任务一 了解区块链技术在航运货物追踪中的应用…………………1
1.1 了解区块链 ……………………………5
1.1.1 区块链概念……………………………5
1.1.2 区块链的诞生……………………………5
1.1.3 区块链的发展历史……………………………5
1.1.4 区块链如何推动航运货物追踪的“改革” ………………6
1.2 区块链技术原理 ……………………………8
1.2.1 区块链的组成……………………………8
1.2.2 区块链的技术原理 ……………………………10
1.2.3 公开透明 ……………………………13
1.2.4 难以篡改……………………………14
1.2.5 集体维护 ……………………………15
1.2.6 去中心化 ……………………………15
1.3 区块链的应用……………………………16
1.3.1 区块链的分类 ……………………………16
1.3.2 数字货币 ……………………………17
1.3.3 供应链管理 ……………………………17
1.3.4 金融科技 ……………………………18
1.3.5 区块链在航运中的应用 ……………………………19
任务二 了解FISCO BCOS区块链平台……………………23
2.1 认识FISCO BCOS ……………………………27
2.2 FISCO BCOS架构模型……………………………28
2.3 FISCO BCOS关键特性 ……………………………35
2.4 FISCO BCOS关键技术 ……………………………37
2.5 FISCO BCOS安全方案 ……………………………39
2.6 FISCO BCOS社区工具……………………………40
任务三 搭建第一个区块链网络 ……………………………43
3.1 基础环境搭建……………………………47
3.1.1 安装VMware 虚拟机 ……………………………47
3.1.2 安装Ubuntu ……………………………47
3.2 搭建多群组 FISCO BCOS 联盟链……………………………52
3.2.1 星形拓扑与并行多组 ……………………………52
3.2.2 安装Ubuntu 依赖……………………………53
3.2.3 使用build_chain.sh开发部署工具…………………53
3.2.4 控制台配置&启动……………………………57
3.2.5 通过控制台发送交易 ……………………………59
任务四 Solidity 语言基础……………………………65
4.1 Solidity开发环境准备 ……………………………73
4.2 Solidity基础语法 ……………………………76
4.2.1 合约结构 ……………………………78
4.2.2 基本数据类型 ……………………………84
4.2.3 全局变量与函数 ……………………………99
4.2.4 运算符……………………………108
4.3 常用语句 ……………………………115
4.3.1 表达式语句……………………………115
4.3.2 赋值语句……………………………116
4.3.3 条件分支语句……………………………117
4.3.4 循环语句……………………………118
4.3.5 break 语句 ……………………………120
4.3.6 continue语句 ……………………………121
4.3.7 return语句 ……………………………121
4.4 合约 ……………………………122
4.4.1 创建合约……………………………122
4.4.2 可见性和getter函数 ……………………………124
4.4.3 函数修改器……………………………127
4.4.4 constant和immutable状态变量……………………………129
4.4.5 函数……………………………130
4.4.6 事件……………………………137
4.4.7 错误和回退语句……………………………138
4.4.8 继承……………………………139
4.4.9 抽象合约……………………………145
4.4.10 接口 ……………………………145
4.4.11 库 ……………………………146
4.4.12 UsingFor ……………………………148
任务五 WeBASE 搭建和使用 ……………………………155
5.1 环境准备 ……………………………159
5.1.1 部署原则……………………………159
5.1.2 检查安装依赖……………………………159
5.2 服务搭建 ……………………………160
5.2.1 安装包获取与解压……………………………160
5.2.2 复制SDK 证书文件 ……………………………161
5.3 WeBASE部署 ……………………………161
5.3.1 检查依赖包……………………………162
5.3.2 获取部署安装包……………………………163
5.3.3 修改配置文件……………………………163
5.3.4 完成WeBASE 部署 ……………………………164
5.3.5 服务运行的检查……………………………165
5.3.6 可视化 IDE平台……………………………167
5.3.7 WeBASE应用场景……………………………168
任务六 开发区块链应用……………………………175
6.1 制订开发文档 ……………………………181
6.1.1 需求分析……………………………181
6.1.2 区块链框架和技术的选择……………………………183
6.1.3 应用架构和流程设计……………………………184
6.2 账户概述 ……………………………186
6.2.1 账户的特点、类型和使用场景……………………………186
6.2.2 国密与非国密账户……………………………187
6.3 使用脚本创建账户 ……………………………188
6.3.1 获取脚本……………………………188
6.3.2 使用脚本生成PEM格式私钥……………………………189
6.3.3 使用脚本生成PKCS12格式私钥……………………………190
6.4 账户的使用 ……………………………190
6.5 账户地址的计算 ……………………………191
6.5.1 生成 ECDSA密钥 ……………………………191
6.5.2 根据公钥计算地址……………………………191
6.6 使用WeBASE开发第一个智能合约……………………………192
6.6.1 编写HelloWorld 智能合约……………………………192
6.6.2 创建测试用户……………………………194
6.6.3 部署和调用HelloWorld智能合约……………………………196
任务七 货运追踪区块链应用开发……………………………203
7.1 货运追踪系统需求分析 ……………………………207
7.2 使用Remix IDE开发货运追踪区块链应用 ………………………………………207
7.2.1 在Remix IDE 中创建工作空间和智能合约文件…………………………210
7.2.2 使用struct 创建对象 ……………………………210
7.2.3 建立对象列表……………………………211
7.2.4 使用constructor函数初始化合约……………………………211
7.2.5 添加创建货物函数……………………………212
7.2.6 添加注册买家函数……………………………212
7.2.7 添加货物库存管理函数……………………………212
7.2.8 添加查询函数……………………………213
7.2.9 添加创建订单函数……………………………214
7.2.10 创建发货函数 ……………………………214
7.2.11 创建确认收货函数 ……………………………214
7.3 货运追踪区块链应用的使用……………………………215
任务八 区块链发展的展望……………………………225
8.1 区块链与大数据 ……………………………229
8.1.1 区块链技术为大数据的安全存储与隐私保护提供了有力保障…………229
8.1.2 区块链的不可篡改性确保大数据的真实性和可信度……………………229
8.1.3 区块链技术为大数据的共享与交换提供了便捷通道……………………229
8.1.4 区块链技术使数据资产交易成为可能……………………………………230
8.1.5 区块链与大数据结合的创新应用案例……………………………………230
8.1.6 区块链与大数据的发展……………………………230
8.2 区块链与元宇宙 ……………………………231
8.2.1 区块链与元宇宙……………………………231
8.2.2 案例分析……………………………232
8.2.3 区块链与元宇宙的发展……………………………234
8.3 区块链与虚拟现实 ……………………………235
8.4 人工智能带来的改变 ……………………………236
8.5 区块链与万物互连 ……………………………239
8.5.1 区块链改善物联网的安全性和可信度……………………………………240
8.5.2 区块链加强物联网数据的隐私保护……………………………241
8.5.3 物联网提供可靠的数据输入，增强区块链的价值………………………242
8.5.4 物联网中的设备付费和结算……………………………243
8.5.5 区块链与万物互连的应用……………………………244
8.6 总结 ……………………

张连超，唐山海运职业学院智能工程学院副院长，硕士研究生学历，副教授、高级工程师，先后任职IBM中国西北地区服务工程师、北大青鸟环宇消防设备股份有限公司唐山分公司技术经理、泰山保险管理岗等职位，多次参加和指导学生参加国家级、省级技能大赛，获得国家级三等奖2次、省级二等奖4次、省级三等奖6次，2023年入选全国职业技能大赛区块链赛项专家库，多次受邀作为国家、省级技能竞赛裁判，主持厅级以上课题4 项、校级课题 1 项，发表论文7篇，其中EI工程检索2篇。