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編輯推薦： 本书是一本区块链技术入门指南，内容涵盖密码学数学基础（包括有限域、椭圆曲线、椭圆曲线密码学）、序列化工具、交易数据的结构与传输，以及数字签名的构造与验证等。通过本书，读者将学习如何使用这种流行的加密货币及其区块链支付系统背后的基础知识，包括数学、密码学、区块、网络等。 內容簡介： 本书是一本区块链技术入门指南，内容涵盖密码学数学基础（包括有限域、椭圆曲线、椭圆曲线密码学）、序列化工具、交易数据的结构与传输，以及数字签名的构造与验证等。通过本书，读者将学习如何使用这种流行的加密货币及其区块链支付系统背后的基础知识，包括数学、密码学、区块、网络等。 關於作者： Jimmy Song 是一位拥有20多年经验的开发人员，其中有5年的时间从事比特币的相关工作。 他是 bitcointechtalk.com 的编辑，也为杂志 Bitcoin Magazine撰稿，同时也是 Blockchain Capital 的合伙人以及得克萨斯州大学比特币编程课程的授课教师。 Jimmy 是Bitcoin Core（比特币核心）以及其他比特币相关项目的开发贡献者。 他也曾是比特币钱包Armory的技术副总裁。 目錄： 前言1 第1章 有限域11 学习更高等的数学11 有限域的定义12 定义有限集合12 使用Python构建有限域13 练习114 模运算14 Python的模运算16 有限域的加法和减法16 练习218 使用Python编写有限域的加法和减法18 练习319 有限域的乘法和指数运算19 练习420 练习520 使用Python编写乘法20 练习620 使用Python编写指数运算21 练习721 有限域的除法21 练习823 练习923 重新定义指数运算24 总结25 第2章 椭圆曲线26 定义26 使用Python编写椭圆曲线31 练习132 练习232 点的加法32 点加法的性质35 实现点加法37 练习338 x1≠x2时的点加法38 练习440 实现x1≠x2时的点加法40 练习540 P1 = P2时的点加法40 练习642 实现P1 = P2时的点加法42 练习742 实现另一个特例42 总结43 第3章 椭圆曲线密码学44 实数域上的椭圆曲线44 有限域上的椭圆曲线45 练习146 实现有限域上的椭圆曲线46 有限域上的点加法48 实现有限域上的点加法49 练习249 练习349 椭圆曲线的标量乘法49 练习451 再议标量乘法51 数学上的群52 恒等元53 封闭性53 可逆性54 交换律54 结合律55 练习556 实现标量乘法56 定义比特币的曲线58 使用secp256k159 公钥密码学61 签名和验证61 雕刻靶坐标62 验证的细节64 验证签名65 练习666 编程实现签名验证66 签名的细节67 创造签名67 练习768 编程实现消息签名68 总结70 第4章 序列化72 未压缩的SEC格式72 练习173 压缩的SEC格式73 练习277 DER签名77 练习379 Base5879 转录你的公钥79 练习481 地址格式81 练习582 WIF格式82 练习683 再议大端序和小端序83 练习783 练习883 练习984 总结84 第5章 交易85 交易的组成85 版本号87 练习188 输入88 解析脚本92 练习292 输出93 练习394 时间锁94 练习495 练习595 实现交易的序列化96 交易手续费96 计算交易手续费98 练习698 总结98 第6章 Script99 Script机制99 Script如何运作100 几个操作符的例子101 实现操作符101 练习1102 解析脚本字段102 实现一个Script解析工具和序列化工具103 合并脚本字段105 实现合并命令集106 标准脚本106 p2pk107 实现脚本计算110 栈元素的本质112 练习2113 p2pk的缺陷113 使用p2pkh修复问题114 p2pkh114 脚本可以被任意构建118 练习3120 脚本的使用121 练习4121 SHA-1 Pin躠ta122 总结122 第7章 交易的创建与验证123 验证交易123 校验交易输入是否可用123 校验交易输入的总和与交易输出的总和124 校验签名125 练习1129 练习2129 校验交易的全部内容129 创建交易129 构建交易130 制作交易132 签名交易133 练习3134 在测试链上创建你自己的交易134 练习4135 练习5135 总结135 第8章 支付到脚本哈希交易136 裸多签136 实现OP_CHECKMULTISIG140 练习1140 裸多签的问题141 支付到脚本哈希141 实现p2sh147 更复杂的脚本148 地址148 练习2149 练习3149 p2sh签名验证149 练习4152 练习5152 总结152 第9章 区块153 创块交易153 练习1154 签名脚本154 BIP0034155 练习2156 区块头156 练习3157 练习4157 练习5157 版本号157 练习6158 练习7159 练习8159 父区块159 默克尔根159 时间戳159 工作量160 序号160 工作量证明160 矿工如何生成新的哈希161 计算目标161 练习9162 计算难度162 练习10163 校验工作量证明163 练习11163 计算难度调整163 练习12165 练习13165 总结165 第10章 比特币网络通信166 网络消息166 练习1168 练习2168 练习3168 解析payload168 练习4169 网络握手170 连接到比特币网络170 练习5172 获取区块头信息173 练习6174 区块头响应174 总结176 第11章 简单支付验证177 动机177 默克尔树178 默克尔树的父哈希179 练习1180 默克尔父节点层数180 练习2181 默克尔根181 练习3182 区块中的默克尔根182 练习4183 默克尔树的使用183 默克尔块184 默克尔树结构186 练习5187 实现默克尔树187 默克尔块命令192 练习6193 标记位和哈希的使用193 练习7197 总结197 第12章 布隆过滤器198 什么是布隆过滤器198 练习1200 布隆过滤器进阶200 BIP0037布隆过滤器201 练习2203 练习3203 载入一个布隆过滤器203 练习4204 获取默克尔块204 练习5205 获取相关交易205 练习6206 总结206 第13章 隔离见证207 支付到见证公钥哈希207 交易的延展性207 修复延展性问题208 p2wpkh交易209 p2sh-p2wpkh212 实现p2wpkh和p2sh-p2wpkh交易216 支付到见证脚本哈希220 p2sh-p2wsh223 实现p2wsh和p2sh-p2wsh交易228 其他方面的改善230 总结230 第14章 高级主题和进阶231 推荐的学习主题231 钱包231 支付通道和闪电网络232 贡献代码232 推荐的项目233 测试链钱包233 区块链浏览器233 网上商店233 工具库234 寻找工作234 总结234 附录 练习答案235 內容試閱： 本书将讨论比特币技术的基本内容。书中不包含有关货币、经济学以及社会进程的比特币话题，但是了解比特币背后的工作原理将给我们带来对各种可能性的深入洞察。当下有一种在不真正了解的情况下大肆鼓吹比特币和区块链的趋势。这本书将是这种趋势的“解药”。 毕竟现在有许多关于比特币的书籍，它们有的涵盖了比特币的历史与经济方面，有的提供了详细的技术说明。本书讲解如何编写一个包含所有必要组件的比特币库，以此让人们了解比特币。在本书中，编写这样一个库并不是为了使其完美或高效，而是为了让读者学习比特币技术。 本书的适用人群 本书适用于想通过编写代码来学习比特币的程序员。他们将通过从零开始编写比特币库的基础组件来学习比特币，但本书并不能用作查询某些特征细节的参考书。 书中大部分的内容都取自我教授开发者比特币知识的为期两天的讲座课程。在写作本书的过程中，我已经讲授过20多次该课程，学生超过400人。 当你读完这本书后，你将不仅会创建一笔交易，而且能够从连接节点中获取所有你需要的数据，然后通过网络发送一笔交易。本书涵盖了完成该行为所需的所有知识，从数学基础到解析数据,再到比特币网络连接和最后进行的区块验证。 预备知识 阅读本书的前提条件是你了解编程语言，尤其是Python。比特币库本身是用Python 3编写的，许多练习都可以在特定的环境（如Jupyter笔记本）中完成。熟练掌握Python有助于阅读本书，但即使只具有Python的基础知识也足以学习书中的许多概念。 阅读本书也需要一定的数学知识，第1章和第2章介绍了与本书相关的数学概念，非数学专业的人可能不熟悉这些概念。拥有代数知识应足以帮你理解新概念，并完成这些章节中涵盖的练习。 诸如哈希函数这样的常见计算机科学知识将派上用场，但这些知识对于完成本书中的练习并不是必需的。 本书的结构 本书共分为14章。每一章都是在前一章的基础上构建的，因此我们能从头至尾了解构建比特币库的全过程。粗略地说，第1～4章建立我们需要的数学工具。第5～8章介绍交易，这是比特币的基本单位。第9～12章介绍区块和网络。最后两章涵盖一些高级主题，但实际上并不需要你编写代码。 第1章和第2章介绍我们需要的一些数学知识。 要了解第3章中的椭圆曲线密码学，需要有限域和椭圆曲线知识。在第3章后半部分介绍了公钥密码学之后，第4章增加了解析和序列化，这是存储和传输加密文本的方式。 第5章介绍交易的结构。第6章介绍比特币背后的智能合约语言Script。第7章以前面的章节为基础，展示如何基于前面四章中的椭圆曲线密码学来验证和创建一笔交易。第8章建立支付到脚本哈希（p2sh）交易的工作方式，这是一种制作更强大的智能合约的方式。 第9章介绍区块，它是一组有序交易。第10章介绍比特币中的网络通信。第11章和第12章讨论一个轻节点或者一个无法访问整个区块链的软件如何向存储整个区块链的节点请求数据或向其广播数据。 第13章介绍隔离见证，这是2017年推出的比特币软件向后兼容的升级。第14章提供进一步研究的建议。这两章是选读章节，希望为你学习更多知识提供一个起点。 第1～12章的练习要求你从头开始构建库。答案在本书附录和GitHub存储库（https：github.comjimmysongprogrammingbitcoin）的相应章节目录中。你将编写许多Python类，不仅要验证交易区块，还要创建自己的交易并将其广播到网络上。 第12章中的最后一个练习特别要求你连接到测试链上的另一个节点，计算你可以花的钱，构造和签名交易，然后在网络上广播。前11章为你完成此练习打下了基础。 你的代码需要通过很多单元测试。本书是按照这种方式设计的，因此你可以写一些代码中的“有趣”部分。为了帮助你进步，我们将在整个过程中加入大量代码和图表。 配置 为了充分利用本书，你需要创建一个环境，在其中可以运行示例代码并进行练习。以下是设置这一环境所需的步骤： 1. 在你的机器上安装Python 3.5或者更高版本： Windows https：www.python.orgftppython3.6.2python-3.6.2-amd64.exe macOS https：www.python.orgftppython3.6.2python-3.6.2-macosx10.6.pkg Linux 请查看你的版本文档（许多Linux版本如Ubuntu都预先安装了Python 3.5以上的版本）。 2. 通过下载脚本安装pip工具，下载网址为https：bootstrap.pypa.ioget-pip.py。 3. 使用Python 3运行该脚本： $ python3 get-pip.py 4. 安装Git工具。下载及安装该工具的方式可以在https：git-scm.comdownloads上找到。 5. 下载本书的源代码： $ git clone https：github.comjimmysongprogrammingbitcoin $ cd programmingbitcoin 6. 安装virtualenv工具： $ pip install virtualenv 7. 安装Python依赖： LinuxmacOS $ virtualenv -p python3 .venv $ . .venvbinactivate .venv $ pip install -r requirements.txt Windows C：\programmingbitcoin virtualenv -p C：\PathToYourPythonInstallation\Python.exe .venv C：\programmingbitcoin .venv\Scripts\activate.bat C：\programmingbitcoin pip install -r require

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