本书共11章，以工程学视角为切入点，构建了一套从基础理论到实践应用、从技术本质到产业价值的完整知识体系，系统阐释了区块链技术的发展脉络、核心原理及其在数字经济中的支撑作用，内容层层递进逻辑清晰。第1章从工程导论切入，介绍工程学概论、工程项目解决方案与工程伦理和工程师的职业道德为区块链工程化应用奠定基础；第2章初探区块链工程专业建设，明确培养目标与课程体系；第3章至第5章回溯区块链技术的起源与核心原理，介绍比特币的兴起、比特币的工作原理并认识区块链；第6章至第8章介绍区块链的系统架构、区块链技术，以及与区块链相关的理论和技术；第9章探讨区块链技术与新一代信息技术的关系；第10章介绍区块链应用案例；第11章聚焦区块链对数字经济的支撑，展望未来趋势。本书既可作为高等院校区块链工程、计算机科学与技术、电子信息、工程管理等相关专业的教材，也适用于科研人员、工程技术人员及区块链爱好者，帮助读者全面掌握区块链原理与技术，深入理解其与新一代信息技术融合的发展趋势。
李飞，成都信息工程大学教授，2004年任成都信息工程大学信息安全工程学院（现网络空间安全学院）院长，2019年1月任四川成信资产经营有限公司总经理，2022年4月任成都信息工程大学区块链产业学院院长。主要从事计算机网络、信息安全和物联网安全技术等方面的教学与科研工作。近5年，已在国内外期刊发表论文30余篇；发明专利、实用新型专利和软件著作权等30多项，其中关于汽车信息系统安全方面的发明专利23项；主持和承担省部级以上项目5项，横向科研项目十多项，获得四川省科技进步奖二等奖1项，四川省教学成果二等奖1项；主编教材2本。任国家网络安全重大专项评审专家、四川省车联网协会的副主任、成都信息网络安全协会的网络安全等级保护专业委员会主任。
第1章 工程导论 1
1.1 工程学概论 2
1.1.1 工程的定义 2
1.1.2 工程学及其分支 2
1.1.3 工程学与社会的关系 4
1.1.4 工程设计的演化 5
1.2 工程项目解决方案 8
1.2.1 工程项目的开发过程 8
1.2.2 项目解决方案 10
1.2.3 需求分析 11
1.2.4 工程项目的开发 17
1.2.5 项目开发过程中的文档 18
1.2.6 案例介绍 18
1.3 工程伦理和工程师的职业道德 20
1.3.1 工程伦理 20
1.3.2 工程师的职业道德 21
本章小结 22
练习与习题 23
第2章 区块链工程专业建设 24
2.1 区块链工程专业的培养目标和培养要求 25
2.2 区块链工程专业课程体系 26
2.3 区块链人才分类 29
本章小结 30
练习与习题 30
第3章 比特币的兴起 31
3.1 支付方式的发展和货币的本质 31
3.1.1 支付方式的发展 31
3.1.2 货币的本质 33
3.2 比特币的诞生背景 33
3.2.1 纸币的风险 33
3.2.2 比特币的诞生 33
3.2.3 比特币的特点 35
3.3 中心化和去中心化 35
3.4 区块和区块链 37
3.5 哈希算法 39
3.6 区块链的支撑技术 40
本章小结 41
练习与习题 41
第4章 比特币的工作原理 42
4.1 比特币与比特币的数据结构 42
4.1.1 认识比特币 42
4.1.2 比特币的数据结构 43
4.2 矿工与挖矿 46
4.2.1 什么是矿工 46
4.2.2 什么是挖矿 47
4.3 比特币区块链分叉 48
4.4 比特币钱包与地址 50
4.5 UTXO 52
4.5.1 UTXO的背景和意义 52
4.5.2 UTXO的原理 53
4.6 比特币的现状及未来发展 55
本章小结 56
练习与习题 56
第5章 认识区块链 58
5.1 区块链的类型 58
5.1.1 公有链 58
5.1.2 私有链 59
5.1.3 联盟链 60
5.2 区块链与比特币的关系 60
5.3 区块链的共识机制 61
5.3.1 FLP定理和CAP理论 63
5.3.2 拜占庭问题 64
5.3.3 几种常用的共识机制 65
5.3.4 几种共识机制的比较 71
5.4 区块链的影响 73
本章小结 74
练习与习题 74
第6章 区块链的系统架构 75
6.1 区块链基础设施的资源 77
6.1.1 区块链的计算资源 77
6.1.2 区块链的存储资源 77
6.1.3 区块链的网络资源 78
6.2 区块链的数据层 79
6.3 区块链的网络层 80
6.4 区块链的共识层 81
6.5 区块链的激励层 82
6.6 区块链的合约层 82
6.7 区块链的应用层 83
6.8 区块链的安全性和隐私保护 84
6.9 区块链的性能和可扩展性 85
6.10 链接不同区块链的跨链技术 87
本章小结 88
练习与习题 89
第7章 区块链介绍 90
7.1 区块链的发展 90
7.1.1 区块链1.0：数字货币 90
7.1.2 区块链2.0：数字资产和智能合约 91
7.1.3 区块链3.0：分布式应用 91
7.2 区块链的基础技术 93
7.2.1 分布式网络技术 93
7.2.2 加密技术 94
7.2.3 分布式存储技术 95
7.2.4 共识机制 96
7.2.5 智能合约 96
7.3 区块链的特点 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 区块链系统的可靠性 99
7.5 关于区块链的常见误区 100
7.5.1 去中心化与分布式系统的区别 101
7.5.2 区块链与数字货币的区别 102
7.5.3 区块链是一种全新技术的误区 103
7.5.4 区块链无法被黑客攻击的误区 103
7.5.5 区块链适用于所有场景的误区 103
7.5.6 区块链应用必须涉及代币的误区 104
本章小结 105
练习与习题 105
第8章 与区块链相关的理论和技术 107
8.1 区块链平台 107
8.2 P2P网络 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 跨链技术 121
8.12 侧链技术 122
8.13 区块链测试网络 123
8.14 DAO 126
8.15 区块链浏览器 128
8.16 CEX和DEX 129
8.16.1 CEX和DEX的区别 129
8.16.2 CEX的优势 130
8.16.3 DEX的优势 130
8.16.4 常见的CEX和DEX 131
8.17 DeSoc和SocialFi 132
本章小结 134
练习与习题 134
第9章 区块链技术与新一代信息技术的关系 136
9.1 区块链技术与云计算技术 136
9.1.1 云计算技术对区块链技术的支撑作用 136
9.1.2 区块链技术对云计算服务能力的提升 137
9.1.3 区块链技术与云计算技术融合的优势分析 138
9.1.4 区块链技术与云计算技术融合的应用领域 138
9.2 区块链技术与大数据技术 139
9.2.1 大数据技术对区块链技术的支撑作用 139
9.2.2 区块链技术对大数据技术的赋能机制 140
9.2.3 区块链技术与大数据技术融合的核心价值 140
9.2.4 区块链技术与大数据技术融合的典型应用 141
9.3 区块链技术与物联网技术 142
9.3.1 区块链技术与物联网技术融合的优势分析 143
9.3.2 区块链技术与物联网技术融合的应用领域 143
9.4 区块链技术与加密技术 144
9.4.1 加密技术在区块链中的关键作用 144
9.4.2 区块链技术与加密技术融合的功能机制 145
9.4.3 区块链技术与加密技术融合的应用实践 146
9.5 区块链技术与人工智能技术 146
9.5.1 区块链技术与人工智能技术融合的协同价值 147
9.5.2 区块链技术与人工智能技术融合的典型应用 147
9.6 区块链技术和5G移动通信网络 148
9.6.1 区块链技术与5G移动通信网络融合的优势分析 149
9.6.2 区块链技术与5G移动通信网络融合的应用场景 149
本章小结 150
练习与习题 151
第10章 区块链应用案例 152
10.1 航运区块链TradeLens项目 152
10.1.1 航运区块链TradeLens项目的背景和目标 152
10.1.2 航运区块链TradeLens项目的技术架构和实现方案简介 152
10.1.3 小结 153
10.2 区块链在蒙牛乳业管理中的应用 153
10.2.1 蒙牛乳业采用区块链技术的背景 153
10.2.2 区块链在蒙牛乳业管理系统中的作用 154
10.2.3 小结 157
10.3 区块链在电网公司供应链金融服务平台的应用 157
10.3.1 区块链应用于供应链金融服务的优势 157
10.3.2 基于区块链的电网公司供应链金融服务平台 157
10.3.3 小结 160
10.4 基于区块链的海运电子提单系统 160
10.4.1 区块链电子提单的生成 162
10.4.2 区块链电子提单的流转 163
10.4.3 小结 164
10.5 基于区块链的生鲜农产品溯源系统 164
10.5.1 现有生鲜农产品溯源系统的问题 164
10.5.2 基于区块链的生鲜农产品溯源系统的主体类型 165
10.5.3 基于区块链的生鲜农产品溯源系统的架构 165
10.5.4 基于区块链的生鲜农产品溯源系统的交易流程 167
10.5.5 小结 169
10.6 基于区块链的医疗设备采购管理系统 169
10.6.1 基于区块链的医疗设备采购管理系统的架构 170
10.6.2 基于区块链的医疗设备采购管理系统的功能模块 170
10.6.3 基于区块链的医疗设备采购管理系统的业务流程 171
10.6.4 小结 171
10.7 基于区块链的电子政务数据共享系统 171
10.7.1 基于区块链的政务信息共享的架构体系 172
10.7.2 基于区块链的政务信息共享的关键机制 173
10.7.3 小结 176
10.8 基于区块链的能源共享网络 176
10.8.1 新的能源运行模式 176
10.8.2 能源共享网络架构 177
10.8.3 能源共享交易平台的设计 178
10.8.4 小结 179
10.9 基于区块链的融媒体内容版权交易方案 180
10.9.1 方案需求分析 180
10.9.2 方案设计介绍 183
10.9.3 小结 185
本章小结 185
练习与习题 185
第11章 区块链技术对数字经济的支撑 187
11.1 数字经济的兴起背景 187
11.1.1 什么是数字经济 187
11.1.2 中国数字经济的发展 188
11.2 技术进步是数字经济发展的基石 188
11.2.1 云计算：数字经济的底层支撑 189
11.2.2 大数据：数字经济的核心资源 189
11.2.3 人工智能：数字经济的动力引擎 189
11.2.4 区块链：数字经济的信任基石 190
11.3 全球化趋势加速了数字经济的发展 190
11.4 区块链对数字经济的支持 192
11.4.1 区块链可以降低成本、提高效率 192
11.4.2 智能合约增强了交易双方的信任基础 193
11.4.3 区块链不可篡改性的重要性 195
11.4.4 区块链提供便捷的金融服务，促进全球经济发展 196
11.4.5 去中心化的自治组织DAO改变世界 198
11.4.6 区块链是数字经济的基石 200
11.4.7 区块链：新经济时代的底层逻辑 201
11.5 数字经济的未来发展趋势与区块链的关键作用 203
本章小结 205
练习与习题 205
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