区块链与数据共享_闾海荣等著_9787121455148

区块链是计算机科学领域近年来热门的研究方向，数字中国是数字时代推进中国式现代化的重要引擎，数据共享则是数字中国建设的重要支撑。本书既有区块链与数据共享方面的理论介绍，也有实验方法、应用系统架构与实践方面的经验分享，在强调理论的同时，注重实践与应用。第1～2章为概述，主要介绍数据和数据共享的相关背景；第3～4章侧重基础理论，分别介绍与数据共享相关的区块链和隐私保护技术；第5章侧重工程实现，剖析数据共享平台SOLAR的架构设计与关键代码编写；第6～9章侧重行业应用实践，分别介绍通用意义的数据交易平台、医疗数据共享，并拓展到知识与数据共建共享，分析其架构设计以及区块链和隐私计算技术的应用；第10章对未来的应用进行展望。本书可作为高等院校计算机、区块链和其他信息学科相关专业的教材，也可供对区块链、数据共享和数字经济感兴趣的研究人员和工程技术人员阅读参考。

前言

2020年年初，写下本书扉页的时候，我们正处在一个特殊的历史背景下——新冠疫情在全球开始流行；而2023年年初，本书写作与编辑工作基本结束的时候，我们已经基本摆脱了新冠疫情的束缚。令人欣慰的是，我国GDP总量在2020年首次突破100万亿元，达到全年2.2%的经济增速。光鲜的GDP数据背后依靠的是数字经济（尤其在远程办公和数字抗疫方面）的高速发展。

大数据、区块链、人工智能、云计算、物联网等新一代信息技术正对人类社会的发展起着越来越重要的作用。从网络热搜也能看出这些新兴技术的关注度：我们在谷歌上搜索“大数据”，大概可以得到8.62亿条结果；搜索“区块链”时，大概可以得到652万条结果；搜索“数据共享”时，大概可以得到333万条结果。

可以说，数据承载和记录了人类社会从萌芽到信息爆炸时代的文明印记，从结绳记事时期到当前的大数据时代，都离不开数据的身影。数据在维基百科中被描述为“关于一个或多个人或物体的一组定性或定量变量”，人们在提到包罗万象的数据时，为了充分体现其5V特性，即Volume（容量）、Velocity（速率）、Variety（多样性）、Value（价值）、Veracity（真实性），往往会默认为“大数据”（Big Data）。

而区块链具备一个传奇故事的所有要素：神龙见首不见尾的作者，开创性的应用，一石激起千层浪的社会反响。我们不知道，当神秘的作者中本聪敲下第一行区块链代码时，他是否能够想象自己的代码创造出了新奇的、充满活力的新时代。现在提到区块链，人们已逐步从虚拟货币转化为关注技术本身。未来，区块链缔造的价值将与数据共生。2023年2月份，中共中央、国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》指出，建设数字中国是数字时代推进中国式现代化的重要引擎，是构筑国家竞争新优势的有力支撑。加快数字中国建设，对全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴具有重要意义和深远影响。要强化数字中国关键能力，一是构筑自立自强的数字技术创新体系，二是筑牢可信可控的数字安全屏障。区块链与数据共享技术，都是强化数字中国关键能力的有力支撑。

市面上区块链相关书籍已经很多，有科普性质的，也有开发性质的。本书的作者团队有幸负责或参与研发了几个与区块链和隐私计算相关的数据共享系统，也在联邦学习、知识图谱等领域进行了深入研究，这为本书的创作提供了很好的素材和知识、经验方面的积累。与其他区块链书籍相比，本书既有区块链与数据共享方面的理论介绍，也有实验方法、应用系统架构和实践方面的经验分享，在强调理论的同时注重实践和应用。

本书的第1、2章为概述，主要介绍数据和数据共享的相关背景；第3、4章侧重基础理论，分别介绍与数据共享相关的区块链和隐私保护技术；第5章侧重工程实现，剖析了数据共享平台SOLAR的架构设计与关键代码；第6～9章侧重行业应用实践，分别介绍通用意义的数据交易平台、医疗数据共享，并拓展到知识与数据共建共享，分析其架构设计以及区块链和隐私计算技术的应用；第10章对未来的应用进行展望。

本书在撰写过程中，除了署名的闾海荣、钟军、郑灵、李艳，参与编写人员还包括周容辰、许瑞坤、石顺中、沈运恒、陶焜等，也得到了非常多师长、同事和朋友的帮助。感谢清华大学数基生命创新群体首席科学家张学工教授，给我宽松的研究环境、学术指导，并在多个医工交叉方向国家重点研发计划项目中应用了我们的研究成果，也感谢清华大学江瑞教授在学术研究方面持续的帮助和支持；感谢深时数字地球国际大科学计划的首席科学家王成善院士和周成虎院士的指导，以及孙旭东、诸云强、杜震洪、罗斌等博士的支持，本书在知识与数据共建共享章节中参考了团队的部分设计成果；感谢翼方健数的罗震博士、霍尼科的唐建锋博士和福建省大数据集团的徐晓清女士，授权我引用其设计案例；感谢福州数据技术研究院的陈阳红、李艺晖等，以及清华大学的研究生王天亨、王丰等，协助我进行了大量校稿和图片设计工作；感谢福州数据技术研究院的服务团队，给我提供了良好的写作环境；感谢本书的编辑章海涛先生，在我一再拖稿的情况下，对我保持了足够的耐心，并给予了鼓励；最后，由衷地感谢我的父母，以及我的妻子和女儿，他们对我毫无保留的支持，让我得以从工业界回到学术界，做自己喜欢的工作。

本书的撰写得到了国家自然科学基金会“原创探索计划”项目NSFC42050101、国家重点研发计划“生物与信息融合”项目2022YFF1202403、国家自然科学基金会“生物信息学创新群体”项目NSFC61721003，以及福建省引才“百人计划”项目的支持，在此一并表示感谢。

需要说明的是，本书是一本面向工程应用实践教学的教科书或参考读物，书中对区块链技术和隐私保护技术的核心理论进行了介绍，对技术细节并未大篇幅展开介绍，需要对这两部分深入了解的同学，可以阅读相关专业书籍或相关论文。此外，本书写作过程中参详了大量的团队和项目组内部沟通交流材料，我们进行了溯源以追踪到原始材料的出处，尽可能详细罗列了参考文献并标注了引用，但仍有可能有遗漏或错误之处，欢迎各位读者提出建议、反馈和指正。

作者

2023年3月

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