区块链底层协议层区块链的底层技术讲解

gateio 2022年12月21日 09:20 182 0

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区块链架构设计有哪些？

区块链作为一种架构设计区块链底层协议层的实现区块链底层协议层，与基础语言或平台等差别较大。区块链是加密货币背后的技术，是当下与VR虚拟现实等比肩的热门技术之一，本身不是新技术，类似Ajax，可以说它是一种技术架构，所以区块链底层协议层我们从架构设计的角度谈谈区块链的技术实现。无论区块链底层协议层你擅长什么编程语言，都能够参考这种设计去实现一款区块链产品。与此同时，梳理与之相关的知识图谱和体系，帮助大家系统去学习研究。

从架构设计上来说，区块链可以简单的分为三个层次，协议层、扩展层和应用层。其中，协议层又可以分为存储层和网络层，它们相互独立但又不可分割。

区块链架构图

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区块链合约层是什么

如果说数据、网络和共识三层，分别承担了区块链底层数据表示、数据传播和数据验证功能的话，合约层则是封装各类脚本代码、算法以及更为复杂的智能合约，是区块链系统实现灵活编程和操作数据的基础。作为一种自我执行的协议，智能合约被嵌入在区块链的计算机代码中。该代码包含一组规则，在这些规则下，智能合约的各方同意彼此进行交互，且如果满足预定义的规则，协议将自动执行。由此，智能合同提供了有效管理权益资产及多方之间访问权的机制。有了智能合约，每个协议、流程、任务及支付都可以有一个数字记录和签名，这些数字记录和签名可以被识别、验证、存储和共享。智能合约在此形成了治理规则——规章制度、管理法规、程序规则或组织章程——并用自我执行的代码取代日常运营管理。智能合约通常具有一个用户接口，以供用户与已制定的合约进行交互，并确保交互行为都严格遵守此前制定的逻辑。同时，得益于密码学技术，数据加密还能保证协议各方的匿名性。由此，智能合约不仅可用于简单的经济交易，比如把钱从A汇到B，还可用于注册任何类型的所有权和产权，比如土地登记和知识产权，或者管理共享经济的智能访问控制等。换句话说，由于智能合约运行在区块链P2P分布式网络之上，规则不仅可以应用于企业内部，还可以应用于区块链上的其他业务合作伙伴间。

区块链结构层是什么？

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

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区块链底层协议层，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。

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，一旦触发区块链底层协议层了智能合约的条款，系统就能够自动执行命令。

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。

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。

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。

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。