数据结构 - 机器学习

本章在常见的Ubuntu14.04Desktop64bit操作系统上，采用Docker容器技术来快速安装和配置私有节点，用比特币测试网络（bitcoin-testnet）作为开发试验环境，以Node.js程序语言为例子，说明如何调用比特币钱包节点提供的RPC接口服务，实现一些涉及比特币区块链的具体应用功能。RPC（RemoteProcedureCall）即远程过程调用协议，是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。在Bitcoin的Wiki网页上面（https://en.bitcoin.it/wiki/API_reference_（JSON-RPC））可以看到，除了Node.js外还有很多种语言都可以调用Bitcoin的RPC，读者可以参考

这里我们以常用的MicrosoftWindows764bit桌面操作系统为例，安装OracleVMVirtualBox虚拟机支持软件，来进一步安装Ubuntu14.04Desktop64bit版操作系统，作为基础开发环境。6.1.1　下载和安装OracleVMVirtualBoxOracleVMVirtualBox是一款开源的虚拟机软件。对于需要跨不同操作环境开发代码的开发人员是一个很有用的工具。由于VirtualBox允许在一台计算机上运行多个虚拟操作系统（如Solaris、Windows、DOS、Linux、OS/2Warp、BSD等），开发人员只需在不同桌面窗口之间进行切换即可轻松切换操作系统。1）从网址https://www.virtualbox.org

本节以比特币测试网络作为开发试验环境，解析比特币交易（Transaction）的数据结构，并以Node.js为例来说明如何自行组织特定需要的交易数据，并在签名后广播，最终被矿工节点确认生效。6.2.1　了解比特币的“交易”数据结构交易是比特币系统的信息载体和最小单元，而块（Block）就是将若干个这样的“交易”基础单元“打包装箱”，贴上“封条”，再按一定的机制和先后顺序将这些块串联起来，就构成了区块链（Blockchain）。对于基于比特币区块链的应用开发，“交易”是最直接用到，也是最关键的数据结构。除了“交易”外，还需要掌握比特币区块链相关的一些基础术语的含义，包括钱包的私钥、公钥和地址、区块、区块链等，这些在本书前面的章节已有深入介绍。在本节我们侧重对“交易”的数据结构做更深入的

本节以比特币测试网络作为开发试验环境，结合Node.js实现开源项目ODIN的标识注册功能，说明如何利用多重签名交易形式来嵌入自定义数据，签名广播后，再被矿工节点确认存入区块链后，最终能被读取、解析，得到注册结果。这样就实现了一个从写入区块链到从区块链读取的完整过程。6.3.1　将ODIN标识注册到区块链上的实例解析ODIN是OpenDataIndexName即“开放数据索引命名标识”的缩写，第10章中会介绍ODIN更多的技术细节。广义上说，ODIN是指在网络环境下标识和交换数据内容索引的一种开放式系统。ODIN的实现关键是把数据嵌入比特币交易的多重签名输出数据块中，对于1-of-N输出，每个数据块的第1个公钥固定是发送者的，第2~N个公钥的地址空间用来存放编码的ODI

在第1章中，我们首先通过一个例子将读者引入区块链的世界，之后详尽地介绍了区块链的背景、基础知识以及构架，并深层次地分析了区块链背后的技术以及所遇到的问题。在这一章中，我们将介绍在未来区块链技术发展中最重要的应用场景，即智能合约的实现。在第2章中，我们曾经介绍过一个重要的区块链应用平台——以太坊。众所周知，在以太坊平台上，最重要的应用就是设计部署智能合约。那什么是智能合约？智能合约能做什么？如何在以太坊上部署智能合约呢？在这一章中，我们将结合具体的案例逐一解答这些问题。7.1　智能合约简介7.1.1　什么是智能合约虽然在法律范畴上来说，智能合约是否是一个真正意义上的合约还有待研究确认，但在计算机科学领域，智能合约是指一种计算机协议，这类协议一旦制定和部署就能实现自我执行（self-exec

8.1　超级账本项目简介8.1.1　项目背景以比特币为代表的加密数字货币获得了巨大成功，活跃用户数量和交易量逐年增长。人们也渐渐意识到区块链技术的潜在价值，它不仅可以用作比特币的底层技术，还能够应用到更多的业务场景中。因而出现了很多利用比特币公有链的新型应用，如资产登记、公证等。但比特币的公有链无法克服自身固有的一些问题，例如，交易效率很低，整个网络吞吐量大约只有每秒7笔左右，而且每笔交易需要60分钟以上才能确认；另外就是交易的确定性（finality）问题也无法保证，从理论上讲，每个区块都是没有最终确定的。这些问题使得比特币的公有链不能满足大多数商业应用的要求。为了克服上述不足，设计适合商用的区块链平台成为迫在眉睫的事情。在各界强烈的呼声中，Linux基金会于2015年12

8.2.1　项目概述Fabric（编织品）项目的目标是实现一个通用的权限区块链（PermissionedChain）的底层基础框架。为了适用于不同的场合，采用模块化架构，提供可切换和可扩展的组件，包括共识算法、加密安全、数字资产、记录仓库、智能合约和身份鉴权等服务。Fabric克服了比特币等公有链项目的缺陷，如吞吐量低、无隐私性、无最终确定性以及共识算法低效等，使得用户能够方便地开发商业应用。在超级账本联盟成立之前，IBM公司就已经开源了一个叫作“开放区块链”（OpenBlockchain，OBC）项目。在联盟成立之后，IBM把OBC项目约44000行代码贡献给了Linux基金会，这部分代码成为了Fabric的代码的主要组成部分。在2016年3月的一次黑客松编程活动中

SawtoothLake（锯齿湖）是由超级账本联盟成员英特尔（Intel）公司发起的分布式账本平台试验项目，最初发布的时候称为intelledger，在进入超级账本项目后，更名为“锯齿湖”，该名称来源于美国爱达荷州锯齿山上著名的高山湖。SwatoothLake是第2个进入超级账本孵化状态的提案。在超级账本中同时孵化功能相近、设计和实现不同的多个项目，目的是促进更深入地探索各类问题需求和各项目的适配场景。因此，在这些项目的后期，不排除有互相合并或集成的可能。8.3.1　项目概述锯齿湖提供了一个构建、部署和运行分布式账本的高度模块化平台，功能上有其独特的地方。如，锯齿湖分离了账本和交易，使两者成为松耦合的关系；提出了交易家族的概念，能够扩展到不同的商业领域；适合权限或无权限区

本章阐述加密货币和区块链领域常见的一些问题，并且结合TheDAO项目，分析部分问题的产生原因和应对方法。其中，加密货币部分较多地使用比特币作为典型的例子来说明相关的原理。

像比特币这样加密货币（Cryptocurrency），因为采用无政府的去中心化方式发行，大多数国家都不承认它是合法的货币，在法律上没有偿还性和强制性等货币特点。例如，中国人民银行就明确表示，比特币不属于货币，而是属于可以交易的虚拟商品，国内所有金融机构不得开展与比特币相关的业务。尽管如此，比特币和以太币等加密货币还是具备了流通性、可支付性、稀缺性等货币的基本特征。传统货币的拥有人可以把货币存在银行里，或者通过钞票等实物形式用于支付。加密货币则不同，基本上由持有人自己保管账号的数字信息。在比特币的系统里面，账号是由椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）中的公钥，经过哈希变换，再加上校验码而生成的一串数字，通常是一个33或34位的Base58编码字符，例如：16UwLL9Risc3Q