《信息技術(shù)(電子信息類(lèi))》課程教案課題：區(qū)塊鏈教學(xué)目的：掌握區(qū)塊鏈的基本概念、技術(shù)類(lèi)型、特點(diǎn)及現(xiàn)實(shí)意義。理解區(qū)塊鏈的體系結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、智能合約層、應(yīng)用層及激勵(lì)機(jī)制。掌握典型區(qū)塊鏈平臺(tái)，如比特幣和以太坊。理解密碼技術(shù)，包括對(duì)稱(chēng)密碼、非對(duì)稱(chēng)密碼、數(shù)字簽名及梅克爾樹(shù)的應(yīng)用。掌握P2P網(wǎng)絡(luò)的基本概念及與區(qū)塊鏈的關(guān)系。理解共識(shí)算法的分類(lèi)、故障容錯(cuò)類(lèi)算法、拜占庭容錯(cuò)類(lèi)算法及研究熱點(diǎn)。掌握智能合約的定義、以太坊智能合約平臺(tái)及面臨的安全威脅與應(yīng)對(duì)思路。了解區(qū)塊鏈及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展展望，包括去中心化身份標(biāo)識(shí)、分布式自治組織、Web3.0、元宇宙及區(qū)塊鏈擴(kuò)容。課型：新授課課時(shí)：本章安排8個(gè)課時(shí)。教學(xué)重點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握區(qū)塊鏈的核心技術(shù)、典型平臺(tái)（如比特幣、以太坊、超級(jí)賬本）的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景，以及區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：難點(diǎn)：深入理解區(qū)塊鏈的體系結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制，尤其是共識(shí)機(jī)制、智能合約等關(guān)鍵技術(shù)，以及其在社會(huì)治理和法律領(lǐng)域的應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程：教學(xué)形式：講授課，教學(xué)組織采用課堂整體講授和分組演示。教學(xué)媒體：采用啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)方法。教學(xué)手段采用多媒體課件、視頻等媒體技術(shù)。板書(shū)設(shè)計(jì)：本課標(biāo)題區(qū)塊鏈課次4授課方式理論課□討論課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排8學(xué)分共2分授課對(duì)象普通高等院校學(xué)生任課教師教材及參考資料1.《信息技術(shù)(電子信息類(lèi))》；電子工業(yè)出版社。2.本教材配套視頻教程及學(xué)習(xí)檢查等資源。3.與本課程相關(guān)的其他資源。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法及教學(xué)手段課程引入在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種新興的分布式賬本技術(shù)，正在深刻改變著金融、社會(huì)治理、供應(yīng)鏈管理等多個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)作方式。區(qū)塊鏈以其去中心化、不可篡改、透明性和安全性等特點(diǎn)，為解決傳統(tǒng)系統(tǒng)中的信任問(wèn)題提供了新的思路和解決方案。本章將全面介紹區(qū)塊鏈的基本概念、體系結(jié)構(gòu)、典型平臺(tái)、應(yīng)用場(chǎng)景以及面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)發(fā)展方向，幫助學(xué)生深入理解區(qū)塊鏈的核心技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景。參考以下形式：1.銜接導(dǎo)入2.懸念導(dǎo)入3.情景導(dǎo)入4.激疑導(dǎo)入5.演示導(dǎo)入6.實(shí)例導(dǎo)入7.其他形式7.1區(qū)塊鏈概述7.1.1區(qū)塊鏈的基本概念和相關(guān)術(shù)語(yǔ)1.區(qū)塊鏈的定義2.哈希（Hash）函數(shù)3.梅克爾（Merkle）樹(shù)4.比特幣挖礦5.比特幣地址6.加密數(shù)字貨幣7.1.2區(qū)塊鏈的主要技術(shù)類(lèi)型7.1.3區(qū)塊鏈的主要特點(diǎn)1.分布式自信任2.共享開(kāi)放與隱私保護(hù)3.安全與完整性4.引入新的商業(yè)模式7.1.4區(qū)塊鏈的現(xiàn)實(shí)意義7.2區(qū)塊鏈的體系結(jié)構(gòu)7.2.1區(qū)塊鏈的體系結(jié)構(gòu)概述7.2.2數(shù)據(jù)層7.2.3網(wǎng)絡(luò)層1.節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)方式2.節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)機(jī)制3.數(shù)據(jù)傳播機(jī)制4.數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制7.2.4共識(shí)層1.一致性問(wèn)題描述2.共識(shí)算法分類(lèi)7.2.5智能合約層1.智能合約的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言2.智能合約的部署與運(yùn)行3.預(yù)言機(jī)7.2.6應(yīng)用層7.2.7激勵(lì)機(jī)制7.3典型區(qū)塊鏈平臺(tái)7.3.1比特幣1.比特幣相關(guān)概念2.比特幣的結(jié)構(gòu)與挖礦難度3.比特幣的共識(shí)過(guò)程4.比特幣的演進(jìn)7.3.2以太坊1.以太坊簡(jiǎn)介2.賬戶(hù)與交易3.智能合約4.以太幣與燃料5.共識(shí)、擴(kuò)展性和安全保護(hù)7.4密碼技術(shù)7.4.1概述比特幣和區(qū)塊鏈的出現(xiàn)使密碼學(xué)從幕后走向了前臺(tái)，區(qū)塊鏈主要利用密碼學(xué)的哈希函數(shù)、梅克爾樹(shù)和數(shù)字簽名等工具。目前安全多方計(jì)算、零知識(shí)證明等更為高層次的密碼學(xué)理論也呈現(xiàn)在了大眾面前。密碼學(xué)主要分為加密與認(rèn)證兩個(gè)方面。消息的原始形式稱(chēng)為“明文”，經(jīng)過(guò)加密的消息稱(chēng)為“密文”，將密文轉(zhuǎn)換為明文的過(guò)程稱(chēng)為解密。簽名具有不可偽造和不可抵賴(lài)性?！懊艽a”的英文是cipher或cryptography，而非口令password。7.4.2對(duì)稱(chēng)密碼與加密標(biāo)準(zhǔn)2.代換密碼7.4.3非對(duì)稱(chēng)密碼及典型算法1.模運(yùn)算2.兩個(gè)數(shù)學(xué)難題3.費(fèi)爾馬小定理和歐拉定理4.RSA密碼體制7.4.4數(shù)字簽名7.4.5梅克爾樹(shù)的應(yīng)用7.5P2P網(wǎng)絡(luò)7.5.1非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)1.集中式P2P網(wǎng)絡(luò)2.純分布式P2P網(wǎng)絡(luò)3.混合式P2P網(wǎng)絡(luò)7.5.2結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)1.分布式哈希表2.Kademlia算法簡(jiǎn)介7.5.3P2P網(wǎng)絡(luò)與區(qū)塊鏈1.比特幣P2P網(wǎng)絡(luò)2.以太坊的節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)機(jī)制7.6共識(shí)算法7.6.1共識(shí)算法概述7.6.2共識(shí)算法的分類(lèi)7.6.3故障容錯(cuò)類(lèi)算法7.6.4拜占庭容錯(cuò)類(lèi)算法1.實(shí)用拜占庭容錯(cuò)（PracticalByzantineFaultTolerance，PBFT）算法2.工作量證明（PoW）算法3.權(quán)益證明（PoS）算法4.委托權(quán)益證明（DelegatedProofofStake，DPoS）機(jī)制7.6.5共識(shí)算法的研究熱點(diǎn)7.7智能合約7.7.1智能合約的定義與概述7.7.2以太坊智能合約平臺(tái)簡(jiǎn)介1.智能合約示例2.ERC-20標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介7.7.3智能合約面臨的安全威脅及其應(yīng)對(duì)思路7.8區(qū)塊鏈及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展展望7.8.1去中心化身份標(biāo)識(shí)1.去中心化身份的概念2.DID的主要特征3.區(qū)塊鏈“地址+私鑰”身份標(biāo)識(shí)7.8.2分布式自治組織7.8.3互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入Web3.0價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)新階段 7.8.4虛實(shí)交融的元宇宙7.8.5區(qū)塊鏈擴(kuò)容1.Layer0基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)容2.Layer1鏈上擴(kuò)容3.Layer2鏈下擴(kuò)容1．教學(xué)以學(xué)生學(xué)習(xí)教材的基本內(nèi)容為主，系統(tǒng)全面地了解區(qū)塊鏈。2．整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，各教學(xué)點(diǎn)可根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行拓展知識(shí)的講解。本章小結(jié)：本章系統(tǒng)地介紹了區(qū)塊鏈的基本概念、體