区块链共有几个层级?
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了区块链共有几个层级?相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
我们知道,传统的数据库管理系统主要由单一机构管理和维护,而在多方参与者协作的场景中,因无法完全信任数据库中的数据,各方都自建数据库,由此导致繁琐的人工对账和协同争议。
而区块链作为一种不可篡改、可追溯、多方共同维护的分布式数据库,能够实现可信的数据共享和点对点的价值传输。
如果我们将区块链想象成洋葱,各技术组件就像洋葱一层紧挨一层的组织,但在实现衔接上要更为复杂,这些相邻层次的组件需要通过接口交互和支撑。
总体上来看,区块链的基础架构可以分为六层,包括
数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层
。
每一层分别完成不同核心的功能,各层之间互相配合,从而实现了一个去中心化的信任机制。
数据层主要描述区块链的物理形式,是区块链上从创世区块起始的链式结构,包含了区块链的
区块数据、链式结构以及
区块上的随机数、时间戳、公私钥数据等,是整个区块链技术中最底层的数据结构。
网络层主要通过P2P技术实现分布式网络的机制,网络层包括
P2P 组网机制、
数据传播机制和
数据验证机制。
因此区块链本质上是一个P2P(点对点)网络,具备自动组网的机制,节点之间通过维护一个共同的区块链结构来保持通信。
覆盖网
:应用层网络,可理解为物理层、网络层之上的一个虚拟网络;网络中节点的标识不采用传统的IP地址,而是采用ID。
DHT:分布式哈希表,主要用于分布式存储,关键在于文件的分布式存储和检索。
如果区块链中每个节点都可以生成新的区块完成记账,那整个记账体系就容易乱套。
共识层便是让高度分散的节点在P2P网络中,针对区块数据的有效性达成共识。
在区块链的世界里,共识,简单来讲就是全网要依据大家一致同意的更新数据的规则,来维护更新区块链系统这个总账本。
当然,为了实现这一点,算法上就必须考虑到某些节点是不可用的,或者网络上会有数据丢失。这使得区块链共识算法从一开始就具有容错能力,从而将提高网络运作的效率。
从上可以看出,借由
数据层、网络层、共识层,区块链保证了有数据、有网络,以及在网络上更新数据的规则。
但是天下没有免费的午餐,如何让节点积极踊跃地参与区块链系统维护呢?这里就涉及到了激励。
激励层主要包括经济激励的发行制度和分配制度,其功能是提供一定的激励措施,鼓励节点参与区块链中安全验证工作,并将经济因素纳入到区块链技术体系中,激励遵守规则参与记账的节点,并惩罚不遵守规则的节点。
例如比特币中的挖矿就是记录交易信息, 比特币网络通过奖励BTC代币来鼓励矿工参与记账。
合约层封装区块链系统的各类脚本代码、算法以及由此生成的更为复杂的智能合约。
如果说数据、网络和共识三个层次作为区块链底层“虚拟机”分别承担数据表示、数据传播和数据验证功能的话,合约层则是建立在区块链虚拟机之上的商业逻辑和算法,是实现区块链系统灵活编程和操作数据的基础。
包括比特币在内的数字加密货币大多采用非图灵完备的简单脚本代码来编程控制交易过程,这也是智能合约的雏形。
随着技术的发展,已经出现以太坊等图灵完备的可实现更为复杂和灵活的智能合约的脚本语言, 使得区块链能够支持宏观金融和社会系统的诸多应用。
应用层封装了区块链的各种应用场景和案例,如基于区块链的跨境支付平台等, 它也是去中心化应用 DAPP。
一个完整的 DAPP 包含智能合约和 Web 系统,Web 系 统通过接口调用智能合约。
本层类似于计算机中的各种软件程序,是普通人可以真正直接使用的产品,也 可以理解为 B/S 架构的产品中的浏览器端(Browser)。
从目前的情况看,对于众多用户来讲,除数字货币外,还找不到现成的区块链 应用。如果想让区块链技术快速走进寻常百姓,服务于大众,必须出现大量跟人们 生活、娱乐工具相结合的应用。
现如今,区块链已经成为全民关注的领域,不少企业也早已深入其中研究该技术的落地情况。
区块链中各层级之间相互独立而又密不可分,一般来讲,数据层和网络层又被划分为协议层,合约层激励层又被分为扩展层。
了解了区块链六大结构层及相应的层级功能,可以帮我们加深对区块链技术的重新认识。
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