本书介绍区块链技术及其应用。全书共分7章：第1章介绍比特币及其底层技术——区块链；第2章介绍区块链的基础知识；第3章介绍共识机制的基础知识及常用的共识算法，包括PBFT、PoW、PoS、DPoS等；第4章介绍智能合约的基础架构和关键技术；第5章介绍区块链开发平台，重点介绍以太坊；第6章介绍Solidity编程基础，包括Solidity语言的基本语法和控制结构；第7章介绍智能合约的几个实例。
本书可作为高等学校计算机科学与技术相关专业的本科教材，也可作为区块链开发人员的参考书。

第1章 比特币与区块链
1.1 比特币系统
1.1.1 比特币简介
1.1.2 分布式账本
1.1.3 比特币的账户地址
1.2 比特币挖矿
1.2.1 挖矿的过程
1.2.2 矿场与矿池
1.3 比特币中的区块链
1.3.1 区块头结构
1.3.2 区块体结构
1.3.3 区块链结构
1.3.4 区块的产生
1.4 比特币交易
1.4.1 交易结构
1.4.2 交易的本质
1.4.3 比特币的交易过程
1.5 区块链的发展
1.6 区块链的优势和劣势
1.6.1 区块链的优势
1.6.2 区块链的劣势
1.6.3 区块链面临的问题
第2章 区块链的基础知识
2.1 区块链的体系架构
2.2 区块链的分类
2.2.1 根据准入规则划分
2.2.2 根据链与链的关系划分
2.2.3 根据适用范围划分
2.3 密码技术
2.3.1 公钥加密体制
2.3.2 椭圆曲线密码算法
2.4 哈希算法
2.4.1 哈希值的特性
2.4.2 哈希函数处理过程
2.4.3 常用的哈希算法
2.4.4 SHA256算法
2.5 Merkle树
2.5.1 Merkle树的定义
2.5.2 各平台中的Merkle树
2.5.3 Merkle树遍历算法
2.6 区块链的数据模型
2.6.1 基于交易的模型
2.6.2 基于账户的模型
2.7 区块链的关键技术
2.7.1 共识机制
2.7.2 智能合约
第3章 常用的共识算法
3.1 共识算法概述
3.1.1 共识算法的发展
3.1.2 共识算法的模型
3.1.3 共识算法的分类
3.1.4 共识算法的评价标准
3.2 分布式系统一致性问题
3.2.1 分布式系统模型
3.2.2 一致性重要定理
3.2.3 一致性算法
3.2.4 区块链的一致性问题
3.3 PBFT算法
3.3.1 系统假设
3.3.2 PBFT算法的角色
3.3.3 PBFT算法的共识流程
3.4 PoW算法
3.4.1 数学难题
3.4.2 新区块验证
3.4.3 最长链法则
3.4.4 PoW算法的安全性
3.4.5 基于比特币PoW算法的改进
3.4.6 Bitcoin-NG
3.4.7 GHOST-PoW共识机制
3.5 PoS算法
3.5.1 PoS算法的基本思想
3.5.2 PoS算法的改进
3.5.3 PoS算法的特点
3.5.4 基于虚拟挖矿的共识算法
3.6 DPoS算法
3.7 主流共识算法的性能对比
第4章 智能合约
4.1 智能合约概述
4.1.1 智能合约概念的提出
4.1.2 智能合约与区块链
4.1.3 智能合约的生命周期
4.1.4 智能合约的特点
4.2 智能合约架构
4.2.1 智能合约模型
4.2.2 智能合约基础架构
4.3 智能合约的关键技术
4.3.1 合约主体
4.3.2 数据加载方式
4.3.3 执行环境
4.3.4 验证方法
4.3.5 扩展性的实现
4.4 区块链中的智能合约语言
4.4.1 智能合约语言
4.4.2 比特币脚本语言
4.4.3 以太坊图灵完备型语言
4.4.4 可验证型语言
4.4.5 超级账本智能合约语言
4.4.6 智能合约语言比较
4.5 区块链中智能合约的实现技术
4.5.1 嵌入式运行
4.5.2 虚拟机运行
4.5.3 容器式运行
4.5.4 以太坊和超级账本智能合约的比较
4.6 智能合约的应用
4.6.1 金融
4.6.2 数字货币
4.6.3 管理
4.6.4 医疗
4.6.5 物联网与供应链
4.6.6 智能法律合约
第5章 区块链开发平台
5.1 区块链开发平台简介
5.2 以太坊
5.2.1 以太坊的特点
5.2.2 以太坊的发展阶段
5.3 以太坊的基本概念
5.3.1 账户
5.3.2 交易和消息
5.3.3 交易费用
5.3.4 以太币
5.3.5 以太坊挖矿
5.3.6 状态转换
5.4 以太坊基础
5.4.1 以太坊技术架构
5.4.2 以太坊区块结构
5.4.3 叔区块
5.4.4 Merkle Patricia树
5.5 智能合约和以太坊虚拟机
5.5.1 EVM
5.5.2 智能合约
5.6 GHOST协议
5.6.1 以太坊的安全问题
5.6.2 叔区块的出块奖励
5.7 挖矿算法
5.7.1 数组定义
5.7.2 难度调整
5.7.3 权益证明
第6章 Solidity编程基础
6.1 Solidity语言的开发环境
6.1.1 智能合约的开发流程
6.1.2 安装Node环境
6.1.3 编程工具准备
6.2 Solidity程序框架
6.2.1 简单的Solidity实例
6.2.2 Solidity源文件结构
6.2.3 合约文件结构
6.3 Solidity语言的数据类型
6.3.1 数据类型概述
6.3.2 布尔类型
6.3.3 整型
6.3.4 字节类型
6.3.5 枚举类型
6.3.6 地址类型
6.3.7 数组类型
6.3.8 结构类型
6.3.9 字符串类型
6.3.10 映射
6.4 Solidity的控制结构
6.4.1 条件语句
6.4.2 循环语句
6.4.3 三目运算符
6.5 Solidity函数
6.5.1 函数的定义

比特币（Bitcoin，BTC）的概念最初由中本聪
（Satoshi Nakamoto）在2008年提出，作为一种全新
的去中心化的数字货币，它改变了传统的金融体系。比
特币的诞生也催生了一种新型技术——区块链
（Blockchain）。区块链技术源于比特币的开源项目，
它是比特币底层的技术支撑，旨在解决去中心化的数据
安全问题。区块链技术具有去中心化、不可篡改、透明
、安全等诸多优势，这使它在金融、物流、医疗、房地
产、能源等行业得到了广泛应用。去中心化的特点使区
块链数据不易被篡改，保证了数据的真实性和安全性。
以太坊（Ethereum）是一个开源的有智能合约功能
的公共区块链平台，诞生于2015年。以太坊的创始人是
维塔利克·布特林，他将区块链技术应用于有智能合约
功能的平台上，为开发者提供了一个更广泛的应用空间
。智能合约是一种自动执行合同条款的计算机程序，它
可以在区块链上编写、部署和执行，实现了合同的自动
化执行。
Solidity是以太坊的一种智能合约编程语言，受到
了JavaScript、C++和Python等语言的影响。Solidity
的设计目的是为了简化和优化智能合约的编写。通过
Solidity编写的智能合约可以实现各种复杂的业务逻辑
，如众筹、投票、金融产品等。Solidity语言已经成为
区块链行业的主流编程语言，很多区块链项目都采用
Solidity进行智能合约的开发。
本书详细介绍了区块链的基础知识，以及区块链的
共识算法、智能合约等关键技术，在此基础上介绍
Solidity语言的基础知识和在以太坊平台上用
Solidity语言编写智能合约的开发实例。本书对区块链
技术的介绍通俗易懂、深入浅出，具有初级计算机知识
的读者都能读懂。读者通过学习既可以掌握区块链技术
的基本内容，又能够了解如何使用Solidity语言进行编
程和开发智能合约。
本书由冯柳平负责制定大纲和统稿，并编写第3～6
章；陈澜祯负责编写第1、2章；卢婷婷负责编写第7章
，并对全书的程序进行了编写、调试和运行。北京联合
大学王育坚教授、北京邮电大学刘辰副教授对本书提出
了宝贵意见，在此表示诚挚的感谢。
在本书的编写过程中，参考了国内外有关区块链技
术的文献，所参考的主要文献在参考文献中已列出，如
有遗漏，请多包涵。在此对所有参阅与引用文献的作者
表示诚挚的感谢。本书得到了北京印刷学院校级项目（
项目编号：Ed202002）的资助，在此特表感谢。
由于作者水平有限，区块链的相关技术也在不断发
展，书中不妥之处，敬请读者不吝指正。