DAG區(qū)塊鏈技術(shù)：原理與實(shí)踐

序一 

序二 

序三 

序四 

前言 

第1章　區(qū)塊鏈基礎(chǔ)1 

1.1　區(qū)塊鏈簡介1 

1.1.1　基本概念1 

1.1.2　分類3 

1.1.3　應(yīng)用與價(jià)值3 

1.2　區(qū)塊鏈相關(guān)技術(shù)簡介4 

1.2.1　底層通信技術(shù)4 

1.2.2　共識(shí)技術(shù)6 

1.2.3　智能合約6 

1.2.4　加密與簽名6 

1.2.5　匿名保護(hù)7 

1.3　DAG區(qū)塊鏈8 

1.3.1　起源8 

1.3.2　DAG區(qū)塊鏈與單鏈技術(shù)的對(duì)比8 

1.3.3　DAG區(qū)塊鏈的優(yōu)勢與價(jià)值9 

1.4　本章小結(jié)10 

第2章　DAG區(qū)塊鏈通信機(jī)制11 

2.1　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念和技術(shù)11 

2.1.1　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)11 

2.1.2　P2P對(duì)等網(wǎng)絡(luò)19 

2.1.3　網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)24 

2.2　IOTA通信機(jī)制28 

2.2.1　網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及特性28 

2.2.2　掩碼認(rèn)證消息29 

2.2.3　交易隱私保護(hù)34 

2.3　Byteball通信機(jī)制37 

2.3.1　Byteball網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)37 

2.3.2　Byteball網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信協(xié)議38 

2.3.3　Byteball加密通信原理與實(shí)現(xiàn)40 

2.3.4　Byteball私有不可追蹤的支付41 

2.4　InterValue通信機(jī)制42 

2.4.1　網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)42 

2.4.2　大規(guī)模組網(wǎng)方法43 

2.4.3　匿名通信機(jī)制44 

2.4.4　跨鏈通信機(jī)制46 

2.5　本章小結(jié)49 

第3章　DAG區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制50 

3.1　IOTA共識(shí)機(jī)制50 

3.1.1　Tangle確認(rèn)規(guī)則50 

3.1.2　輕量化的PoW52 

3.1.3　蒙特卡洛馬爾可夫鏈52 

3.1.4　雙花問題54 

3.2　Byteball共識(shí)機(jī)制56 

3.2.1　單元確認(rèn)規(guī)則56 

3.2.2　主鏈57 

3.2.3　穩(wěn)定點(diǎn)擴(kuò)展 58 

3.2.4　雙花問題58 

3.3　Hashgraph共識(shí)機(jī)制59 

3.3.1　Gossip協(xié)議59 

3.3.2　witness選擇60 

3.3.3　投票規(guī)則62 

3.3.4　雙花問題64 

第4章　DAG區(qū)塊鏈的智能合約65 

4.1　Byteball智能合約65 

4.1.1　Smart Payments簡介66 

4.1.2　Smart Payments原理68 

4.1.3　實(shí)戰(zhàn)Byteball智能合約75 

4.2　DAG圖靈完備智能合約探索86 

4.2.1　DAG圖靈完備智能合約的挑戰(zhàn)87 

4.2.2　Vite項(xiàng)目90 

4.2.3　InterValue項(xiàng)目92 

4.3　本章小結(jié)94 

第5章　DAG區(qū)塊鏈中的密碼學(xué)技術(shù)95 

5.1　DAG區(qū)塊鏈中的Hash函數(shù)95 

5.1.1　Hash函數(shù)的基本模型95 

5.1.2　SHA256密碼算法97 

5.1.3　SHA3計(jì)劃勝選Hash函數(shù)99 

5.1.4　中國商用密碼Hash函數(shù)SM3101 

5.1.5　Merkle哈希樹103 

5.2　DAG區(qū)塊鏈中的非對(duì)稱加密機(jī)制104 

5.2.1　RSA加密算法104 

5.2.2　EIGamal公鑰加密算法107 

5.2.3　橢圓曲線公鑰加密算法108 

5.3　區(qū)塊鏈中的數(shù)字簽名機(jī)制110 

5.3.1　RSA數(shù)字簽名110 

5.3.2　DSA數(shù)字簽名111 

5.3.3　ECDSA數(shù)字簽名112 

5.3.4　EIGamal數(shù)字簽名113 

5.3.5　SM2數(shù)字簽名114 

5.3.6　Schnorr數(shù)字簽名116 

5.3.7　特殊數(shù)字簽名117 

5.3.8　零知識(shí)證明122 

5.4　后量公鑰密碼體制124 

5.4.1　基于Hash函數(shù)抗量子密碼124 

5.4.2　基于糾錯(cuò)碼抗量子密碼125 

5.4.3　多變量密碼125 

5.4.4　格密碼126 

第6章　DAG區(qū)塊鏈安全原理與實(shí)踐130 

6.1　區(qū)塊鏈安全介紹131 

6.1.1　背景131 

6.1.2　威脅模型132 

6.1.3　安全目標(biāo)132 

6.2　數(shù)據(jù)安全與防護(hù)133 

6.2.1　交易匿名133 

6.2.2　隱私保護(hù)133 

6.3　算法安全與分析134 

6.3.1　簽名算法134 

6.3.2　共識(shí)機(jī)制135 

6.3.3　智能合約135 

6.4　代碼安全與緩解136 

6.4.1　模糊測試137 

6.4.2　符號(hào)執(zhí)行137 

6.4.3　自動(dòng)化漏洞挖掘138 

6.4.4　攻擊緩解139 

6.5　基礎(chǔ)設(shè)施安全威脅與防護(hù)140 

6.6　典型漏洞分析與實(shí)踐141 

6.6.1　重入漏洞141 

6.6.2　訪問控制漏洞143 

6.6.3　整數(shù)溢出漏洞146 

6.6.4　底層函數(shù)返回值未檢查漏洞148 

6.6.5　拒絕服務(wù)漏洞149 

6.6.6　隨機(jī)性不當(dāng)漏洞150 

6.6.7　提前交易漏洞151 

6.6.8　時(shí)間篡改漏洞152 

6.6.9　短地址漏洞153 

6.7　區(qū)塊鏈生態(tài)安全的未來155 

6.8　本章小結(jié)155 

第7章　IOTA詳解156 

7.1　IOTA原理分析156 

7.1.1　IOTA簡介156 

7.1.2　IOTA數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)157 

7.1.3　IOTA系統(tǒng)穩(wěn)定性分析162 

7.1.4　IOTA安全性分析166 

7.2　IOTA實(shí)戰(zhàn)開發(fā)172 

7.2.1　IOTA錢包安裝 172 

7.2.2　IOTA API176 

7.2.3　IOTA私有測試鏈搭建180 

7.2.4　第一個(gè)簡單小程序184 

7.2.5　IOTA應(yīng)用實(shí)例186 

第8章　Byteball詳解189 

8.1　Byteball原理分析189 

8.1.1　Byteball簡介189 

8.1.2　Byteball區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)190 

8.1.3　Byteball地址和腳本192 

8.1.4　Byteball網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)199 

8.1.5　Byteball應(yīng)用方法203 

8.2　Byteball實(shí)戰(zhàn)開發(fā)211 

8.2.1　Byteball安裝部署211 

8.2.2　Byteball應(yīng)用實(shí)例218 

8.3　本章小結(jié)220 

第9章　InterValue詳解222 

9.1　InterValue原理分析222 

9.1.1　InterValue簡介222 

9.1.2　InterValue數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)228 

9.1.3　InterValue共識(shí)機(jī)制233 

9.1.4　InterValue智能合約241 

9.1.5　InterValue安全機(jī)制245 

9.1.6　InterValue匿名通信技術(shù)250 

9.2　InterValue生態(tài)圈251 

9.2.1　InterValue跨鏈技術(shù)和多鏈融合252 

9.2.2　全節(jié)點(diǎn)適配器多鏈融合253 

9.2.3　InterValue跨鏈通信254 

9.2.4　InterValue跨鏈資產(chǎn)交換255 

9.2.5　InterValue跨鏈資產(chǎn)轉(zhuǎn)移256 

9.3　本章小結(jié)256 

第10章　DAG區(qū)塊鏈與區(qū)塊鏈3.0生態(tài)259 

10.1　DAG區(qū)塊鏈鏈上應(yīng)用259 

10.1.1　分布式社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用259 

10.1.2　分歧合約應(yīng)用260 

10.1.3　文件存儲(chǔ)網(wǎng)格應(yīng)用261 

10.2　DAG區(qū)塊鏈應(yīng)用場景262 

10.2.1　應(yīng)用場景概述262 

10.2.2　實(shí)物資產(chǎn)交易確權(quán)264 

10.2.3　去中心化旅行服務(wù)平臺(tái)264 

10.2.4　資產(chǎn)分紅權(quán)利交易區(qū)塊鏈266 

第11章　DAG區(qū)塊鏈展望269 

11.1　從1.0到4.0269 

11.2　未來展望270