一、区块链一般有多少种结构,区块链分为哪几个层
区块链技术框架有哪些?
当前主流的区块链架构包含六个层级:网络层、数据层、共识层、激励层、合约层和应用层。图中将数据层和网络层的位置进行了对调,主要用途将在下一节中详述。
网络层:区块链网络本质是一个P2P(Peer-to-peer点对点)的网络,网络中的资源和服务分散在所有节点上,信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行,可以无需中间环节和服务器的介入。每一个节点既接收信息,也产生信息,节点之间通过维护一个共同的区块链来同步信息,当一个节点创造出新的区块后便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,并在该区块的基础上去创建新的区块,从而达到全网共同维护一个底层账本的作用。所以网络层会涉及到P2P网络,传播机制,验证机制等的设计,显而易见,这些设计都能影响到区块信息的确认速度,网络层可以作为区块链技术可扩展方案中的一个研究方向;
数据层:区块链的底层数据是一个区块+链表的数据结构,它包括数据区块、链式结构、时间戳、哈希函数、Merkle树、非对称加密等设计。其中数据区块、链式结构都可作为区块链技术可扩展方案对数据层研究时的改进方向。
共识层:它是让高度分散的节点对区块数据的有效性达到快速共识的基础,主要的共识机制有POW(ProofOfWork工作量证明机制),POS(ProofofStake权益证明机制),DPOS(DelegatedProofofStake委托权益证明机制)和PBFT(PracticalByzantineFaultTolerance实用拜占庭容错)等,它们一直是区块链技术可扩展方案中的重头戏。
激励层:它是大家常说的挖矿机制,用来设计一定的经济激励模型,鼓励节点来参与区块链的安全验证工作,包括发行机制,分配机制的设计等。这个层级的改进貌似与区块链可扩展并无直接联系。
合约层:主要是指各种脚本代码、算法机制以及智能合约等。第一代区块链严格讲这一层是缺失的,所以它们只能进行交易,而无法用于其他的领域或是进行其他的逻辑处理,合约层的出现,使得在其他领域使用区块链成为了现实,以太坊中这部分包括了EVM(以太坊虚拟机)和智能合约两部分。这个层级的改进貌似给区块链可扩展提供了潜在的新方向,但结构上来看貌似并无直接联系
应用层:它是区块链的展示层,包括各种应用场景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.区块链的应用层可以是移动端,web端,或是是融合进现有的服务器,把当前的业务服务器当成应用层。这个层级的改进貌似也给区块链可扩展提供了潜在的新方向,但结构上来看貌似并无直接联系。
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区块链的六层模型是什么?区块链技术的模型是由自下而上的数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层组成。
区块链由哪些结构组成?
区块链是由区块相互连接形成的链式存储结构,区块就是链式存储结构中的数据元素,其中第一个区块被称为创始区块。
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一般区块包括区块头和区块体两部分。区块头包含每个区块的身份识别信息,如版本号、hash值、时间戳、区块高度等信息;区块体主要包含具体的交易数据。
二、区块链信任层有哪些
区块链技术系统是由哪些层组成的?
一般说来,区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。
其中,数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等;共识层主要封装网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础;应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中,基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。
既然区块链技术有信任机制,那么哪些地方能应用得到呢?金窝窝分析区块链技术的应用可以从以下几个方面着手:
①弱信任关系、无信任关系、多信任关系的地方;
②需要的大规模共识的地方,也就是多方协作,这需要分布式账本建立规模共识;
③中低频交易的地方,因为当前技术阶段不支持大规模高频并发;
④能形成多赢机制的领域,因为这样大家才有动力使用;
⑤有网络效应的市场,规模越大(用的人越多),效益越高,包括社交、滴滴出行。
区块链中的公有链的信任机制是
区块链中的公有链的信任机制是工作量证明。工作量证明表现了工作能力,更值得别人信任。公有链的信任是一种人类信任协作的新形态,它有着最为广泛的信任范围。正如宾夕法尼亚大学教授KevinWerbach在其论述区块链信任的专著中所述,为所有的使用者提供最为一般化的信任(信用)服务是公有链最为核心的价值,它使得人类首次在达成全球范围内自发性信任。区块链信任的基础在于各方在平权、分散的网络中,独立地记账、验证过程。各个参与者在公有链无门槛、自由出入、多方持有、多方维护的公共账本上独立地记录、验证每一笔交易及合约。在共识机制的作用下,每一个网络参与者都有可能成为会计(记账人),而在交易确认验证的机制下,每一个网络(全节点)都是审计人。因此,公有区块链是一个全球记账、全球审计的网络。
区块链信任属于哪种信任分类制度信任。社会学家尼克拉斯卢曼把信任分为人际信任与制度信任。区块链信任属于制度信任。区块链技术所代表的数字化信任应运而生。
2.区块链信任和传统模式信任的区别是什么?区块链信任和传统模式信任的区别如下。
1、区块链中的信任,最为不同的就是,它通过数学、计算机技术和加密使信息的记录不可更改,并通过智能合约将合作的约定写在区块链上,最后在条件满足后自动执行合约。区块链消除了信任的第三方,通过区块链,人们不必需要100%信任对方或信任第三方机构,它并不是消除了信任问题,也并不是完全不需要考虑信任问题,在合作过程中,人们仍然是需要去信任的,只不过将信任的对象从人和组织,转变为共识机制构成的区块链网络。
2、传统的信任体系主要来自于两方面:国家和文化。国家运用自己的公信力和公权力,来为合作双方的信任背书;而文化,则指的是一些隐性规则,比如各种地域习俗的信任体系,以及可能出现的民间第三方机构。国家执行的成本太高,不可能都去依靠国家。而文化的信任培养需要的时间过长,也不能满足所有人的需要。社会很复杂,不可能事事靠签订契约,也不可能事事都适合国家出面。
三、区块链分为哪些层(区块链的六个层次结构)
区块链的层级结构(什么是区块链的Layer0/1/2)
分层结构是区块链处理数据和运行的基础。
为了寻找到区块链的可扩展性方案,学术研究领域(通常论文中)所指的区块链被分为三层:Layer0、Layer1和Layer2。
通常,区块链系统主要分为:应用层、激励层、共识层、网络层和数据层,共六层,主要体现在初期的比特币系统上。随着智能合约的产生,在应用层和激励层之间加入了合约层,主要体现在以太坊系统中。
对于每一层的内容如上图所示,但在具体的不同系统中所使用的技术可能并不相同,比如共识层主要完成节点之间的共识,除了工作量证明机制(ProofofWork)还有权益证明机制(ProofofStake)和拜占庭容错机制(ByzantineFaultTolerance(BFT)等方式。
数据层、网络层、共识层三者构成了区块链层级的底层基础,也是区块链必不可少的三个元素,缺少任何一个都无法称之为真正的区块链技术。
区块链分层结构对应到OSI体系7层模型和TCP/IP4层模型下的对比如下图所示。
如果我们再聚焦TCP/IP的四层,特别是上面的「应用层」的话,我们会看到,有可能区块链是把原来只专注于信息传递的应用层,分出来一个专门用于价值转移的新层。因此,我们可以认为TCP/IP四层拆分成了五层,将区块链视为TCP/IP的一层:价值层。
一般认为比特币、以太坊、EOS是区块链1.0、2.0、3.0的代表,如果去看它们的分层也很有意思:
从比特币到以太坊,增加了合约层。从以太坊到EOS,因为采用DPOS,激励层实际上合并到了共识层。而EOS增加出来两层:①工具层,以让在其上更容易开发应用;②生态层,它自身的定位是一个开源软件,那么其他人可以用它的开源软件建立行业链、领域链。
徐忠、邹传伟写了一篇央行工作论文,从经济学的角度探讨区块链,试图给出一种Token范式。其中,实际上他们给出了一个分层模型,这回是内外分层:里层是共识,又分:Token、智能合约、共识算法;处在共识边界与区块链边界,是区块链内的其他信息;处在区块链边界之外,是互联网和实体世界。
一些系统为了提升性能,其实对它的分布式网络也进行了分层。也就是,不是所有的节点都是平等的。
比如,以下是EOS的分层。
为了让区块链变得有用,又有人从其他视角进行讨论。ENChain.Asia的朱峰在BAO白皮书中提出了「自组织商业体7层模型」,这个模型又被在《通证经济的模型与实践》(0.2)报告中引述,称之为「自商业七层模型」。
不过,要注意的是,这里的「激励层」,和我们通常说区块链的激励层,有相似之处,又不一样。之前我们讨论激励层,往往是在公链原生代币的角度讨论的,而这里的激励层,则是通证层面讨论的。
火币研究院在2018年12月的一份报告《区块链四层应用模型的构建与解析》中,给出了一个四层的应用模型,很有意思:
参考文献:
1.区块链十年:各种各样的层
2.区块链六大层级结构你知道多少?-知乎
3.区块链的六个分层级结构介绍-区块链-电子发烧友网
区块链技术架构中的三个层次是什么?
金窝窝分析区块链技术中的三个层次如下:
协议层
所谓的协议层,就是指代最底层的技术。这个层次通常是一个完整的区块链产品,类似于我们电脑的操作系统,它维护着网络节点,仅提供Api供调用。通常官方会提供简单的客户端(通称为钱包),这个客户端钱包功能也很简单,只能建立地址、验证签名、转账支付、查看余额等。
扩展层
这个层面类似于电脑的驱动程序,是为了让区块链产品更加实用。
应用层
这个层面类似于电脑中的各种软件程序,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)。这个层面的应用,目前几乎是空白。
区块链技术可以分为几个层面?重庆金窝窝网络分析区块链技术的结构层面如下:
区块链可以大致分成两个层面,
一是做区块链底层技术;
二是做区块链上层应用,即基于区块链的改造、优化或者创新应用。
区块链技术系统是由哪些层组成的?一般说来,区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。
其中,数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等;共识层主要封装网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础;应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中,基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。
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