區塊鏈：交易系統開發指南（簡體書）

本書使用通俗易懂的語言，從技術的角度詳細介紹了區塊鏈交易系統應有的功能架構及工作原理，讓人們能夠張開雙臂輕鬆地擁抱區塊鏈技術，享受區塊鏈交易系統帶來的驚喜與成就感。本書共分7章，第1～2章主要介紹區塊鏈及數字貨幣的基本概念，以及各種公有鏈的API接口；第3～5章主要介紹區塊鏈交易系統的分類架構及功能；第6章主要介紹區塊鏈交易系統面臨的問題及演進方向；第7章對全書做了總結。本書是作者多年從事區塊鏈交易系統產品研發實踐經驗的概括和總結，實用性和技術指導性較強，可供從事區塊鏈產品研發和區塊鏈交易系統研發的人員參考研究，也可供希望瞭解區塊鏈技術或希望投身于區塊鏈交易系統開發的技術人員學習。本書同樣適用于傳統行業、互聯網金融等一些非區塊鏈行業中從事電子商務、在線購物等其他交易系統產品研發、測試、維護等的技術人員參考學習。

武源文•
北京宏暢通科技有限公司董事長，中關村大數據產業聯盟副秘書長，區塊鏈金融協會副會長，國內大數據領域和產業互聯網發展專家，區塊鏈和大數據領域專家，《區塊鏈世界》《區塊鏈與大數據》的主要作者。
在電信行業有超過20年的工作經驗、10多年的電信行業軟件項目經理經歷，主持開發的系統用戶數據超過5億條。作為武漢長江大數據交易所總經理，主持開發的武漢大數據交易系統支持千萬級用戶的大數據交易。

柏罡•
北京井立通科技有限公司研發經理，數字資產交易系統技術負責人，高級系統架構師。
在軟件行業有13年工作經歷，擁有豐富的金融、保險、電信領域軟件產品設計研發經驗，擁有每日60TB海量數據分析系統設計經驗。

溫江淩•
大數據智能鏈創始人兼CEO，北京大地寶科技發展有限公司CEO，系統分析師。
在軟件行業有23年工作經歷，在電信行業有超過18年的工作經驗，主持開發的系統日處理數據超過3億條。在金融行業量化交易方面有7年工作經驗。

序
交易（transaction）是最基本的經濟活動，也是區塊鏈中最基本的數據結構。我當初學習比特幣技術的時候，對比特幣中的 transaction 數據結構設計狠下過一番工夫進行研究。然而，比特幣中的交易是單向的，只包含了資金側的轉帳支付（transfer/pay），並不包含商品和服務流一側的數據。在理想的通證經濟系統中，交易的雙側都應該表達為通證的流轉，也就是代表價值的通證與代表商品與服務權益的通證在交易中進行原子化的所有權對調（exchange）。
麻煩的是，在中文區塊鏈世界裡，我們把 transaction 翻譯成“交易”，把 exchange 也翻譯成“交易”，這就擺了烏龍。實際上，transaction 在數據庫技術世界中被普遍翻譯為“事務”，強調的是其原子性―要麼保持原狀，要麼完全成功，沒有中間狀態。在 transaction中既包括 transfer/pay，也包括 exchange，還可以有其他更複雜的操作，因此在區塊鏈世界裡，將 transaction 翻譯成“交易”是不合適的。交易，要有來有往，有交有易。所以，exchange才是交易。
支付（transfer/pay）是單向的，而交易（exchange）是雙向的。通證經濟的基礎設施，將會努力將各種價值和權益都通證化，因此在通證經濟中交易表現為兩份通證的對換。你去電商網站購買商品，其實花出去的是數字貨幣，買到的是一張數字合同，這才是這次交易的本質。至於商家通過快遞將商品發送給你，只是對數字合同規定條款的履約行為，是“副作用”。單向的通證流轉（transfer/pay），以及雙向的通證對換交易（exchange），這是未來通證經濟中最基本的兩個事務性操作。後者當然要比前者複雜，但由於包含了完整的交易流信息，因此可以更好地進行驗證、追溯、分析和優化，其價值要比前者高得多。
理解了這一點，我們就會明白，在未來的大多數通證經濟應用場景下，交易（exchange）
將成為最普遍的基本操作。在通證經濟裡，購物是交易，閱讀是交易，發表文章是交易，
投票是交易，可能說句話都是交易。我們甚至可以把本來是支付的操作升級為交易―用
戶的支付行為，實際上是用一筆數字資產交換一個數字收據。這樣一來，我們也可以認為，未來的世界，交易將是泛在（pervasive）的。
然而，看看我們現在的區塊鏈和通證技術圈子，交易這一操作只集中出現在一個場所
中，那就是交易所。而在其他大部分區塊鏈和通證經濟應用中，都回避了雙向的 exchange，
而鍾情於單向的 transfer/pay。在這樣的架構下，從區塊鏈上你只能看到交易的一半，看不到另一半。這顯然不能被視為通證經濟的高級狀態。
我在這裡大膽猜測，未來在每一個區塊鏈和通證經濟應用當中，都需要有交易系統的
功能，或者內置，或者外包，或者服務化，總之，交易系統將無所不在，集合競價的交易
模式將無所不在。也就是說，未來當通證經濟發展到成熟階段的時候，交易系統將不獨為某一類特別組織所有，而是泛在的基礎設施。交易系統技術將成為與 Web 後端一樣被廣泛研究的技術，數以百萬計的開發者將會在這個領域工作。因此，學習和研究交易系統技術，對於今天的技術人員來說，絕對是最具價值的投資之一。
遺憾的是，交易系統開發絕非易事，不但涉及面廣，而且在性能、併發、安全等核心
技術上有極大的挑戰。更糟糕的是，市面上探討交易系統開發技術的資料十分稀缺，高質
量的內容更加少見。
由井通生態團隊編寫的這本開發指南，幾乎是目前市面上唯一一本從開發技術層面闡述交易系統的圖書，可謂本類作品的一個起點。可貴的是，這個起點相當高，這本書不但內容豐富，覆蓋了區塊鏈交易系統的各個方面，而且特別“實誠”，可謂“刀刀見肉”，章章都是實料。我本人並非這個領域的專家，但是翻讀此書，對於交易系統的認識有了很大的提升。如果讀者是一位有經驗的開發者，那麼這本書應該可以引導他走入區塊鏈交易系統開發的大門。
很願意向技術圈的朋友推薦這本書，我相信這本書會在中國區塊鏈和通證經濟的發展
進程中留下自己的印記。

孟岩


前言
在區塊鏈問世的第 10 個年頭，區塊鏈和區塊鏈技術已經越來越多地出現在我們的生活中，越來越深入地改變著我們的價值傳遞方式。區塊鏈交易系統可以為價值傳遞提供安全、可靠、便捷的活動場所，因此也逐漸受到人們的青睞。而如果沒有系統地研究學習過區塊鏈，則很容易被各種抽象概念和複雜的設計理念搞得雲裡霧裡摸不著頭腦。若要想設計搭建一個屬�自己的區塊鏈交易系統，更是無從下手。本書使用通俗易懂的語言，介紹了區塊鏈的基本概念、設計思想，並從技術的角度詳細介紹了區塊鏈交易系統應有的功能架構及工作原理，目的就是揭開區塊鏈交易系統的神秘面紗，填坑清障，指引前行，讓人們能夠張開雙臂輕鬆地擁抱區塊鏈技術，享受區塊鏈交易系統帶來的驚喜與成就感。
本書共分 7 章，第 1～2 章主要介紹區塊鏈及數字貨幣的基本概念，以及各種公有鏈的API 接口；第 3～5 章主要介紹區塊鏈交易系統的分類架構及功能；第 6 章主要介紹區塊鏈交易系統面臨的問題及演進方向；第 7 章對全書做了總結。王春、王萬雲、王亞偉、魏慶偉、潘子鑫、郝運鍇、張慶娜等協助本書作者完成了大量的資料收集和整理工作，計松辰對全書內容進行了統稿。
本書是作者多年從事區塊鏈交易系統產品研發實踐經驗的概括和總結，實用性和技術指導性較強，可供從事區塊鏈產品研發和區塊鏈交易系統研發的人員參考研究，也可供希望瞭解區塊鏈技術或希望投身于區塊鏈交易系統開發的技術人員學習。本書同樣適用于傳統行業、互聯網金融等一些非區塊鏈行業中從事電子商務、在線購物等其他交易系統產品研發、測試、維護等的技術人員參考學習。
在本書出版之際，衷心感謝張少華、李孟傑、郭媛媛、王春、王棟、韓金祺、趙樹理等與我們分享了運營實踐、產品架構設計等多個層面的豐富經驗，並為本書的編寫提出了非常寶貴的意見和建議；感謝在本書編寫過程中給予我們大力支持和幫助的各界人士；感謝電子工業出版社的大力支持。在本書編寫過程中參考了大量的文獻資料，對這些文獻資料的作者表示真誠的謝意。
由於水平有限，書中難免出現紕漏和不妥之處，敬請讀者朋友們批評指正。

第1章 區塊鏈交易基礎........................................................ 1
1.1 區塊鏈概述.................................................................................................................... 1
1.1.1 區塊鏈的定義.......................................................................................................1
1.1.2 區塊鏈的核心原理 ............................................................................................ 3
1.1.3 區塊鏈的特性...................................................................................................... 4
1.2 區塊鏈分類.................................................................................................................... 6
1.2.1 公有鏈.................................................................................................................. 6
1.2.2 私有鏈.................................................................................................................. 7
1.2.3 聯盟鏈.................................................................................................................. 7
1.2.4 其他分類方式.......................................................................................................8
1.3 數字貨幣 .......................................................................................................................8
1.3.1 什麼是數字貨幣 ................................................................................................ 8
1.3.2 數字貨幣與法幣的不同 .................................................................................... 8
1.3.3 數字貨幣的產生和發展 .................................................................................... 9
1.4 數字貨幣交易 ............................................................................................................ 11
1.4.1 數字貨幣交易的特點................................................................................... .....11
1.4.2 數字貨幣成交的基本原則 .............................................................................. 11
1.5 區塊鏈交易系統 ........................................................................................................ 12
1.5.1 區塊鏈交易系統的特點 .................................................................................. 12
1.5.2 區塊鏈交易系統中常見的專業名詞................................................................ 13
.1.6 本章小結 ................................................................................................................... 14
第 2 章 公有鏈及其 API 接口..................................................15
2.1 BTC .............................................................................................................................. 15
2.1.1 BTC 公有鏈的特點........................................................................................... 15
2.1.2 BTC 公有鏈 API 接口..................................................................................... 15
2.2 ETH .............................................................................................................................. 22
2.2.1 ETH 公有鏈的特點........................................................................................... 22
2.2.2 ETH 公有鏈 API 接口..................................................................................... 23
2.3 SWT.............................................................................................................................. 35
2.3.1 SWT 公有鏈的特點 ........................................................................................ 35
2.3.2 SWT 公有鏈 API 接口 .................................................................................. 35
2.4 MOAC.......................................................................................................................... 42
2.4.1 MOAC 公有鏈的特點 ..................................................................................... 42
2.4.2 MOAC 公有鏈 API 接口 .............................................................................. 42
2.5 EOS .............................................................................................................................. 47
2.5.1 EOS 公有鏈的特點 .....................................................................