2023-03-24 15:04
區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)分幾層
區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)是指區(qū)塊鏈系統(tǒng)的組成，以及各個(gè)組成之間的關(guān)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(gè)主鏈、若干個(gè)側(cè)鏈和若干個(gè)子鏈，以太坊則由多個(gè)子鏈構(gòu)成。 但大多數(shù)研究人員認(rèn)為，區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)包括以下三個(gè)部分： 1、區(qū)塊鏈主鏈層。主鏈層是一條用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)以及身份信息的邏輯區(qū)塊，通過(guò)一套標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)塊生成和廣播機(jī)制，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈的全網(wǎng)廣播。 2、分布式賬本層。該層用于實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間的信息交換和共識(shí)驗(yàn)證，完成記錄、存儲(chǔ)、驗(yàn)證交易數(shù)據(jù)以及建立賬本等操作。 3、共識(shí)與激勵(lì)層。共識(shí)與激勵(lì)層是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)達(dá)成一致并維持網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素之一。 筆者認(rèn)為，從上述三個(gè)部分可以看出區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)主要包括三大層，即邏輯層、基礎(chǔ)設(shè)施層和應(yīng)用層。
1、邏輯層
邏輯層位于區(qū)塊鏈系統(tǒng)的最底層，負(fù)責(zé)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)。作為一個(gè)整體，邏輯層包含了從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理到交易執(zhí)行等整個(gè)系統(tǒng)的全部功能。 對(duì)于存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)，區(qū)塊鏈存儲(chǔ)系統(tǒng)往往采用分布式存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成。區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)主要是以非對(duì)稱加密的形式存儲(chǔ)在節(jié)點(diǎn)上，非對(duì)稱加密是一種將消息解密和消息加密同時(shí)進(jìn)行的算法。當(dāng)進(jìn)行交易時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將消息與數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，只有當(dāng)兩者都符合要求時(shí)才會(huì)確認(rèn)交易有效；而對(duì)于數(shù)據(jù)而言，區(qū)塊鏈通過(guò)時(shí)間戳和哈希值等信息來(lái)記錄數(shù)據(jù)的變化過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證和保護(hù)。
2、基礎(chǔ)設(shè)施層
基礎(chǔ)設(shè)施層主要由計(jì)算環(huán)境和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩部分組成，包括計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器等硬件設(shè)備和軟件平臺(tái)等，主要用來(lái)完成區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及計(jì)算服務(wù)等工作，是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的核心部分。
3、共識(shí)與激勵(lì)層
在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)參與區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的記賬，以保證區(qū)塊鏈的公開(kāi)透明，并為區(qū)塊鏈提供有效的激勵(lì)機(jī)制。同時(shí)，由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)都參與了分布式賬本的記賬和驗(yàn)證，也會(huì)為每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供有效的激勵(lì)機(jī)制。目前，多數(shù)區(qū)塊鏈系統(tǒng)都采用了 PoS （Proof of Stake）機(jī)制作為激勵(lì)機(jī)制。 PoS機(jī)制是指系統(tǒng)會(huì)根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的算力情況、賬戶余額情況及歷史交易記錄等因素來(lái)決定對(duì)其記賬行為進(jìn)行激勵(lì)的一種機(jī)制，包括基于時(shí)間戳和工作量證明等機(jī)制。
4、應(yīng)用層
應(yīng)用層是區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)的核心，也是最能體現(xiàn)區(qū)塊鏈價(jià)值的部分。從實(shí)踐應(yīng)用來(lái)看，目前區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用主要分為三大類：第一類是基于區(qū)塊鏈的金融類應(yīng)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(yīng)用，包括企業(yè)間交易、供應(yīng)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(shí)現(xiàn)基于區(qū)塊鏈的自動(dòng)化程序。 區(qū)塊鏈技術(shù)還處于初級(jí)階段，發(fā)展還不夠成熟，所以當(dāng)前的區(qū)塊鏈主要應(yīng)用于一些需要快速驗(yàn)證和確認(rèn)的領(lǐng)域，而在一些需要長(zhǎng)期發(fā)展、需要建立信任體系的領(lǐng)域中，區(qū)塊鏈技術(shù)還不能完全滿足其需求。
5、小結(jié)
區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)三大層中，基礎(chǔ)設(shè)施層是最重要的一層，而邏輯層是區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)中最重要的一層。無(wú)論是公有鏈還是私有鏈，其邏輯層都是一個(gè)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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