【区块链技术】区块链的技术模型架构

【区块链技术】区块链的技术模型架构

区块链技术并不是一项单一的技术,而是多种技术整合创新的结果,其本质是一个弱中心的、自信任的底层架构技术。

《【区块链技术】区块链的技术模型架构》

《【区块链技术】区块链的技术模型架构》

区块链技术模型自下而上包括数据层、网络层共识层、激励层、合约层和应用层。每一层具备一项核心功能,不同层级之间相互配合,共同构建一个去中心的价值传输体系。

《【区块链技术】区块链的技术模型架构》

数据层的特点是不可篡改、全备份、完全平等(数据、权限、代码),而其数据结构是区块,包括区块头和区块体。区块头由三组区块元数据,一组元数据是父区块哈希值,用于该区块与区块链中的前一区块相连接;二组元数据是Merkle根,一种用来有效地总结区块中所有交易的数据结构;三组元数据是难度目标、时间戳和Nonce与生产区块相关。

网络层封装了P2P网络机制、传播和验证机制等技术。在网络层中,新的交易向全网进行广播,每一个节点都将收到的交易信息纳入一个区块中,且每个节点都尝试在自己的区块中找到一个具有足够难度的工作量证明,当一个节点找到了一个工作量证明(获得打包区块的资格),它就向全网进行广播(新打包的区块),当且仅当包含在该区块中的所有交易都是有效的且之前未存在过的,其他节点才认同该区块的有效性,而表示认同接受的方法,则是在跟随该区块的末尾,制造新的区块以延长该链条,而将被接受区块的随机散列值视为先于新区块的随机散列值。

共识层封装了网络节点的各类共识机制算法,这是区块链的核心技术,因为这决定了区块的产生,而记账决定方式将会影响整个系统的安全性和可靠性。目前已经出现了十余种共识机制算法,其中比较有名的有工作量证明机制(POW)、实用拜占庭容错算法(PBFT)、权益证明机制(POS)、股份授权证明机制。

激励层包括发行机制和激励机制。简单来说,激励机制是通过经济平衡的手段,鼓励节点参与到维护区块链系统安全运行中来,防止对总账本进行篡改,使长期维持区块链网络运行的动力。

合约层具有可编程的特性,主要包括智能合约、共识算法、脚本、代码,是区块链可编程特性的基础。将代码嵌入区块链或令牌中,实现可以自定义的智能合约,并在达到某个确定的约束条件的情况下,无需经由第三方就能够自动执行,是区块链去信任的基础。

应用层封装了区块链的各种应用场景和案例,跟电脑上的应用程序、浏览器上的门户网站等很相似,将区块链技术应用部署在如以太坊、EOS上并在现实中落地。

这六个技术层级是构建区块链技术的必要元素,缺少任何一层都将不能称之为真正意义上的区块链技术。

 

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