2023-03-24 15:04
區(qū)塊鏈技術架構分幾層
區(qū)塊鏈技術架構是指區(qū)塊鏈系統(tǒng)的組成，以及各個組成之間的關系。在不同的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，其組成又有所差異，如比特幣系統(tǒng)中的區(qū)塊鏈有一個主鏈、若干個側鏈和若干個子鏈，以太坊則由多個子鏈構成。 但大多數(shù)研究人員認為，區(qū)塊鏈技術架構包括以下三個部分： 1、區(qū)塊鏈主鏈層。主鏈層是一條用于存儲數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)以及身份信息的邏輯區(qū)塊，通過一套標準的區(qū)塊生成和廣播機制，實現(xiàn)區(qū)塊鏈的全網(wǎng)廣播。 2、分布式賬本層。該層用于實現(xiàn)各節(jié)點之間的信息交換和共識驗證，完成記錄、存儲、驗證交易數(shù)據(jù)以及建立賬本等操作。 3、共識與激勵層。共識與激勵層是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中各節(jié)點達成一致并維持網(wǎng)絡正常運轉的關鍵因素之一。 筆者認為，從上述三個部分可以看出區(qū)塊鏈技術架構主要包括三大層，即邏輯層、基礎設施層和應用層。
1、邏輯層
邏輯層位于區(qū)塊鏈系統(tǒng)的最底層，負責區(qū)塊鏈系統(tǒng)的邏輯設計。作為一個整體，邏輯層包含了從數(shù)據(jù)存儲、處理到交易執(zhí)行等整個系統(tǒng)的全部功能。 對于存儲來說，區(qū)塊鏈存儲系統(tǒng)往往采用分布式存儲結構，由多個節(jié)點組成。區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)主要是以非對稱加密的形式存儲在節(jié)點上，非對稱加密是一種將消息解密和消息加密同時進行的算法。當進行交易時，系統(tǒng)會將消息與數(shù)據(jù)進行驗證，只有當兩者都符合要求時才會確認交易有效；而對于數(shù)據(jù)而言，區(qū)塊鏈通過時間戳和哈希值等信息來記錄數(shù)據(jù)的變化過程，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的驗證和保護。
2、基礎設施層
基礎設施層主要由計算環(huán)境和數(shù)據(jù)存儲兩部分組成，包括計算機、網(wǎng)絡、服務器等硬件設備和軟件平臺等，主要用來完成區(qū)塊鏈節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲以及計算服務等工作，是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的核心部分。
3、共識與激勵層
在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中，所有節(jié)點都會參與區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的記賬，以保證區(qū)塊鏈的公開透明，并為區(qū)塊鏈提供有效的激勵機制。同時，由于各個節(jié)點都參與了分布式賬本的記賬和驗證，也會為每個節(jié)點提供有效的激勵機制。目前，多數(shù)區(qū)塊鏈系統(tǒng)都采用了 PoS （Proof of Stake）機制作為激勵機制。 PoS機制是指系統(tǒng)會根據(jù)每個節(jié)點的算力情況、賬戶余額情況及歷史交易記錄等因素來決定對其記賬行為進行激勵的一種機制，包括基于時間戳和工作量證明等機制。
4、應用層
應用層是區(qū)塊鏈技術架構的核心，也是最能體現(xiàn)區(qū)塊鏈價值的部分。從實踐應用來看，目前區(qū)塊鏈技術應用主要分為三大類：第一類是基于區(qū)塊鏈的金融類應用，包括數(shù)字貨幣、資產(chǎn)交易、智能合約、數(shù)字票據(jù)等；第二類是基于區(qū)塊鏈的商業(yè)應用，包括企業(yè)間交易、供應鏈管理、身份管理等；第三類是基于區(qū)塊鏈的智能合約，即可以實現(xiàn)基于區(qū)塊鏈的自動化程序。 區(qū)塊鏈技術還處于初級階段，發(fā)展還不夠成熟，所以當前的區(qū)塊鏈主要應用于一些需要快速驗證和確認的領域，而在一些需要長期發(fā)展、需要建立信任體系的領域中，區(qū)塊鏈技術還不能完全滿足其需求。
5、小結
區(qū)塊鏈技術架構三大層中，基礎設施層是最重要的一層，而邏輯層是區(qū)塊鏈技術架構中最重要的一層。無論是公有鏈還是私有鏈，其邏輯層都是一個區(qū)塊鏈系統(tǒng)中最核心的部分，其功能類似于操作系統(tǒng)中的內(nèi)核。
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