區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)你知道幾種？
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長達(dá)二十厘米3星評(píng)價(jià)
2020-11-02 15:08:26
區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺讓娱_發(fā)技術(shù)，這是眾所周知的。然而，作為底層開發(fā)技術(shù)，區(qū)塊鏈需要進(jìn)行分層結(jié)構(gòu)處理數(shù)據(jù)和運(yùn)行。
數(shù)據(jù)層/ Data Layer
數(shù)據(jù)層是區(qū)塊鏈六大層級(jí)結(jié)構(gòu)中的最底層，我們可以將其理解為數(shù)據(jù)庫，但是對(duì)于區(qū)塊鏈而言，這是一個(gè)不可篡改、具有分布式等特性的數(shù)據(jù)庫。
在數(shù)據(jù)層上，存放著區(qū)塊鏈上所有的數(shù)據(jù)信息。從沒有記錄交易的創(chuàng)世區(qū)塊起，到不斷新增區(qū)塊，構(gòu)成的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，里面封裝了哈希值、認(rèn)證交易的時(shí)間戳、交易信息、公私鑰等，確保了數(shù)據(jù)在全網(wǎng)公開時(shí)的情況下所有數(shù)據(jù)的安全性。
在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上，節(jié)點(diǎn)間采用共識(shí)算法維護(hù)數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)的一致性，通過密碼學(xué)中非對(duì)稱加密和哈希算法，保證了這個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)信息的不可篡改和可追溯。然而，光有數(shù)據(jù)層還是不夠的，要想實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享和交流，還需要有網(wǎng)絡(luò)層的支持。
網(wǎng)絡(luò)層/ Network Layer
區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)機(jī)制、數(shù)據(jù)傳輸和驗(yàn)證機(jī)制。本質(zhì)上是一個(gè)P2P網(wǎng)絡(luò)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)意味著不需要中心化服務(wù)器來操控這個(gè)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)中所有資源和服務(wù)都是分配在各個(gè)節(jié)點(diǎn)手中。
在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上，需要節(jié)點(diǎn)間共同維護(hù)這個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)創(chuàng)造出新的區(qū)塊后，就會(huì)通過廣播形式告知其它節(jié)點(diǎn)，收到信息的節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)該區(qū)塊進(jìn)行驗(yàn)證，然后再去創(chuàng)造新的區(qū)塊。這樣就能夠使每個(gè)節(jié)點(diǎn)既能夠產(chǎn)生信息，又能夠接收信息，通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式共同維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的完備性，如閃電網(wǎng)、雷電網(wǎng)等第二層支付協(xié)議。
共識(shí)層/ Consensus Layer
對(duì)區(qū)塊鏈來說，共識(shí)層主要包括共識(shí)算法機(jī)制。也就是在全網(wǎng)形成一個(gè)統(tǒng)一的、所有節(jié)點(diǎn)一致認(rèn)可的規(guī)則，以此來維護(hù)和更新區(qū)塊鏈系統(tǒng)這個(gè)總賬本。讓高度分散的節(jié)點(diǎn)在去中心化的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中達(dá)成高效的共識(shí)，是區(qū)塊鏈的核心技術(shù)之一，也是區(qū)塊鏈社區(qū)的治理機(jī)制。
目前為止有比特幣的工作量證明(PoW)、以太坊的權(quán)益證明(PoS)、EOS的委托權(quán)益證明(DPoS)等十幾種共識(shí)機(jī)制。
激勵(lì)層/ Actuator Layer
在區(qū)塊鏈中，激勵(lì)層主要包括激勵(lì)機(jī)制和分配機(jī)制。一般來講，激勵(lì)層是指在區(qū)塊鏈中挖礦的獎(jiǎng)勵(lì)，通過獎(jiǎng)勵(lì)部分?jǐn)?shù)字資產(chǎn)來激勵(lì)礦工去驗(yàn)證交易信息，從而維護(hù)挖礦活動(dòng)以及賬本更新持續(xù)進(jìn)行。在比特幣的共識(shí)機(jī)制中，規(guī)定多勞多得，誰能夠第一個(gè)找到正確的哈希值誰就可以得到一定數(shù)量的比特幣獎(jiǎng)勵(lì);而以太坊的工作量證明機(jī)制則是規(guī)定持幣年齡越久，獲得獎(jiǎng)勵(lì)的概率越大。
但是，激勵(lì)層一般只有公鏈才具備，因?yàn)楣墟湵仨氁蕾嚾W(wǎng)節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)數(shù)據(jù)，所以有這樣一套激勵(lì)機(jī)制，才能夠使全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)參與區(qū)塊鏈系統(tǒng)的建設(shè)維護(hù)，進(jìn)而保證區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全性和可靠性。
合約層/ Contract Layer
合約層主要包括各種腳本、代碼、智能合約和算法，是區(qū)塊鏈可編程的基礎(chǔ)。平時(shí)我們說的“智能合約”就屬于這一層級(jí)。智能合約原理是通過將代碼嵌入系統(tǒng)中，設(shè)置約束條件，而不要第三方做背書，即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可操作。
應(yīng)用層/ Application Layer
顧名思義，應(yīng)用層實(shí)際就是我們通常說的區(qū)塊鏈各種應(yīng)用場(chǎng)景和案例，類似于電腦操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器上的門戶網(wǎng)站、電子商城或手機(jī)移動(dòng)端的APP等，現(xiàn)在的“區(qū)塊鏈+”就是所謂的應(yīng)用層。目前市面上已落地的區(qū)塊鏈應(yīng)用基本都是搭建在以太坊和EOS等公鏈上的各類應(yīng)用，以博彩和游戲類應(yīng)用為主。
區(qū)塊鏈中各層級(jí)之間相互獨(dú)立而又密不可分，一般來講，數(shù)據(jù)層和網(wǎng)絡(luò)層又被劃分為協(xié)議層，合約層激勵(lì)層又被分為擴(kuò)展層。了解了區(qū)塊鏈六大結(jié)構(gòu)層及相應(yīng)的層級(jí)功能，可以幫我們加深對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的重新認(rèn)識(shí)。
轉(zhuǎn)運(yùn)旺運(yùn)512星評(píng)價(jià)
2020-10-20 15:10:26
眾所周知，區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺牡讓蛹夹g(shù)，那么這個(gè)底層技術(shù)又是怎么分層級(jí)結(jié)構(gòu)的呢?
在前面我們介紹了區(qū)塊鏈的四大核心技術(shù)是其獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、分布式存儲(chǔ)、密碼學(xué)和共識(shí)機(jī)制。今天我們就來聊聊區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)的六個(gè)層級(jí)結(jié)構(gòu)，看看它們各自有何作用?之間又有何關(guān)聯(lián)?
01.區(qū)塊鏈技術(shù)的必要元素
數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層
數(shù)據(jù)層(Data Layer)相當(dāng)于區(qū)塊鏈四大核心技術(shù)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即“區(qū)塊+鏈”的結(jié)構(gòu)。從還沒有記錄交易信息的創(chuàng)世區(qū)塊起，直到現(xiàn)在仍一直在新添加的區(qū)塊，構(gòu)成的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，里面包含了哈希值、隨機(jī)數(shù)、認(rèn)證交易的時(shí)間戳、交易信息數(shù)據(jù)、公鑰和私鑰等，是整個(gè)區(qū)塊鏈技術(shù)中最底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)則類似于四大核心技術(shù)中的分布式存儲(chǔ)，主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)機(jī)制、數(shù)據(jù)傳播機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制。分布式算法以及加密簽名等都在網(wǎng)絡(luò)層中實(shí)現(xiàn)，區(qū)塊鏈上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過這種方式來保持聯(lián)系，共同維護(hù)整個(gè)區(qū)塊鏈賬本，比較熟知的有閃電網(wǎng)絡(luò)、雷電網(wǎng)絡(luò)等第二層支付協(xié)議。
共識(shí)層(Consensus Layer)則相當(dāng)于四大核心技術(shù)中的共識(shí)機(jī)制，主要包括共識(shí)算法機(jī)制。目前為止有 PoW、PoS、DPoS、PoW 和 PoS 結(jié)合、燃燒證明、重要性證明等十幾種共識(shí)機(jī)制。
數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層三者構(gòu)成了區(qū)塊鏈層級(jí)的底層基礎(chǔ)，也是區(qū)塊鏈必不可少的三個(gè)元素，缺少任何一個(gè)都無法稱之為真正的區(qū)塊鏈技術(shù)。
02.區(qū)塊鏈技術(shù)的拓展元素
激勵(lì)層、合約層、 應(yīng)用層
激勵(lì)層(Actuator Layer)包括激勵(lì)機(jī)制和分配制度。在區(qū)塊鏈中一般指挖礦獎(jiǎng)勵(lì)，通過獎(jiǎng)勵(lì)一部分?jǐn)?shù)字資產(chǎn)從而激勵(lì)礦工去驗(yàn)證交易信息，從而維持挖礦活動(dòng)以及區(qū)塊鏈賬本更新的持續(xù)進(jìn)行;另外，還會(huì)制定一些相關(guān)制度，獎(jiǎng)懲分明，激勵(lì)記賬節(jié)點(diǎn)，懲罰惡意節(jié)點(diǎn)。
合約層(Contract Layer)自然就和我們最常聽到的智能合約有關(guān)。把代碼寫到合約里，就可以自定義約束條件，不需要第三方信任背書，到時(shí)間立即實(shí)時(shí)操作。當(dāng)然除了智能合約，是區(qū)塊鏈作為信任機(jī)器的重要層級(jí)，還有一些別的腳本代碼、側(cè)鏈應(yīng)用等等。
應(yīng)用層(Application Layer)就很簡單了，類似于手機(jī)上的各種 APP，即區(qū)塊鏈的各種應(yīng)用場(chǎng)景。例如比特幣、以太坊等就是區(qū)塊鏈的應(yīng)用項(xiàng)目，這個(gè)層面包括未來區(qū)塊鏈應(yīng)用落地的各個(gè)方面。
03.小結(jié)
一般把數(shù)據(jù)層和網(wǎng)絡(luò)層歸類為區(qū)塊鏈中的協(xié)議層，合約層和激勵(lì)層歸為擴(kuò)展層，即共識(shí)層。
六個(gè)層級(jí)之間相互獨(dú)立又不可分割，了解層級(jí)之間的關(guān)系和各個(gè)層級(jí)的相關(guān)知識(shí)，就會(huì)對(duì)區(qū)塊鏈形成整體的認(rèn)知和系統(tǒng)的理解。
你認(rèn)為區(qū)塊鏈的六個(gè)層級(jí)中，哪些層級(jí)是最重要的?歡迎在留言區(qū)分享你的觀點(diǎn)。