区块链常用架构是什么

区块链是一项技术,加密货币是其开发实现的一类产品(含有代币,也有不含代币的区块链产品),不能等同或混淆。与加密货币相比,区块链这个名字抛开了代币的概念,更加形象化、技术化、去政治化,更适合作为一门技术去研究、去推广。

区块链常用架构是什么

一、区块链常用架构是什么

区块链原本是比特币等加密货币存储数据的一种独特方式,是一种自引用的数据结构,用来存储大量交易信息,每条记录从后向前有序链接起来,具备公开透明、无法篡改、方便追溯的特点。实际上,这种特性也直接体现了整个比特币的特点,因此使用区块链来概括加密货币背后的技术实现是非常直观和恰当的。区块链是一项技术,加密货币是其开发实现的一类产品(含有代币,也有不含代币的区块链产品),不能等同或混淆。与加密货币相比,区块链这个名字抛开了代币的概念,更加形象化、技术化、去政治化,更适合作为一门技术去研究、去推广。

所以,目前当大家单独说到区块链的时候,就是指的区块链技术,是实现了数据公开、透明、可追溯的产品的架构设计方法,算作广义的区块链。而当在具体产品中谈到区块链的时候,可以指类似比特币的数据存储方式,或许是数据库设计,或许是文件形式的设计,这算作狭义的区块链。广义的区块链技术,必须包含点对点网络设计、加密技术应用、分布式算法的实现、数据存储技术的使用等4个方面,其他的可能涉及到分布式存储、机器学习、VR、物联网、大数据等。狭义的区块链仅仅涉及到数据存储技术,数据库或文件操作等。

二、早期的区块链架构

(1)数据层: 该层通过块存储数据,并且所有数据都包含在每个数据节点之间。数据层主要解决这些数据如何组合形成有意义的块的形式。每个块包括块的大小、块头、块中包含的事务数,以及最近一些或所有的新事务。

(2)网络层: 该层扮演着区块链网络中节点和节点之间信息交换的角色,负责用户点对点信息交换,它主要包括P2P( Peer-To-Peer network)网络机制、数据传播和验证机制。正是由于块的P2P特性,数据传输在节点之间进行,因此即使某些节点或网络被破坏,也不会对其他部分的传输产生影响。

(3)共识层: 该层允许高度分散的节点在P2P网络中对于区块数据的有效性达成一致,确定谁可以向主链中添加新的区块。目前,共识机制算法有十多种,其中非常知名的是工作量证明机制(PoW) 、权益证明机制(PoS) 、股份授权证明机制(DPoS) 等。

(4)激励层: 该层提供了一些激励方法,鼓励节点参与记账并确保整个网络的安全运行。通过共识机制,赢得记账权的节点可以获得一定的奖励。目前最熟悉的比特币有两个主要的激励因素,一是产生新区块的系统奖励,二是每次的交易手续费。

(5)合约层: 该层封装了各种脚本、程序和合约,使区块链可编程。例如,智能合约是区块链的一些脚本,区块链上的各种交易会触发对应的脚本。触发后,该脚本就可以从区块链读取数据或向区块链写入数据甚至去触发其他脚本协同工作。通过这种方式,就可以使用程序算法来替换人员去仲裁和执行合同,为用户节省巨大的信任成本。

(6)应用层: 该层封装了区块链的各种应用和场景,比如3种可编程应用类型,即可编程货币、可编程金融及可编程社会。例如,之前制作以太网的以太猫已部署在应用层。


延伸阅读

区块链+数据管理架构

(1)数据层:数据层主要包括数据类别等的数字资产所有相关信息、系统节点账户信息等,使用链式区块进行存储。

(2)网络层:网络层包括点对点网络在内的数据传播机制与数据验证机制等,目的是维持不同节点之间区块数据的同步并进行验证。

(3)共识层:区块链系统本质上是一种多个节点同时运行,共同维护的去中心化应用,单节点生成的结果需与一些平台节点达成共识经确认后才可被打包入链。其中,较多采用的PoW(工作量证明)机制需要耗费大量的时间与算力来争取记账权以达成共识,而DPoS(委任权益证明)机制采用所有节点投票选取超级节点直接获得记账权的方式,仅需极少的计算时间和消耗就能够保证区块链系统的正常运转。考虑到数据资产管理系统为联盟链,节点可信度高,采用DPoS共识算法更为简洁、高效,更适合作为系统的共识算法。

(4)合约层:合约层主要是在管理制度的约束下利用由自动化脚本代码组成的智能合约来实现各类功能如匹配交易双方等。

(5)应用层:应用层能对外提供多种基于区块链的系统的应用,如节点注册、账户管理、数字资产的确权和流转交易等。

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