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aelf区块链应用架构指南

作者: 杜行舟著 , 孟繁轲著 , 郝玉琨著

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2020-11

版次: 1

ISBN: 9787111664338

定价: 99.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 280页

分类: 计算机与互联网

5 张插图图片

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《aelf区块链应用架构指南》旨在引导区块链应用开发者，基于aelf 框架构建可支撑商业应用的分布式 App。内容从分布式技术体系入手，从区块链业务建模思维方法、设计原则、技术决策和原型开发的角度，以典型的存证业务及去中心、多中心治理等场景为例，对基于 aelf 技术体系的领域分析、架构设计、性能及部署设计活动的工具方法进行阐述。具体涉及 aelf 区块链平台技术体系、智能合约及跨链资源体系、业务系统性能测评以及aelf 技术生态与治理。本书在各模块中穿插介绍了主流区块链系统的技术原理与发展历史，并详细介绍了aelf 框架的技术实现，帮助读者从不同角度、多方面地理解区块链。

《aelf区块链应用架构指南》以“理论牵引例程，技术支撑场景”为逻辑原则，在特定技术的介绍中通过概念示意图、业务模型图、数据流图等形式，结合伪代码示例及程序运行数据，指导区块链应用产品设计及DApp 软件产品的全生命周期研发。

《aelf区块链应用架构指南》的主要读者对象为分布式技术行业从业人员（包括产品经理及开发人员）、相关研究方向的高校师生等。目前，aelf 开源生态已初具规模，自aelf 框架的preview 版本发布以来，开源社区热度激增。本书编写过程获得了aelf 官方团队的大力支持，通过丰富的技术理念和完备的例程，为aelf 区块链应用开发者的技术研发工作提供了丰富的指导。杜行舟
区块链技术研发及项目管理工程师，清华大学注册系统工程师认证资格获得者，长期从事分布式系统架构研究及相关项目研发，组织研发的BEHM装备协作保障平台原型系统获第三届中国区块链开发大赛三等奖。aelf社区技术爱好者。
孟繁轲
区块链系统工程师，2014年投身区块链创业，持续探索研究区块链底层技术与商业应用场景。熟悉区块链应用，精通区块链底层原理，对区块链应用场景有深入的思考。拥有多项区块链领域的技术专利。熟悉企业级市场，精通云计算与分布式存储，主导设计过大规模分布式存储系统。擅长深入浅出地介绍区块链技术原理与应用场景。aelf社区技术爱好者。
郝玉琨
上海万向区块链股份公司高级总监，工信部区块链专家，伦敦帝国理工学院访问研究员，IEEE 计算机协会区块链和分布式记账委员会秘书长，组织研发的基于区块链的智能集装箱运营管理系统获首届中国区块链开发大赛特等奖。参与了《区块链参考架构》《区块链数据格式规范》《区块链隐私计算服务指南》等国内标准的制定，以及IEEE、ISO/TC307区块链国际标准的制定，拥有区块链、分布式系统等领域的多项技术专利。aelf社区技术爱好者。目录

序

前言

第1 章分布式：从多中心到去中心【入门：概念综述】／1

1.1 传统分布式架构体系／2

1.2 基于令牌的分布式协同达成／4

1.3 现有主流区块链系统的共识机制／5

1.3.1 PoW 机制／5

1.3.2 PoS/DPoS 机制／5

1.3.3 PBFT 机制／6

1.4 分布式数据存储体系―扩展与合并／7

1.5 aelf 解决方案的亮点／10

1.5.1 技术优势／10

1.5.2 应用优势／12

第2 章区块链思维方法【入门：理论剖析】／14

2.1 区块链技术特性：以早期方案为例／15

2.1.1 密钥对／15

2.1.2 区块／16

2.1.3 共识／17

2.1.4 开源闭源争议／18

2.2 区块链数据存储―账本与记账模式／20

2.3 区块链存证与溯源／22

2.3.1 存证、溯源的业务核心／22

2.3.2 区块链的天然优势／23

2.4 可信区块链存证业务设计：信任的技术解构／24

2.4.1 存证有效性证明／24

2.4.2 数据与哈希／25

2.5 区块链分布式业务执行／26

2.6 多中心&去中心治理：不止于分布式存储／28

2.6.1 分布式数据存储／28

2.6.2 分布式业务执行／29

2.7 业务流与资金流价值协同／30

第3 章 aelf 区块链平台架构【进阶：行业平台】／32

3.1 准备aelf 开发环境／33

3.2 额外依赖：支持aelf 源码、合约构建／36

3.2.1 Windows 构建工具／36

3.2.2 Git 安装指引／37

3.2.3 开发框架“.NET Core SDK”安装指引／37

3.2.4 ProtoBuf 依赖安装指引／38

3.3 运行aelf 节点／39

3.3.1 运行单节点／39

3.3.2 运行多节点／41

3.3.3 构建/生成并运行源码／45

3.4 运行一条aelf 侧链／49

3.5 aelf 地址系统／51

3.6 aelf 交易／52

3.7 aelf 区块架构／53

3.8 aelf 提供的Web API 说明／54

3.8.1 Blockchain 类API／55

3.8.2 反序列化类API／64

3.8.3 Net 类API／65

3.8.4 Web API 数据类型定义／67

第4 章 aelf 构建分布式原型平台【进阶：行业实例】／76

4.1 区块链浏览器API／77

4.1.1 区块浏览类API／77

4.1.2 交易浏览类API／80

4.1.3 TPS 性能记录API／83

4.2 aelf 命令行工具／85

4.2.1 命令行工具介绍／85

4.2.2 选项详细介绍／90

4.2.3 命令详细介绍／92

4.2.4 关于aelf-bridge／107

4.3 通过SDK 构建与aelf 交互的DApp／112

4.3.1 SDK 典型调用例程／113

4.3.2 SDK 对Web API 的调用／115

4.3.3 SDK 中的AElf.wallet 交互／122

4.3.4 SDK 的其他细节／124

4.4 一个可供参考的示例项目／125

4.4.1 定义业务模型／125

4.4.2 业务交易签名与发起／128

4.4.3 交易数据检索／131

第5 章 aelf 智能合约系统【高级：领域分析】／133

5.1 智能合约业务与鉴权／134

5.1.1 架构／134

5.1.2 编写与部署／135

5.1.3 调用／137

5.1.4 执行与校验／137

5.1.5 常见问题／141

5.2 aelf 智能合约架构／144

5.2.1 架构总览／144

5.2.2 链交互／145

5.2.3 运行时环境与执行／148

5.2.4 SDK／149

5.2.5 服务／149

5.2.6 事件／150

5.2.7 消息／151

5.3 开发部署aelf 合约／151

5.3.1 配置脚手架／152

5.3.2 第一个合约：实现／155

5.3.3 第一个合约：测试／164

5.3.4 第一个合约：部署／169

5.3.5 第一个合约：前端／171

5.3.6 合约上下文／175

5.3.7 内联合约调用／178

5.4 aelf 合约标准（ACS）：多业务域资源隔离／182

5.4.1 ACS0：创世合约／183

5.4.2 ACS1：手续费信息／184

5.4.3 ACS2：并行资源信息／184

5.4.4 ACS3：提案与审批／184

5.4.5 ACS4：共识机制／185

5.4.6 ACS5：方法调用阈值／186

5.4.7 ACS6：随机数生成器／186

5.4.8 ACS7：跨链／186

5.4.9 ACS8：合约费用／187

5.5 C# 合约SDK／187

5.5.1 CSharpSmartContractContext／187

5.5.2 CSharpSmartContract／191

5.6 要求和限制／192

5.6.1 项目要求／192

5.6.2 架构限制与要求／193

5.6.3 命名空间与类型限制／197

5.6.4 其他限制／200

第6 章 aelf 跨链资源体系【高级：领域架构】／201

6.1 跨链交互：组织级价值分配／202

6.1.1 为什么需要跨链／202

6.1.2 跨链面临的问题／205

6.2 跨链原理与方案：分配设计／206

6.2.1 比特币框架的HTLC 方案／206

6.2.2 BTC Relay 方案与默克尔证明／208

6.3 aelf 跨链实现：分布式资源动态协同／210

6.3.1 设计思路／211

6.3.2 架构／211

6.3.3 数据流／213

6.3.4 跨链验证／214

6.4 部署aelf 侧链／215

6.4.1 编辑配置文件／216

6.4.2 启动主链节点／219

6.4.3 创建侧链提案／219

6.4.4 启动侧链节点／228

6.5 aelf 跨链价值分配的设计／228

6.5.1 跨链价值传输／228

6.5.2 创建转账／229

6.5.3 在目标链上接收转账／229

6.5.4 跨链验证交易／230

第7 章 aelf 系统优化与云部署【高级：性能设计】／233

7.1 aelf 操作系统与内核：面向底层瓶颈／234

7.2 基于aelf 的业务设计思路／235

7.3 aelf 集群化测评：打造高性能分布式系统／236

7.3.1 测评设计／237

7.3.2 测评场景定义／239

7.3.3 测评环境搭建与部署／240

7.3.4 测评结果／242

7.3.5 测评结论／246

7.4 aelf 开源贡献与DevOps／246

7.4.1 aelf 开源项目开发／246

7.4.2 aelf
内容简介:
《aelf区块链应用架构指南》旨在引导区块链应用开发者，基于aelf 框架构建可支撑商业应用的分布式 App。内容从分布式技术体系入手，从区块链业务建模思维方法、设计原则、技术决策和原型开发的角度，以典型的存证业务及去中心、多中心治理等场景为例，对基于 aelf 技术体系的领域分析、架构设计、性能及部署设计活动的工具方法进行阐述。具体涉及 aelf 区块链平台技术体系、智能合约及跨链资源体系、业务系统性能测评以及aelf 技术生态与治理。本书在各模块中穿插介绍了主流区块链系统的技术原理与发展历史，并详细介绍了aelf 框架的技术实现，帮助读者从不同角度、多方面地理解区块链。

《aelf区块链应用架构指南》以“理论牵引例程，技术支撑场景”为逻辑原则，在特定技术的介绍中通过概念示意图、业务模型图、数据流图等形式，结合伪代码示例及程序运行数据，指导区块链应用产品设计及DApp 软件产品的全生命周期研发。

《aelf区块链应用架构指南》的主要读者对象为分布式技术行业从业人员（包括产品经理及开发人员）、相关研究方向的高校师生等。目前，aelf 开源生态已初具规模，自aelf 框架的preview 版本发布以来，开源社区热度激增。本书编写过程获得了aelf 官方团队的大力支持，通过丰富的技术理念和完备的例程，为aelf 区块链应用开发者的技术研发工作提供了丰富的指导。
作者简介:
杜行舟
区块链技术研发及项目管理工程师，清华大学注册系统工程师认证资格获得者，长期从事分布式系统架构研究及相关项目研发，组织研发的BEHM装备协作保障平台原型系统获第三届中国区块链开发大赛三等奖。aelf社区技术爱好者。
孟繁轲
区块链系统工程师，2014年投身区块链创业，持续探索研究区块链底层技术与商业应用场景。熟悉区块链应用，精通区块链底层原理，对区块链应用场景有深入的思考。拥有多项区块链领域的技术专利。熟悉企业级市场，精通云计算与分布式存储，主导设计过大规模分布式存储系统。擅长深入浅出地介绍区块链技术原理与应用场景。aelf社区技术爱好者。
郝玉琨
上海万向区块链股份公司高级总监，工信部区块链专家，伦敦帝国理工学院访问研究员，IEEE 计算机协会区块链和分布式记账委员会秘书长，组织研发的基于区块链的智能集装箱运营管理系统获首届中国区块链开发大赛特等奖。参与了《区块链参考架构》《区块链数据格式规范》《区块链隐私计算服务指南》等国内标准的制定，以及IEEE、ISO/TC307区块链国际标准的制定，拥有区块链、分布式系统等领域的多项技术专利。aelf社区技术爱好者。
目录:
目录

序

前言

第1 章分布式：从多中心到去中心【入门：概念综述】／1

1.1 传统分布式架构体系／2

1.2 基于令牌的分布式协同达成／4

1.3 现有主流区块链系统的共识机制／5

1.3.1 PoW 机制／5

1.3.2 PoS/DPoS 机制／5

1.3.3 PBFT 机制／6

1.4 分布式数据存储体系―扩展与合并／7

1.5 aelf 解决方案的亮点／10

1.5.1 技术优势／10

1.5.2 应用优势／12

第2 章区块链思维方法【入门：理论剖析】／14

2.1 区块链技术特性：以早期方案为例／15

2.1.1 密钥对／15

2.1.2 区块／16

2.1.3 共识／17

2.1.4 开源闭源争议／18

2.2 区块链数据存储―账本与记账模式／20

2.3 区块链存证与溯源／22

2.3.1 存证、溯源的业务核心／22

2.3.2 区块链的天然优势／23

2.4 可信区块链存证业务设计：信任的技术解构／24

2.4.1 存证有效性证明／24

2.4.2 数据与哈希／25

2.5 区块链分布式业务执行／26

2.6 多中心&去中心治理：不止于分布式存储／28

2.6.1 分布式数据存储／28

2.6.2 分布式业务执行／29

2.7 业务流与资金流价值协同／30

第3 章 aelf 区块链平台架构【进阶：行业平台】／32

3.1 准备aelf 开发环境／33

3.2 额外依赖：支持aelf 源码、合约构建／36

3.2.1 Windows 构建工具／36

3.2.2 Git 安装指引／37

3.2.3 开发框架“.NET Core SDK”安装指引／37

3.2.4 ProtoBuf 依赖安装指引／38

3.3 运行aelf 节点／39

3.3.1 运行单节点／39

3.3.2 运行多节点／41

3.3.3 构建/生成并运行源码／45

3.4 运行一条aelf 侧链／49

3.5 aelf 地址系统／51

3.6 aelf 交易／52

3.7 aelf 区块架构／53

3.8 aelf 提供的Web API 说明／54

3.8.1 Blockchain 类API／55

3.8.2 反序列化类API／64

3.8.3 Net 类API／65

3.8.4 Web API 数据类型定义／67

第4 章 aelf 构建分布式原型平台【进阶：行业实例】／76

4.1 区块链浏览器API／77

4.1.1 区块浏览类API／77

4.1.2 交易浏览类API／80

4.1.3 TPS 性能记录API／83

4.2 aelf 命令行工具／85

4.2.1 命令行工具介绍／85

4.2.2 选项详细介绍／90

4.2.3 命令详细介绍／92

4.2.4 关于aelf-bridge／107

4.3 通过SDK 构建与aelf 交互的DApp／112

4.3.1 SDK 典型调用例程／113

4.3.2 SDK 对Web API 的调用／115

4.3.3 SDK 中的AElf.wallet 交互／122

4.3.4 SDK 的其他细节／124

4.4 一个可供参考的示例项目／125

4.4.1 定义业务模型／125

4.4.2 业务交易签名与发起／128

4.4.3 交易数据检索／131

第5 章 aelf 智能合约系统【高级：领域分析】／133

5.1 智能合约业务与鉴权／134

5.1.1 架构／134

5.1.2 编写与部署／135

5.1.3 调用／137

5.1.4 执行与校验／137

5.1.5 常见问题／141

5.2 aelf 智能合约架构／144

5.2.1 架构总览／144

5.2.2 链交互／145

5.2.3 运行时环境与执行／148

5.2.4 SDK／149

5.2.5 服务／149

5.2.6 事件／150

5.2.7 消息／151

5.3 开发部署aelf 合约／151

5.3.1 配置脚手架／152

5.3.2 第一个合约：实现／155

5.3.3 第一个合约：测试／164

5.3.4 第一个合约：部署／169

5.3.5 第一个合约：前端／171

5.3.6 合约上下文／175

5.3.7 内联合约调用／178

5.4 aelf 合约标准（ACS）：多业务域资源隔离／182

5.4.1 ACS0：创世合约／183

5.4.2 ACS1：手续费信息／184

5.4.3 ACS2：并行资源信息／184

5.4.4 ACS3：提案与审批／184

5.4.5 ACS4：共识机制／185

5.4.6 ACS5：方法调用阈值／186

5.4.7 ACS6：随机数生成器／186

5.4.8 ACS7：跨链／186

5.4.9 ACS8：合约费用／187

5.5 C# 合约SDK／187

5.5.1 CSharpSmartContractContext／187

5.5.2 CSharpSmartContract／191

5.6 要求和限制／192

5.6.1 项目要求／192

5.6.2 架构限制与要求／193

5.6.3 命名空间与类型限制／197

5.6.4 其他限制／200

第6 章 aelf 跨链资源体系【高级：领域架构】／201

6.1 跨链交互：组织级价值分配／202

6.1.1 为什么需要跨链／202

6.1.2 跨链面临的问题／205

6.2 跨链原理与方案：分配设计／206

6.2.1 比特币框架的HTLC 方案／206

6.2.2 BTC Relay 方案与默克尔证明／208

6.3 aelf 跨链实现：分布式资源动态协同／210

6.3.1 设计思路／211

6.3.2 架构／211

6.3.3 数据流／213

6.3.4 跨链验证／214

6.4 部署aelf 侧链／215

6.4.1 编辑配置文件／216

6.4.2 启动主链节点／219

6.4.3 创建侧链提案／219

6.4.4 启动侧链节点／228

6.5 aelf 跨链价值分配的设计／228

6.5.1 跨链价值传输／228

6.5.2 创建转账／229

6.5.3 在目标链上接收转账／229

6.5.4 跨链验证交易／230

第7 章 aelf 系统优化与云部署【高级：性能设计】／233

7.1 aelf 操作系统与内核：面向底层瓶颈／234

7.2 基于aelf 的业务设计思路／235

7.3 aelf 集群化测评：打造高性能分布式系统／236

7.3.1 测评设计／237

7.3.2 测评场景定义／239

7.3.3 测评环境搭建与部署／240

7.3.4 测评结果／242

7.3.5 测评结论／246

7.4 aelf 开源贡献与DevOps／246

7.4.1 aelf 开源项目开发／246

7.4.2 aelf

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