊鏈日志研究現(xiàn)狀 149
6.2 擬態(tài)分布式安全存儲(chǔ)系統(tǒng) 150
6.2.1 系統(tǒng)原理 150
6.2.2 系統(tǒng)架構(gòu) 151
6.2.3 功能點(diǎn)定義 152
6.2.4 系統(tǒng)特點(diǎn) 157
6.3 區(qū)塊鏈日志系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 158
6.3.1 基于PoV共識(shí)算法的日志系統(tǒng)架構(gòu) 158
6.3.2 區(qū)塊鏈服務(wù)器搭建 159
6.3.3 日志采集單元 167
6.4 本章小結(jié) 168
參考文獻(xiàn) 169
第7章 基于聯(lián)盟鏈共識(shí)的共管共治多標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系管理系統(tǒng) 170
7.1 背景介紹與需求分析 170
7.1.1 應(yīng)用需求 170
7.1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀 171
7.1.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 173
7.2 新型多標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系管理系統(tǒng) 175
7.2.1 多標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系 175
7.2.2 系統(tǒng)架構(gòu) 176
7.2.3 標(biāo)識(shí)解析業(yè)務(wù)機(jī)理 176
7.3 核心模塊 179
7.3.1 多標(biāo)識(shí)尋址過(guò)程 179
7.3.2 內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)尋址過(guò)程 181
7.3.3 PoV區(qū)塊簽名機(jī)制 197
7.3.4 標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制 198
7.4 本章小結(jié) 200
參考文獻(xiàn) 200