區塊鏈系統架構的元素
① 請問區塊鏈的架構是什麼
首先需要知道區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式,其次對於區塊鏈系統的組成架構金窩窩集團認為是由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。
1、數據層:封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等技術
2、網路層:則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;
3、共識層:主要封裝網路節點的各類共識演算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;
4、合約層:主要封裝各類腳本、演算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;目前西南地區金窩窩已經率先開始了以區塊鏈為底層技術的大數據研究,也提供以區塊鏈為底層技術的大數據服務。
5、應用層:則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中,基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點
② 區塊鏈技術系統是由哪些層組成的
一般說來,區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。
其中,數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等技術;網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中,基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。
③ 區塊鏈行業架構包含哪些
區塊鏈技術的架卜槐襪構模型如下幾點:
1、數據層
數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等型激技術;
2、網路層
網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;
3、共識層
共識層主要封裝網路節點的明頌各類共識演算法;
4、激勵層
激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;
5、合約層
合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;
6、應用層
應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。
④ 區塊鏈的基本要素包括
1-包含一個分布式資料庫
2-分布式資料庫是區塊鏈的物理載體,區塊鏈是交易的邏輯載體,所有核心節點都應包含該條區塊鏈數據的全副本
3-區塊鏈按時間序列化區塊,且區塊鏈是整個網路交易數據的唯一主體
4-區塊鏈只對添加有效,對其他操作無效
5-基於非對稱加密的公私鑰驗證
6-記賬節點要求拜占庭將軍問題可解/避免
7-共識過程(consensus progress)是演化穩定的,即面對一定量的不同節點的矛盾數據不會崩潰。
8-共識過程能夠解決double-spending問題。
區塊鏈的五個特點:
去中心化
由於使用分布式核算和存儲,不存在中心化的硬體或管理機構,任意節點的權利和義務都是均等的,系統中的數據塊由整個系統中具有維護功能的節點來共同維護。
得益於區塊鏈的去中心化特徵,比特幣也擁有去中心化的特徵 [6] 。
開放性
系統是開放的,除了交易各方的私有信息被加密外,區塊鏈的數據對所有人公開,任何人都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據和開發相關應用,因此整個系統信息高度透明。
自治性
區塊鏈採用基於協商一致的規范和協議(比如一套公開透明的演算法)使得整個系統中的所有節點能夠在去信任的環境自由安全的交換數據,使得對「人」的信任改成了對機器的信任,任何人為的干預不起作用。
信息不可篡改
一旦信息經過驗證並添加至區塊鏈,就會永久的存儲起來,除非能夠同時控制住系統中超過51%的節點,否則單個節點上對資料庫的修改是無效的,因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性極高。
匿名性
由於節點之間的交換遵循固定的演算法,其數據交互是無需信任的(區塊鏈中的程序規則會自行判斷活動是否有效),因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方自己產生信任,對信用的累積非常有幫助。
⑤ 區塊鏈是什麼,區塊鏈由什麼組成
1、區塊鏈是比特幣的一個概念。是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據。侍燃
2、利用分布式節點共識肆盯演算法,來生裂談和成和更新數據。利用密碼學的方式,保證數據傳輸和訪問的安全。
3、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約,來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式,它本質上是一個去中介化的資料庫。
4、一般說來,區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成
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⑥ 北大青鳥設計培訓:區塊鏈技術的組成元素架構
隨著互聯網的不斷發展,越來越多的人都了解到了關於區塊鏈技術的一些特點和使用情況,今天我們就來介紹一下,區塊鏈的一些元素組鄭州有哪些。
區塊鏈的組成區塊鏈由區塊和鏈組成。
每一個區塊包含三個元素:數據、哈希值、前一區塊的哈希值。
區塊的第一個元素是數據。
區塊中所保存的數據與區塊鏈的類型有關。
例如,比特幣區塊鏈中的區塊保存了相關的交易信息,包括賣家,買家,以及交易比特幣的數量。
區塊的第二個元素是哈希值。
每個區塊包含了一個哈希值,這個哈希值是的,它用來標識一個區塊和它所包含的所有內容。
一旦某個區塊被創建,它的哈希值就相對應的被計算出來了。
改變區塊中的某些內容會使得哈希值改變。
所以換句話說:當你想要檢測區塊中內容的改變時,哈希值對你就很有幫助。
如果一個區塊的指紋改變了,那它就再也不是之前的區塊了。
區塊的第三個元素是前一個區塊的哈希值。
這個元素使得區塊之間可以形成鏈接,並且能夠使得區塊鏈十分的安全。
舉個例子假設我們有一條區塊鏈包含3個區塊。
每個區塊包含了一個自己的哈希值以及前一個區塊的哈希值。
3號區塊指向2號區塊,2號區塊又指向1號區塊。
但是1號區塊有點特殊,它不能指向前一個區塊,因為它是第一個區塊。
我們把1號區塊叫做創世區塊。
那麼,現在我們假設你篡改了第二個區塊。
這將導致第二個區塊的哈希值改變,那麼3號區塊存儲的數據就是錯誤的、非法的。
而3號區塊存儲的數據一旦是非法的,後面的區塊也一定是非法的。
所以如果一個人想要篡改區塊鏈中任何一個區塊,它必須修改這個區塊以及這個區塊之後的所有區塊。
這將是一個很繁重的任務。
區塊鏈的工作量證明但是,僅僅使用哈希值的方法不足以防止用戶篡改區塊。
因為現在的計算機運算速度已經足夠強大,並且能夠每秒計算成千上萬的哈希值。
java課程http://www.kmbdqn.cn/建議你完全可以篡改一個區塊並且重新計算其他的區塊的哈希值,這樣就使得你的區塊再次變得合法。
⑦ 區塊鏈的六層模型是什麼
區塊鏈總共有六個層級結構,這六個層級結構自下而上是:數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層、應用層。
一、數據層
數據層是區塊鏈六個層級結構裡面的最底層。數據層我們可以理解成資料庫,只不過對於區塊鏈來講,這個資料庫是不可篡改的、分布式的資料庫,也就是我們所謂的「分布式賬本」。
在數據層上,也就是在這個「分布式賬本」上,存放著區塊鏈上的數據信息,封裝著區塊的塊鏈式結構、非對稱加密技術、哈希演算法等技術手段,來保證數據在全網公開的情況下的安全性問題。具體的做法是:
在區塊鏈網路上,節點採用共識演算法來維持數據層(也就是這個分布式資料庫)的數據的一致性,採用密碼學中的非對稱加密和哈希演算法,來確保這個分布式資料庫的不可篡改和可追溯。
這就構成了區塊鏈技術中最底層的數據結構。但是,光有分布式資料庫還不夠,還需要讓資料庫裡面的數據信息可以共享交流,下面我們介紹數據層的上一層——網路層。
二、網路層
區塊鏈的網路系統,本質上是一個P2P(點對點)網路,點對點意味著不需要一個中間環節或者中心化伺服器來操控這個系統,網路中的所有資源和服務都是分配在各個節點手中的,信息的傳輸也是兩個節點之間直接往來就可以了。不過,需要注意的是,P2P
(點對點)並不是中本聰發明的,區塊鏈只是融合了這一技術而已。
所以,區塊鏈的網路層實際上就是一個特別強大的點對點網路系統。在這個系統上,每一個節點既可以生產信息,也可以接收信息,就好比發郵件,你既可以編寫自己的郵件,也可以收到別人給你發送的郵件。
在區塊鏈網路上,節點之間需要共同維護這條區塊鏈系統,每當一個節點創造出新的區塊後,他需要以廣播的形式通知其他節點,其他節點收到信息後對該區塊進行驗證,然後在該區塊的基礎上去創建新的區塊。這樣一來,全網便可以共同維護更新區塊鏈系統這個總賬本了。
但是,全網要依據什麼規則來維護更新區塊鏈系統這個總賬本呢,這就涉及到了所謂的「法律法規」(規則),也就是我們接下來要介紹的:共識層。
三、共識層
在區塊鏈的世界裡,共識,簡單來講就是全網要依據一個統一的、大家一致同意的規則來維護更新區塊鏈系統這個總賬本,類似於更新數據的規則。讓高度分散的節點在去中心化的區塊鏈網路中高效達成共識,是區塊鏈的核心技術之一,也是區塊鏈社區的治理機制。
目前主流的共識機制演算法有:比特幣的工作量證明(POW)、以太坊的權益證明
(POS)、EOS的委託權益證明(DPOS)等等。
我們現在介紹了數據層、網路層、共識層,這三層保證了區塊鏈上有數據、有網路,有在網路上更新數據的規則,但是天下沒有免費的午餐,如何讓節點們能夠積極踴躍地參與區塊鏈系統維護呢,這里就涉及到了激勵,也就是我們下面要介紹的:激勵層。
四、激勵層
激勵層就是所謂的挖礦機制,挖礦機制其實可以理解成激勵機制:你為區塊鏈系統做了多少貢獻,你就可以得到多少獎勵。用這種激勵機制,能夠鼓勵全網節點參與區塊鏈上的數據記錄與維護工作。
挖礦機制和共識機制其實是一個道理,共識機制我們可以理解為公司的總規章制度,而挖礦機制可以理解成,在這個總的規章制度之中,你做好了什麼能夠得到什麼獎勵,這種獎勵規則。
就好比比特幣的共識機制PoW,它的規定是多勞多得,誰能夠第一個找到正確哈希值誰就可以得到一定數量的比特幣獎勵;
而以太坊的PoS則規定了誰持幣年齡越久,誰能得到獎勵的概率就越大。
需要注意的是,激勵層一般只有公有鏈才具備,因為公有鏈必須依賴全網節點共同維護數據,所以必須有一套這樣的激勵機制,才能激勵全網節點參與區塊鏈系統的建設維護,進而保證區塊鏈系統的安全性和可靠性。
區塊鏈安全可靠了,還不夠智能對不對,下面我們將要介紹的合約層,可以讓區塊鏈系統變得更加智能。
五.合約層
合約層主要包括各種腳本、代碼、演算法機制及智能合約,是區塊鏈可編程的基礎。我們說的「智能合約」便屬於合約層這個層級上。
如果說比特幣系統不夠智能,那麼以太坊提出的「智能合約」則能夠滿足許多應用場景。合約層的原理主要是將代碼嵌入到區塊鏈系統上,用這種方式來實現能夠自定義的智能合約。這樣一來,在區塊鏈系統上,一旦觸發了智能合約的條款,系統就能夠自動執行命令。
六、應用層
最後就是應用層。應用層很簡單,顧名思義,就是區塊鏈的各種應用場景和案例,我們現在說的「區塊鏈+」就是所謂的應用層。目前已經落地的區塊鏈應用主要是搭建在
ETH、EOS等公鏈上的各類區塊鏈應用,博彩、游戲類的應用比較多,真正實用的應用還沒有出現。
⑧ 區塊鏈技術框架有哪些
當前主流的區塊鏈架構包含六個層級:網路層、數據層、共識層、激勵層、合約層和應用層。圖中將數據層和網路層的位置進行了對調,主要用途將在下一節中詳述。
網路層:區塊鏈網路本質是一個P2P(Peer-to-peer點對點)的網路,網路中的資源和服務分散在所有節點上,信息的傳輸和服務的實現都直接在節點之間進行,可以無需中間環節和伺服器的介入。每一個節點既接收信息,也產生信息,節點之間通過維護一個共同的區塊鏈來同步信息,當一個節點創造出新的區塊後便以廣播的形式通知其他節點,其他節點收到信息後對該區塊進行驗證,並在該區塊的基礎上去創建新的區塊,從而達到全網共同維護一個底層賬本的作用。所以網路層會涉及到P2P網路,傳播機制,驗證機制等的設計,顯而易見,這些設計都能影響到區塊信息的確認速度,網路層可以作為區塊鏈技術可擴展方案中的一個研究方向;
數據層:區塊鏈的底層數據是一個區塊+鏈表的數據結構,它包括數據區塊、鏈式結構、時間戳、哈希函數、Merkle樹、非對稱加密等設計。其中數據區塊、鏈式結構都可作為區塊鏈技術可擴展方案對數據層研究時的改進方向。
共識層:它是讓高度分散的節點對區塊數據的有效性達到快速共識的基礎,主要的共識機制有POW(Proof Of Work工作量證明機制),POS(Proof of Stake權益證明機制),DPOS(Delegated Proof of Stake委託權益證明機制)和PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance實用拜占庭容錯)等,它們一直是區塊鏈技術可擴展方案中的重頭戲。
激勵層:它是大家常說的挖礦機制,用來設計一定的經濟激勵模型,鼓勵節點來參與區塊鏈的安全驗證工作,包括發行機制,分配機制的設計等。這個層級的改進貌似與區塊鏈可擴展並無直接聯系。
合約層:主要是指各種腳本代碼、演算法機制以及智能合約等。第一代區塊鏈嚴格講這一層是缺失的,所以它們只能進行交易,而無法用於其他的領域或是進行其他的邏輯處理,合約層的出現,使得在其他領域使用區塊鏈成為了現實,以太坊中這部分包括了EVM(以太坊虛擬機)和智能合約兩部分。這個層級的改進貌似給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向,但結構上來看貌似並無直接聯系
應用層:它是區塊鏈的展示層,包括各種應用場景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.區塊鏈的應用層可以是移動端,web端,或是是融合進現有的伺服器,把當前的業務伺服器當成應用層。這個層級的改進貌似也給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向,但結構上來看貌似並無直接聯系。
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