區(qū)塊鏈?zhǔn)怯嬎銠C(jī)科學(xué)領(lǐng)域近年來熱門的研究方向，數(shù)字中國是數(shù)字時代推進(jìn)中國式現(xiàn)代化的重要引擎，數(shù)據(jù)共享則是數(shù)字中國建設(shè)的重要支撐。本書既有區(qū)塊鏈與數(shù)據(jù)共享方面的理論介紹，也有實驗方法、應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)與實踐方面的經(jīng)驗分享，在強調(diào)理論的同時，注重實踐與應(yīng)用。第1～2章為概述，主要介紹數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)共享的相關(guān)背景；第3～4章側(cè)重基礎(chǔ)理論，分別介紹與數(shù)據(jù)共享相關(guān)的區(qū)塊鏈和隱私保護(hù)技術(shù)；第5章側(cè)重工程實現(xiàn)，剖析數(shù)據(jù)共享平臺SOLAR的架構(gòu)設(shè)計與關(guān)鍵代碼編寫；第6～9章側(cè)重行業(yè)應(yīng)用實踐，分別介紹通用意義的數(shù)據(jù)交易平臺、醫(yī)療數(shù)據(jù)共享，并拓展到知識與數(shù)據(jù)共建共享，分析其架構(gòu)設(shè)計以及區(qū)塊鏈和隱私計算技術(shù)的應(yīng)用；第10章對未來的應(yīng)用進(jìn)行展望。 本書可作為高等院校計算機(jī)、區(qū)塊鏈和其他信息學(xué)科相關(guān)專業(yè)的教材，也可供對區(qū)塊鏈、數(shù)據(jù)共享和數(shù)字經(jīng)濟(jì)感興趣的研究人員和工程技術(shù)人員閱讀參考。
閭海榮，副研究員，清華大學(xué)信息國家實驗室生物信息學(xué)研究部主任助理，中國心胸血管麻醉學(xué)會醫(yī)療與信息技術(shù)專業(yè)委員會委員，中國研究型醫(yī)院學(xué)會醫(yī)療信息化分會智慧醫(yī)療專業(yè)委員會委員，中國醫(yī)療救援學(xué)會青年科學(xué)家委員會委員，研究方向：人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用，如醫(yī)療影像分析，人機(jī)交互，個人生命大數(shù)據(jù)等。
目 錄
第1章 引論1
1.1 數(shù)據(jù)的前世今生1
1.1.1 樸素的記錄時代1
1.1.2 數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代2
1.1.3 數(shù)字孿生時代3
1.2 共享是怎么發(fā)展的4
1.2.1 共享——古老的美德4
1.2.2 數(shù)據(jù)孤島7
1.2.3 共享經(jīng)濟(jì)8
1.3 當(dāng)數(shù)據(jù)成為生產(chǎn)要素10
1.4 數(shù)據(jù)遇上共享，我們能做什么12
本章小結(jié)13
習(xí)題113
參考文獻(xiàn)13
第2章 數(shù)據(jù)共享的現(xiàn)狀15
2.1 政策因素15
2.1.1 支持政策15
2.1.2 約束政策17
2.2 困難和挑戰(zhàn)18
2.2.1 數(shù)據(jù)權(quán)問題18
2.2.2 隱私保護(hù)問題21
2.2.3 價值流動閉環(huán)問題23
本章小結(jié)26
習(xí)題227
參考文獻(xiàn)27
第3章 區(qū)塊鏈與數(shù)據(jù)共享技術(shù)29
3.1 區(qū)塊鏈背景介紹29
3.1.1 區(qū)塊鏈的概念29
3.1.2 區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程32
3.1.3 區(qū)塊鏈抽象模型34
3.1.4 區(qū)塊鏈分類39
3.2 區(qū)塊鏈的技術(shù)架構(gòu)43
3.2.1 數(shù)據(jù)層43
3.2.2 網(wǎng)絡(luò)層48
3.2.3 共識層50
3.2.4 激勵層54
3.2.5 合約層55
3.2.6 應(yīng)用層56
3.3 區(qū)塊鏈技術(shù)的拓展57
3.3.1 應(yīng)用拓展57
3.3.2 性能拓展58
3.3.3 跨鏈兼容62
3.4 區(qū)塊鏈的經(jīng)典框架63
3.4.1 以太坊63
3.4.2 Hyperledger Fabric66
3.4.3 EOS73
3.4.4 IOTA74
3.4.5 Filecoin75
3.4.6 BAFFLE78
3.5 基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享技術(shù)78
3.5.1 區(qū)塊鏈自身難適應(yīng)數(shù)據(jù)共享場景79
3.5.2 區(qū)塊鏈實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享安全性優(yōu)化79
本章小結(jié)80
習(xí)題380
參考文獻(xiàn)81
第4章 隱私保護(hù)與數(shù)據(jù)共享技術(shù)83
4.1 隱私保護(hù)簡介83
4.1.1 隱私概念和數(shù)據(jù)匿名84
4.1.2 隱私衡量方法86
4.1.3 隱私保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)88
4.1.4 數(shù)據(jù)發(fā)布隱私保護(hù)89
4.1.5 數(shù)據(jù)存儲隱私保護(hù)90
4.1.6 數(shù)據(jù)分析隱私保護(hù)93
4.1.7 比特幣和區(qū)塊鏈的隱私保護(hù)94
4.2 零知識證明100
4.2.1 零知識證明的基本原理100
4.2.2 交互式零知識證明102
4.2.3 非交互式零知識證明103
4.3 同態(tài)計算105
4.3.1 同態(tài)加密的定義、安全性和簡單實例105
4.3.2 同態(tài)加密的主要類型106
4.4 安全多方計算108
4.4.1 安全多方計算的基本概念和數(shù)學(xué)模型108
4.4.2 安全多方計算的應(yīng)用場景與案例介紹 110
4.4.3 混淆電路110
4.4.4 不經(jīng)意傳輸112
4.4.5 秘密共享113
4.5 聯(lián)邦學(xué)習(xí)114
4.5.1 聯(lián)邦學(xué)習(xí)概述115
4.5.2 聯(lián)邦學(xué)習(xí)的擴(kuò)展和性能提升116
4.5.3 聯(lián)邦學(xué)習(xí)的應(yīng)用119
4.5.4 聯(lián)邦學(xué)習(xí)中的隱私保護(hù)解決方案119
4.5.5 基于差分隱私的隱私保護(hù)120
4.5.6 基于安全多方計算的隱私保護(hù)121
4.6 隱私保護(hù)的其他技術(shù)122
4.6.1 基于屬性加密122
4.6.2 可搜索加密124
4.6.3 代理重加密125
本章小結(jié)128
習(xí)題4129
參考文獻(xiàn)129
第5章 數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)解析與實現(xiàn)133
5.1 數(shù)據(jù)共享簡介133
5.1.1 數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)產(chǎn)品定義133
5.1.2 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)共享模式134
5.1.3 數(shù)據(jù)共享趨勢與問題135
5.2 可信數(shù)據(jù)共享135
5.2.1 可信數(shù)據(jù)共享模式136
5.2.2 數(shù)據(jù)共享技術(shù)實現(xiàn)方案136
5.3 SOLAR數(shù)據(jù)共享平臺設(shè)計139
5.3.1 SOLAR平臺的功能140
5.3.2 SOLAR平臺的架構(gòu)141
5.3.3 SOLAR平臺的技術(shù)選型143
5.3.4 SOLAR平臺的遠(yuǎn)程調(diào)用145
5.3.5 中心端功能設(shè)計146
5.3.6 邊緣端功能設(shè)計149
5.4 數(shù)據(jù)共享應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)151
5.4.1 區(qū)塊鏈智能管理模塊152
5.4.2 聯(lián)邦學(xué)習(xí)模塊159
5.4.3 邊緣計算模塊165
5.4.4 業(yè)務(wù)邏輯管理模塊169
本章小結(jié)177
習(xí)題5177
參考文獻(xiàn)177
第6章 數(shù)據(jù)交易平臺178
6.1 交易平臺發(fā)展現(xiàn)狀178
6.1.1 國際數(shù)據(jù)交易平臺179
6.1.2 政府主導(dǎo)的國內(nèi)數(shù)據(jù)交易平臺180
6.1.3 企業(yè)主導(dǎo)的國內(nèi)數(shù)據(jù)交易平臺185
6.2 數(shù)據(jù)交易平臺的挑戰(zhàn)188
6.2.1 數(shù)據(jù)產(chǎn)品交易特點188
6.2.2 交易平臺設(shè)計的挑戰(zhàn)189
6.3 數(shù)據(jù)分類分級方法192
6.3.1 分類原則192
6.3.2 分類方法193
6.3.3 分級原則194
6.3.4 分級方法194
6.3.5 數(shù)據(jù)資源共享和開放要求196
6.3.6 動態(tài)分類分級197
6.3.7 數(shù)據(jù)資產(chǎn)交易產(chǎn)品類型197
6.4 數(shù)據(jù)定價策略及實例198
6.4.1 數(shù)據(jù)定價策略198
6.4.2 數(shù)據(jù)定價模型198
6.4.3 數(shù)據(jù)價值指數(shù)200
6.4.4 數(shù)據(jù)定價方法優(yōu)化201
6.4.5 數(shù)據(jù)定價實踐案例202
6.5 交易平臺架構(gòu)設(shè)計203
6.5.1 設(shè)計思路203
6.5.2 模式變革205
6.5.3 功能架構(gòu)207
6.5.4 業(yè)務(wù)架構(gòu)209
6.5.5 技術(shù)架構(gòu)210
6.5.6 數(shù)據(jù)架構(gòu)211
6.5.7 安全架構(gòu)212
6.6 挑戰(zhàn)的應(yīng)對措施213
6.6.1 確權(quán)及合規(guī)性挑戰(zhàn)應(yīng)對：基于數(shù)據(jù)公證的合規(guī)認(rèn)證體系213
6.6.2 安全性挑戰(zhàn)應(yīng)對：三流分離的業(yè)務(wù)模式213
6.6.3 價值不確定性挑戰(zhàn)應(yīng)對：數(shù)據(jù)試驗融合215
6.6.4 安全監(jiān)管挑戰(zhàn)應(yīng)對：子母訂單審核機(jī)制216
6.6.5 價值評估挑戰(zhàn)應(yīng)對：多維度輔助定價216
6.6.6 隱私保護(hù)挑戰(zhàn)應(yīng)對：隱私計算與統(tǒng)一隱私計算217
6.6.7 安全監(jiān)管挑戰(zhàn)應(yīng)對：全流程鏈上存證監(jiān)管218
本章小結(jié)219
習(xí)題6219
參考文獻(xiàn)219
第7章 醫(yī)療數(shù)據(jù)共享221
7.1 醫(yī)療數(shù)據(jù)的特點與相關(guān)概念221
7.1.1 醫(yī)療數(shù)據(jù)221
7.1.2 通用數(shù)據(jù)模型223
7.1.3 標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語集225
7.1.4 隊列227
7.1.5 從數(shù)據(jù)到證據(jù)230
7.1.6 證據(jù)與數(shù)據(jù)質(zhì)量231
7.2 醫(yī)療數(shù)據(jù)共享的現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)232
7.2.1 醫(yī)院內(nèi)部數(shù)據(jù)共享現(xiàn)狀232
7.2.2 多中心數(shù)據(jù)協(xié)同現(xiàn)狀234
7.2.3 醫(yī)療數(shù)據(jù)共享協(xié)作挑戰(zhàn)234
7.3 醫(yī)療數(shù)據(jù)共享平臺的架構(gòu)設(shè)計235
7.3.1 業(yè)務(wù)架構(gòu)235
7.3.2 業(yè)務(wù)流程分析235
7.3.3 數(shù)據(jù)流設(shè)計236
7.3.4 智能化設(shè)計236
7.4 醫(yī)療數(shù)據(jù)共享平臺的技術(shù)支撐239
7.4.1 動態(tài)數(shù)據(jù)架構(gòu)應(yīng)用239
7.4.2 隱私安全計算應(yīng)用240
7.4.3 區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用241
7.4.4 多中心靈活部署241
7.4.5 全流程數(shù)據(jù)管理技術(shù)242
7.4.6 激勵機(jī)制應(yīng)用243
本章小結(jié)243
習(xí)題7244
參考文獻(xiàn)244
第8章 知識與數(shù)據(jù)共建共享245
8.1 科研范式變革245
8.2 知識圖譜聯(lián)邦構(gòu)建算法248
8.2.1 知識圖譜248
8.2.2 聯(lián)邦學(xué)習(xí)補充介紹249
8.2.3 聯(lián)邦聯(lián)合抽取模型251
8.3 知識共建共享平臺258
8.3.1 知識共建共享平臺總體設(shè)計258
8.3.2 知識圖譜共建共享機(jī)制263
8.3.3 區(qū)塊鏈及隱私計算技術(shù)應(yīng)用265
8.4 數(shù)據(jù)共建共享系統(tǒng)265
本章小結(jié)267
習(xí)題8267
參考文獻(xiàn)268
第9章 其他行業(yè)應(yīng)用案例269
9.1 供應(yīng)鏈應(yīng)用269
9.1.1 場景和需求269
9.1.2 區(qū)塊鏈多方協(xié)調(diào)270
9.2 版權(quán)溯源與原創(chuàng)性保護(hù)應(yīng)用272
9.2.1 場景和需求272
9.2.2 區(qū)塊鏈迅捷存證273
9.3 房屋租賃應(yīng)用277
9.4 云存儲應(yīng)用279
9.5 區(qū)塊鏈分布式共享應(yīng)用279
本章小結(jié)280
習(xí)題9280
參考文獻(xiàn)280
第10章 展望282
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