前言

区块链技术当前处于快速发展时期，它集成了数学、计算机科学与技术、网络空间安全等多学科领域的前沿创新成果，可有效实现安全、可信、容错的分布式账本。从国家层面，区块链作为核心技术自主创新重要突破口，被列入《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》数字经济重点产业之一。从社会层面，区块链技术应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域，在产品溯源、电子存证和电子政务等方面，保证关键信息的可追溯性、不可篡改性等。从学术层面，区块链技术是目前学术界研究的热点。

北京航空航天大学网络空间安全学院最早于2019年开始面向本科生和研究生开设“区块链原理与技术”课程，每年有200余人选课。为了更好地服务教学和研究，自2019年年初开始着手编写本教材，根据教学效果和区块链技术发展，本书内容也有针对性地做了相应调整。经过近6年的教学实践，本书内容也历经多轮增删，最终得以成书，深感欣慰。

本书共11章。第1～3章主要介绍区块链密码学基础、分布式系统和经典分布式共识；第4～6章分别介绍比特币、以太坊和联盟链；第7～11章分别介绍区块链安全技术、区域链隐私保护技术、区域链去隐私化技术、区域链扩容技术和智能合约。

本书主要有以下特色。

(1) 内容全面，结构合理。编写逻辑清晰，知识点准确且较为完备，涵盖区块链领域的理论基础、实际应用和拓展延伸，能使读者全面而深入地理解区块链原理与技术。

(2) 示例清晰，可读性强。针对具体概念提供了大量清晰且易于理解的解释示例，各章节间有明确的衔接关系和紧密的内在联系，能向读者以易于理解的方式解释抽象的定义与复杂的定理。

(3) 立足前沿，实用性强。立足产学研最新的进展与成果，能有效反映区块链领域的前沿趋势，同时提供了大量实际应用的案例供读者获得实用的知识与技能，帮助读者在实际问题中应用所学的概念或理论。

(4) 精选习题，文献翔实。在每章最后精心斟酌并编排了与正文内容联系紧密的思考题，以加深普通读者对每章内容的理解；同时引用了丰富而优质的参考文献，为有兴趣深入研究的读者提供了进一步扩展知识的方向与资源。

本书可作为信息安全、信息对抗技术、网络空间安全、密码学、计算机科学与技术、软件工程等专业的本科生教材，也可作为网络空间安全、计算机科学与技术、软件工程等学科的研究生教材，还可作为区块链领域工程技术人员的参考书和培训教材。

本书由张宗洋、伍前红、刘建伟编著，张宗洋对全书进行了审校。第1章由张宗洋、伍前红编著，第2～10章主要由张宗洋编著，第11章由张宗洋、刘建伟编著。

在第1章的写作中，感谢博士生周子博给予的支持与帮助；在第2章的写作中，感谢已毕业硕士王卓、硕士生周游给予的支持与帮助；在第3章的写作中，感谢硕士生周游给予的支持与帮助；在第4章的写作中，感谢已毕业硕士王卓、李明哲给予的支持与帮助；在第5章的写作中，感谢已毕业硕士殷佳源给予的支持与帮助；在第6章的写作中，感谢博士生李天宇给予的支持与帮助；在第7章的写作中，感谢王子钰博士、已毕业硕士王卓给予的支持与帮助；在第8章的写作中，感谢已毕业硕士喻辉、孟子钰、硕士生周游给予的支持与帮助；在第9章的写作中，感谢已毕业硕士殷佳源给予的支持与帮助；在第10章的写作中，感谢刘懿中老师、已毕业硕士喻辉、硕士生金钰、史可心给予的支持与帮助；在第11章的写作中，感谢已毕业硕士李彤、硕士生孟子钰给予的支持与帮助；感谢博士生谢思芃、硕士生张岳熙对第4章和第5章提出的改进建议；感谢硕士生金声启、李子航在绘图上给予的支持与帮助；感谢已毕业硕士刘翔宇、硕士生王勋、博士生李威翰在写作格式上给予的支持与帮助。

感谢蒋燕玲教授、关振宇教授、白琳教授、尚涛教授、毛剑教授、高莹副教授、李冰雨副教授、白家驹副教授、杨立群老师、刘懿中老师在工作中给予作者的大力支持和帮助。

本书受国家重点研发计划课题（2022YFB2702702）、国家自然科学基金（62372020、72031001）、北京市自然科学基金海淀原始创新联合基金（L222050）、北京航空航天大学校级教材建设立项基金的资助。

由于作者水平有限，书中难免存在错误和不足之处，恳请广大读者批评指正。

张宗洋2024年4月于北京