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区块链的六大层级结构

区块链报  · 公众号  ·  · 2019-07-25 19:30

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区块链总共有六个层级结构,这六个层级结构自下而上是:数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层。


一、数据层

数据层是区块链六个层级结构里面的最底层。数据层我们可以理解成数据库,只不过对于区块链来说,这个数据库是不可篡改的、分布式存储的数据库,也就是所谓的分布式账本。

在数据层上,也就是在这个分布式账本上,存放着区块链上的数据信息,封装着区块的块链式结构、非对称加密技术、哈希算法等技术手段,来保证数据在全网公开的情况下的安全性问题。

具体做法:

在区块链网络上,节点采用共识算法来维持数据层(也就是这个分布式数据库)的数据的一致性,采用密码学中的非对称加密和哈希算法,来确保这个分布式数据库的不可篡改和可追溯。这就构成了区块链技术中最底层的数据结构。但是,光有分布式数据库还不够,还需要让数据库里面的数据信息可以共享交流。所以,数据层的上一层就需要有网络层。


二、网络层

区块链的网络系统,本质上是一个P2P(点对点)网络,点对点意味着不需要一个中间环节或者中心化服务器来操控这个系统,网络中的所有资源和服务都是分配在各个节点手中的,信息的传输也是两个节点之间直接往来就可以了。不过,需要注意的是P2P(点对点)并不是中本聪发明的,区块链只是融合了这一技术而已。所以,区块链的网络层实际上就是一个特别强大的点对点网络系统。在这个系统上,每一个节点既可以生产信息,也可以接收信息,就好比发邮件,你既可以编写自己的邮件,也可以收到别人给你发送的邮件。

在区块链网络上,节点之间需要共同维护这条区块链系统,每当一个节点创造出新的区块后,他需要以广播的形式通知其他节点,其他节点收到信息后对该区块进行验证,然后在该区块的基础上去创建新的区块。这样一来,全网便可以共同维护更新区块链系统这个总账本了。

但是,全网要依据什么规则来维护更新区块链系统这个总账本呢?这就涉及到了所谓的“法律法规”(规则),也就是我们接下来要介绍的:共识层。


三、共识层

在区块链的世界里,共识,简单来说就是全网要依据一个统一的、大家一致同意的规则来维护更新区块链系统这个总账本,类似于更新数据的规则。让高度分散的节点在去中心化的区块链网络中高效达成共识,是区块链的核心技术之一,也是区块链社区的治理机制。目前主流的共识机制算法有:比特币的工作量证明(POW)、以太坊的权益证明(POS)、EOS的委托权益证明(DPOS)等等。数据层、网络层、共识层这三层保证了区块链上有数据、有网络、有规则。

但是,天下没有免费的午餐。如何让节点们能够积极踊跃地参与区块链系统维护呢?这里就涉及到了激励机制,也就是我们下面要介绍的:激励层。


四、激励层

激励层就是所谓的挖矿机制,挖矿机制其实可以理解成激励机制:你为区块链系统做了多少贡献,你就可以得到多少奖励。用这种激励机制,能够鼓励全网节点参与区块链上的数据记录和维护工作。

挖矿机制和共识机制其实是一个道理,共识机制我们可以理解为公司的总规章制度,而挖矿机制可以理解成在这个总的规章制度之中,你做好了什么能够得到什么奖励。这种激励机制就像比特币的共识机制POW,他的规定是多劳多得,谁能够第一个找到正确哈希值谁就可以得到一定数量的比特币奖励。以太坊的POS则规定了谁持币年龄越久,谁能得到奖励的概率就越大。

需要注意的是,激励层一般只有公链才具备,因为公链必须依赖全网节点共同维护数据,所以必须有一套这样的激励机制,才能激励全网节点参与区块链系统的建设维护,进而保证区块链系统的安全性和可靠性。

区块链安全可靠了,还不够智能,对不对?下面我们将要介绍的合约层,可以让区块链系统变得更加智能。


五、合约层

合约层主要包括各种脚本、代码、算法机制、智能合约,是区块链可编程的基础。我们说的智能合约便属于合约层。如果说比特币系统不够智能,那么以太坊提出的智能合约则能够满足许多应用场景。合约层的原理主要是将代码嵌入到区块链系统上,用这种方式来实现能够自定义的智能合约。这样一来,在区块链系统上,一旦触发了智能合约的条款,系统就能够自动执行命令。


六、应用层

应用层就是区块链的各种应用场景和案例,我们现在说的区块链+就是所谓的应用层。目前已经落地的区块链应用主要是搭建在ETH、EOS等公链上的各类区块链应用,博彩、游戏类的应用比较多。真正实用的区块链落地应用,目前有由CoinBank投资的全球首条物联网落地应用……

物联网,即“万物相连的互联网”,意指物物相连,万物万联。物联网是互联网基础上的延伸和扩展的网络,将各种信息传感设备和互联网结合起来而形成的一个巨大网络,实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。物联网是实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简单地说,互联网是工具,物联网是服务。互联网实现人与人之间的连接,物联网实现物与物之间、物与人之间的连接。5G技术、区块链技术、人工智能,必将推动区块链技术在物联网领域的落地应用。



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