合約層是區塊鏈最核心的內容
A. 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。
B. 區塊鏈是什麼
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。
區塊鏈(Blockchain)是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術,是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。
可以用區塊鏈的一些領域可以是:
▪智能合約
▪證券交易
▪電子商務
▪物聯網
▪ 社交通訊
▪文件存儲
▪存在性證明
▪身份驗證
▪股權眾籌
我們可以把區塊鏈的發展類比互聯網本身的發展,未來會在internet上形成一個比如叫做finance-internet的東西,而這個東西就是基於區塊鏈,它的前驅就是bitcoin,即傳統金融從私有鏈、行業鏈出發(區域網),bitcoin系列從公有鏈(廣域網)出發,都表達了同一種概念——數字資產(DigitalAsset),最終向一個中間平衡點收斂。
區塊鏈的進化方式是:
▪ 區塊鏈1.0——數字貨幣
▪ 區塊鏈2.0——數字資產與智能合約
▪ 區塊鏈3.0——各種行業分布式應用落地
C. 區塊鏈的層級結構
區塊鏈的層級結構
1、數據層/ Data Layer
數據層主要描述區塊鏈的物理形式,是區塊鏈上從創世區塊起始的鏈式結構,包含了區塊鏈的區塊數據、鏈式結構以及區塊上的隨機數、時間戳、公私鑰數據等,是整個區塊鏈技術中最底層的數據結構。
2、網路層/ Network Layer
網路層主要通過 P2P 技術實現分布式網路的機制,網路層包括 P2P 組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制,因此區塊鏈本質上是一個 P2P 的網路,具備自動組網的機制,節點之間通過維護一個共同的區塊鏈結構來保持通信。
3、共識層/ Consensus Layer
共識層主要包含共識演算法以及共識機制,能讓高度分散的節點在去中心化的區塊鏈網路中高效地針對區塊數據的有效性達成共識,是區塊鏈的核心技術之一,也是區塊鏈社群的治理機制。目前至少有數十種共識機制演算法,包含工作量證明、權益證明、權益授權證明、燃燒證明、重要性證明等。
數據層、網路層、共識層是構建區塊鏈技術的必要元素,缺少任何一層都不能稱之為真正意義上的區塊鏈技術。
4、激勵層/ Actuator Layer
激勵層主要包括經濟激勵的發行制度和分配製度,其功能是提供一定的激勵措施,鼓勵節點參與區塊鏈中安全驗證工作,並將經濟因素納入到區塊鏈技術體系中,激勵遵守規則參與記賬的節點,並懲罰不遵守規則的節點。
5、合約層/ Contract Layer
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。將代碼嵌入區塊鏈或是令牌中,實現可以自定義的智能合約,並在達到某個確定的約束條件的情況下,無需經由第三方就能夠自動執行,是區塊鏈去信任的基礎。
6、應用層/ Application Layer
區塊鏈的應用層封裝了各種應用場景和案例,類似於電腦操作系統上的應用程序、互聯網瀏覽器上的門戶網站、搜尋引擎、電子商城或是手機端上的 APP,將區塊鏈技術應用部署在如以太坊、EOS、QTUM 上並在現實生活場景中落地。未來的可編程金融和可編程社會也將會是搭建在應用層上。
激勵層、合約層和應用層不是每個區塊鏈應用的必要因素,一些區塊鏈應用並不完整包含此三層結構。
D. 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。
E. 什麼是區塊鏈技術區塊鏈技術的核心構成是什麼
從技術的角度,架構的角度,用通俗的語言來跟大家講講,我對區塊鏈的一些理解。
究竟啥是區塊鏈?Block chain,一句話來說,區塊鏈是一個存儲系統,存儲系統更細一點,區塊鏈是一個沒有管理員,每個節點都擁有全部數據的分布式存儲系統。
那常見的存儲系統,是什麼樣子的呢?
首先看一下如何保證高可用?
普通的存儲系統通常是用「冗餘」的方式來解決高可用問題的。圖上圖所示如果能夠把數據復製成幾份,冗餘到多個地方,就能夠保證高可用。一個地方的數據掛了,另外的地方還存有數據,例如MySQL的主從集群就是這個原理,磁碟的RAID也是這個原理。
這個地方需要強調的兩點是:數據冗餘,往往會引發一致性的問題
1、例如MySQL的主從集群中中其實讀寫會有延時的,它其實就是有一個短的時間內讀寫不一致。這個是數據冗餘,帶來的一個副作用。
2、第二個點是數據冗餘往往會降低寫入的效率,因為數據同步也是需要消耗資源的。你看單點寫入,如果加了兩個從庫之後,其實寫入的效率會受影響。普通的存儲系統,就是採用冗餘的方式,保證數據的高可用的。
那麼第二個問題,普通的存儲系統,能否多點寫入呢?
答案是可以的,比如說以這個圖為例:
其實MySQL的話可以做一個雙主的主從同步,雙主的主從同步,兩個節點,同時可以寫入。如果要做多機房多活的數據中心,其實多機房多活也是進行數據同步的。這里要強調的是多點寫入,往往會引發寫寫沖突的一致性問題,以MySQl為例,假設有一個表的屬性是自增ID,那麼現在資料庫中的數據是1234,那麼其中一個節點寫入,插入了一條數據,那它可能變成5了,然後這5條數據,向另外一個主節點進行數據同步,同步完成之前,如果另外一個寫入節點,也插入了一條數據,也生成了一條這個自增id為5的數據。那麼,生成之後,往另外一個節點同步,然後同步數據到達之後會與本地的這兩條5沖突,就會同步失敗,會引發寫寫的一致性沖突問題。這個多點寫入的話都會出現這個問題。
多點寫入,如何保證一致?
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F. 區塊鏈核心技術是什麼
首先,我們可以看一下區塊鏈技術的官網解釋。狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一 種鏈式 數據結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、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範式。
可能大家都知道的是,區塊鏈技術是從比特幣系統當中獨立出來的底層構架,從架構模型上來說,它就是一套分布式的賬本,所謂賬本,自然就是用來記賬的。
在區塊鏈技術當中,要想生成記賬記錄,就要有資金的交易和流動,所以最開始的區塊鏈技術上,都有其主網所對應的加密貨幣作為流通物品,加密貨幣在區塊鏈主網的各個賬戶之間的流通交易記錄都會被記錄在主網上。
與其他的交易記錄資料庫不同的是,區塊鏈技術主網上的交易記錄會被記錄在主網中所有的區塊區塊節點(即所有的數據區塊)上,這也就是所謂的去中心化原理,也就是說在區塊鏈技術上,是沒有一個中心資料庫來保存所有記錄的,鏈上每一個區塊都擁有全鏈的交易數據,也就是說,每一個數據塊,都是中心。
而區塊鏈技術的另一個特性,就是不可篡改,因為在區塊鏈上的每一筆交易都會被記錄在鏈上所有的區塊中,所以任何一個單獨數據塊都無法更改記錄,即便你更改了,其他所有的數據塊中也會記錄真實數據,並且每一組數據都可以追溯到最先出現的時候。
正因為區塊鏈技術的這些特性,比特幣問世後,區塊鏈也受到了很多關注的目光,很多人也開始想要利用區塊鏈的技術來做一個無中心、可溯源、不更改的數據,以此保證數據的可信度。
但是區塊鏈技術也面臨很多問題,比如應用場景單一、原生錯誤數據不可修改,黑客盜走貨幣不可追回等。