前言

2017年年初，IBM宣布在德國慕尼黑設立物聯網事業部，旨在圍繞區塊鏈、安全，通過Watson物聯網技術，從嵌在機器、汽車、無人駕駛飛機、滾珠軸承、設備部件甚至醫院中的數十億傳感器中獲取實時數據，構建全新的物聯網。

身處物聯網行業的我，隱約感覺到區塊鏈將會成為新的研究方向，為傳統行業帶來新的助力。隨后，我查閱了大量相關資料，想盡可能多地了解區塊鏈。一個偶然的機會，我結識了南京一家區塊鏈初創公司的技術負責人，并受邀加入他們的團隊，開始全身心投入區塊鏈行業中。

我的初始工作圍繞以太坊開源項目展開，范圍包括白皮書、黃皮書、源碼、工具、共識算法、智能合約、雷電網絡、零知識證明等。短短幾個月的時間，我學習到的新知識比過去幾年加起來還要多。沒過幾個月，本書的另外兩位作者史欽鋒和程杰也加入團隊，并一起成立了以太坊技術研究小組。在大家的共同努力下，我們從理論到實踐，完整地總結出一套借助以太坊技術實現區塊鏈應用落地的技術方案。

一路走來，我們深深感受到區塊鏈理論涉及的概念之多，技術涉及的門類之廣。這對于一個初學者來說實屬不易。另外，一些不法分子利用區塊鏈技術創新之名，行招搖撞騙、擄掠錢財之實。作為相關從業人員，我們有能力，也有必要盡自己的微薄之力，將自己所學和心得體會用文字記錄下來，讓廣大的讀者客觀理性地認識這個新事物。如若讀者能就其中一兩點產生共鳴，激發創新、創造的熱情，那實在是意外的收獲。

本書僅僅針對以太坊開源項目。回想筆者的工作經歷，雖然也接觸過其他項目，但總體比較來看，以太坊是最適合初學者入門的技術棧。因為以太坊技術社區在全球范圍最完善，參考資料多；以太坊核心團隊最具備極客精神，開發速度快；以太坊主網上線運行時間長，經歷了最嚴苛的安全性檢驗；以太坊的目標最遠大，它要成為世界的計算機。

本書共分11章。書中不僅歸納總結了以太坊項目的整體現狀，也對未來的發展和技術走向進行了總體預測和分析。

第1章 從比特幣說起，談以太坊項目的起源，對項目整體情況做了概述。

第2章 從理論入手，介紹了以太坊知識體系的諸多概念，比如密碼學、共識和圖靈完備特性。

第3章 從架構入手，介紹了以太坊設計的整體思路、模塊劃分以及核心功能實現。

第4章 討論共識，共識是區塊鏈最核心的問題，共識的設計也是區塊鏈的難點所在。從PoW到PoA，再到PoS，我們比較了各種共識算法的優缺點，也分析了不同算法的適用場景。

第5～7章 圍繞智能合約展開討論。智能合約是以太坊的最大創新點，它將區塊鏈變成了可以服務任何行業、任何場景的可編程平臺。從開發步驟、技術原理到底層實現，覆蓋了智能合約軟件支持的方方面面。對于偏向區塊鏈技術應用的開發者，我們建議將學習重點放在第5章；對于偏向底層的區塊鏈協議開發者，相信第6、7章會帶給你不少收獲。

第8章 指導讀者熟練掌握以太坊周邊的工具，在不開發代碼的情況下，完成與以太坊網絡的交互。

第9章 介紹了以太坊技術的企業級應用以及企業以太坊聯盟的標準化進展。

第10章 對跨鏈方案進行了探討。由于目前跨鏈技術還不成熟，本章僅對大體的技術方向做了介紹。跨鏈也被視為后以太坊時代的區塊鏈技術熱點，將引領區塊鏈3.0時代的到來。

第11章 分析了以太坊現階段面臨的發展瓶頸，并對可能的解決方案進行了展望。

本書內容包羅萬象，有項目概述、架構設計、實現細節和開發方法，適合對區塊鏈理論和實現感興趣的讀者閱讀，也適合作為技術手冊，供讀者遇到具體問題時查閱參考。由于區塊鏈技術發展迅速，水平有限，書中難免存在錯誤或不當之處，希望得到廣大讀者的批評指正。后續，我們將通過線上專欄（https://zhuanlan.zhihu.com/c_210509549）的方式，保持和讀者的溝通，并針對大家感興趣的話題進行討論。

感謝帶領我進入區塊鏈行業的技術大咖Denny，感謝曾經一起工作的同事，也感謝為本書出版費盡心血的華章出版社的各位老師。在本書的編寫過程中，占用了很多陪伴家人的時間，但得到了家人充分的鼓勵與支持，深深地感謝他們。

王欣