區塊鏈是一種源自位元幣基礎技術的新型技術系統,其最初的定義是一種分布式賬本, 而賬本是由分布式系統的每個節點共享的,每個節點運作方式是將一段時間內接收的事務資料和代碼采用特殊的散列演算法和 Merkle 樹進行封裝并放入資料塊當中, 最后銜接到最長的區塊鏈,“去中心”與“不可篡改”是區塊鏈技術最重要的特征, 它可以在不依靠第三方信任組織的條件下使得對等體之間建立信任傳遞, 不僅能使交易的成本大為降低, 還使交易的效率顯著提升,
區塊鏈技術剛提出的時候, 在架構上通常被分為 6 層, 即資料層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層,
①資料層: 該層通過塊存盤資料, 并且所有資料都包含在每個資料節點之間,資料層主要解決這些資料如何組合形成有意義的塊的形式,每個塊包括塊的大小、塊頭、塊中包含的事務數, 以及最近一些或所有的新事務,
②網路層: 該層扮演著區塊鏈網路中節點和節點之間資訊交換的角色, 負責用戶點對點資訊交換, 它主要包括 P2P( Peer-To-Peer network) 網路機制[24] 、資料傳播和驗證機制[25] ,正是由于塊的 P2P 特性, 資料傳輸在節點之間進行, 因此即使某些節點或網路被破壞, 也不會對其他部分的傳輸產生影響,
③共識層: 該層允許高度分散的節點在 P2P 網路中對于區塊資料的有效性達成一致, 確定誰可以向主鏈中添加新的區塊,目前, 共識機制演算法有十多種, 其中最著名的是作業量證明機制( PoW) 、權益證明機制[26] ( PoS) 、股份授權證明機制[27] ( DPoS) 等,
④激勵層: 該層提供了一些激勵方法, 鼓勵節點參與記賬并確保整個網路的安全運行,通過共識機制,贏得記賬權的節點可以獲得一定的獎勵,目前最熟悉的位元幣有兩個主要的激勵因素, 一是產生新區塊的系統獎勵, 二是每次的交易手續費,
⑤合約層: 該層封裝了各種腳本、程式和合約, 使區塊鏈可編程,例如, 智能合約[28] 是區塊鏈的一些腳本, 區塊鏈上的各種交易會觸發對應的腳本,觸發后, 該腳本就可以從區塊鏈讀取資料或向區塊鏈寫入資料甚至去觸發其他腳本協同作業,通過這種方式, 就可以使用程式演算法來替換人員去仲裁和執行合同, 為用戶節省巨大的信任成本,
⑥應用層: 該層封裝了區塊鏈的各種應用和場景, 比如 3 種可編程應用型別, 即可編程貨幣、可編程金融及可編程社會,例如, 之前制作以太網的以太貓已部署在應用層,
隨著時間的推移, 區塊鏈技術的研究越來越深入, 區塊鏈技術發展迅速, 區塊鏈架構也在不斷變化, 很多傳統的模塊被榷訓, 激勵層的機制在聯盟鏈和私有鏈技術中甚至已被替代,例如資料層、共識層、激勵層以及合約層的技術和機制大部分都是在交易的程序中體現, 并沒有很明顯的區分, 而類似于激勵機制在聯盟鏈和私有鏈中與公有鏈的區別在于大多公有鏈需依賴代幣機制激勵節點進行挖礦, 從而打包新的交易資料, 在聯盟鏈和私有鏈中由于系統結構相對較為封閉, 多為互相合作的多方來構建, 可不使用代幣機制來進行激勵,
《區塊鏈資料隱私保護研究綜述》一文將區塊鏈技術簡化為網路層、交易層和應用層,
網路層主要控制建立區塊鏈網路以及所有節點之間資訊的傳遞, 其核心內容包括兩部分, 即組網方式和資料傳播協議,網路層利用 P2P技術實作分布式網路機制, 主要任務是保證區塊鏈節點之間可以通過 P2P 網路進行有效通信,
交易層負責交易資料的建立、檢驗和保存, 區塊鏈的核心業務在該層中實作, 主要內容包括地址格式、交易格式、全域賬本和共識機制,區塊鏈的核心業務由交易層實作, 即兩個地址之間可靠和有說服力的資料傳輸, 且地址、交易、合約、賬本、共識機制和激勵措施都是其傳遞的主要內容,
應用層提供應用程式場景的程式和介面,安裝在應用層的各種應用程式直接與用戶進行互動,目前,典型的區塊鏈應用有數字貨幣應用, 資料存盤應用以及能源應用等,
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標籤:區塊鏈
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