区块链系统架构的元素
① 请问区块链的架构是什么
首先需要知道区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式,其次对于区块链系统的组成架构金窝窝集团认为是由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。
1、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
2、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;
3、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;
4、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;目前西南地区金窝窝已经率先开始了以区块链为底层技术的大数据研究,也提供以区块链为底层技术的大数据服务。
5、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
② 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。
③ 区块链行业架构包含哪些
区块链技术的架卜槐袜构模型如下几点:
1、数据层
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型激技术;
2、网络层
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;
3、共识层
共识层主要封装网络节点的明颂各类共识算法;
4、激励层
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;
5、合约层
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;
6、应用层
应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。
④ 区块链的基本要素包括
1-包含一个分布式数据库
2-分布式数据库是区块链的物理载体,区块链是交易的逻辑载体,所有核心节点都应包含该条区块链数据的全副本
3-区块链按时间序列化区块,且区块链是整个网络交易数据的唯一主体
4-区块链只对添加有效,对其他操作无效
5-基于非对称加密的公私钥验证
6-记账节点要求拜占庭将军问题可解/避免
7-共识过程(consensus progress)是演化稳定的,即面对一定量的不同节点的矛盾数据不会崩溃。
8-共识过程能够解决double-spending问题。
区块链的五个特点:
去中心化
由于使用分布式核算和存储,不存在中心化的硬件或管理机构,任意节点的权利和义务都是均等的,系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。
得益于区块链的去中心化特征,比特币也拥有去中心化的特征 [6] 。
开放性
系统是开放的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人公开,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。
自治性
区块链采用基于协商一致的规范和协议(比如一套公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据,使得对“人”的信任改成了对机器的信任,任何人为的干预不起作用。
信息不可篡改
一旦信息经过验证并添加至区块链,就会永久的存储起来,除非能够同时控制住系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。
匿名性
由于节点之间的交换遵循固定的算法,其数据交互是无需信任的(区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效),因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任,对信用的累积非常有帮助。
⑤ 区块链是什么,区块链由什么组成
1、区块链是比特币的一个概念。是利用块链式数据结构来验证与存储数据。侍燃
2、利用分布式节点共识肆盯算法,来生裂谈和成和更新数据。利用密码学的方式,保证数据传输和访问的安全。
3、利用由自动化脚本代码组成的智能合约,来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式,它本质上是一个去中介化的数据库。
4、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
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⑥ 北大青鸟设计培训:区块链技术的组成元素架构
随着互联网的不断发展,越来越多的人都了解到了关于区块链技术的一些特点和使用情况,今天我们就来介绍一下,区块链的一些元素组郑州有哪些。
区块链的组成区块链由区块和链组成。
每一个区块包含三个元素:数据、哈希值、前一区块的哈希值。
区块的第一个元素是数据。
区块中所保存的数据与区块链的类型有关。
例如,比特币区块链中的区块保存了相关的交易信息,包括卖家,买家,以及交易比特币的数量。
区块的第二个元素是哈希值。
每个区块包含了一个哈希值,这个哈希值是的,它用来标识一个区块和它所包含的所有内容。
一旦某个区块被创建,它的哈希值就相对应的被计算出来了。
改变区块中的某些内容会使得哈希值改变。
所以换句话说:当你想要检测区块中内容的改变时,哈希值对你就很有帮助。
如果一个区块的指纹改变了,那它就再也不是之前的区块了。
区块的第三个元素是前一个区块的哈希值。
这个元素使得区块之间可以形成链接,并且能够使得区块链十分的安全。
举个例子假设我们有一条区块链包含3个区块。
每个区块包含了一个自己的哈希值以及前一个区块的哈希值。
3号区块指向2号区块,2号区块又指向1号区块。
但是1号区块有点特殊,它不能指向前一个区块,因为它是第一个区块。
我们把1号区块叫做创世区块。
那么,现在我们假设你篡改了第二个区块。
这将导致第二个区块的哈希值改变,那么3号区块存储的数据就是错误的、非法的。
而3号区块存储的数据一旦是非法的,后面的区块也一定是非法的。
所以如果一个人想要篡改区块链中任何一个区块,它必须修改这个区块以及这个区块之后的所有区块。
这将是一个很繁重的任务。
区块链的工作量证明但是,仅仅使用哈希值的方法不足以防止用户篡改区块。
因为现在的计算机运算速度已经足够强大,并且能够每秒计算成千上万的哈希值。
java课程http://www.kmbdqn.cn/建议你完全可以篡改一个区块并且重新计算其他的区块的哈希值,这样就使得你的区块再次变得合法。
⑦ 区块链的六层模型是什么
区块链总共有六个层级结构,这六个层级结构自下而上是:数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层。
一、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,只不过对于区块链来讲,这个数据库是不可篡改的、分布式的数据库,也就是我们所谓的“分布式账本”。
在数据层上,也就是在这个“分布式账本”上,存放着区块链上的数据信息,封装着区块的块链式结构、非对称加密技术、哈希算法等技术手段,来保证数据在全网公开的情况下的安全性问题。具体的做法是:
在区块链网络上,节点采用共识算法来维持数据层(也就是这个分布式数据库)的数据的一致性,采用密码学中的非对称加密和哈希算法,来确保这个分布式数据库的不可篡改和可追溯。
这就构成了区块链技术中最底层的数据结构。但是,光有分布式数据库还不够,还需要让数据库里面的数据信息可以共享交流,下面我们介绍数据层的上一层——网络层。
二、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。
在区块链网络上,节点之间需要共同维护这条区块链系统,每当一个节点创造出新的区块后,他需要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,然后在该区块的基础上去创建新的区块。这样一来,全网便可以共同维护更新区块链系统这个总账本了。
但是,全网要依据什么规则来维护更新区块链系统这个总账本呢,这就涉及到了所谓的“法律法规”(规则),也就是我们接下来要介绍的:共识层。
三、共识层
在区块链的世界里,共识,简单来讲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。
我们现在介绍了数据层、网络层、共识层,这三层保证了区块链上有数据、有网络,有在网络上更新数据的规则,但是天下没有免费的午餐,如何让节点们能够积极踊跃地参与区块链系统维护呢,这里就涉及到了激励,也就是我们下面要介绍的:激励层。
四、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与维护工作。
挖矿机制和共识机制其实是一个道理,共识机制我们可以理解为公司的总规章制度,而挖矿机制可以理解成,在这个总的规章制度之中,你做好了什么能够得到什么奖励,这种奖励规则。
就好比比特币的共识机制PoW,它的规定是多劳多得,谁能够第一个找到正确哈希值谁就可以得到一定数量的比特币奖励;
而以太坊的PoS则规定了谁持币年龄越久,谁能得到奖励的概率就越大。
需要注意的是,激励层一般只有公有链才具备,因为公有链必须依赖全网节点共同维护数据,所以必须有一套这样的激励机制,才能激励全网节点参与区块链系统的建设维护,进而保证区块链系统的安全性和可靠性。
区块链安全可靠了,还不够智能对不对,下面我们将要介绍的合约层,可以让区块链系统变得更加智能。
五.合约层
合约层主要包括各种脚本、代码、算法机制及智能合约,是区块链可编程的基础。我们说的“智能合约”便属于合约层这个层级上。
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,一旦触发了智能合约的条款,系统就能够自动执行命令。
六、应用层
最后就是应用层。应用层很简单,顾名思义,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,真正实用的应用还没有出现。
⑧ 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(Proof Of Work工作量证明机制),POS(Proof of Stake权益证明机制),DPOS(Delegated Proof of Stake委托权益证明机制)和PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance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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