一、区块链架构五个层面是什么(区块链架构主要分为哪两种)
区块链的模型架构是什么?
区块链技术不是单一的创新技术,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。与传统的互联网技术相比,它的技术原理与模型架构是一次重大革新。在这里,我们将就区块链的基本技术模型进行剖析。
模型图
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。每一层分别具备一项核心功能,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
数据层是区块链最底层的释术架构,应用了公私钥相结合的非对称加密技术,利用散列函数确保信息不被篡改,还采用了链式结构、时间戳技术、梅克尔(Merkle)树等技术对数据区块进行处理,让新旧区块之间相互链接,相互验证,是区块链安全稳定运行的基础。
链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。
区块链技术的架构模型包含了哪些?
金窝窝分析区块链技术的架构模型如下几点:
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。
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(ProofOfWork工作量证明机制),POS(ProofofStake权益证明机制),DPOS(DelegatedProofofStake委托权益证明机制)和PBFT(PracticalByzantineFaultTolerance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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区块链结构层是什么?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。
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。
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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
区块链的层级结构(什么是区块链的Layer0/1/2)分层结构是区块链处理数据和运行的基础。
为了寻找到区块链的可扩展性方案,学术研究领域(通常论文中)所指的区块链被分为三层:Layer0、Layer1和Layer2。
通常,区块链系统主要分为:应用层、激励层、共识层、网络层和数据层,共六层,主要体现在初期的比特币系统上。随着智能合约的产生,在应用层和激励层之间加入了合约层,主要体现在以太坊系统中。
对于每一层的内容如上图所示,但在具体的不同系统中所使用的技术可能并不相同,比如共识层主要完成节点之间的共识,除了工作量证明机制(ProofofWork)还有权益证明机制(ProofofStake)和拜占庭容错机制(ByzantineFaultTolerance(BFT)等方式。
数据层、网络层、共识层三者构成了区块链层级的底层基础,也是区块链必不可少的三个元素,缺少任何一个都无法称之为真正的区块链技术。
区块链分层结构对应到OSI体系7层模型和TCP/IP4层模型下的对比如下图所示。
如果我们再聚焦TCP/IP的四层,特别是上面的「应用层」的话,我们会看到,有可能区块链是把原来只专注于信息传递的应用层,分出来一个专门用于价值转移的新层。因此,我们可以认为TCP/IP四层拆分成了五层,将区块链视为TCP/IP的一层:价值层。
一般认为比特币、以太坊、EOS是区块链1.0、2.0、3.0的代表,如果去看它们的分层也很有意思:
从比特币到以太坊,增加了合约层。从以太坊到EOS,因为采用DPOS,激励层实际上合并到了共识层。而EOS增加出来两层:①工具层,以让在其上更容易开发应用;②生态层,它自身的定位是一个开源软件,那么其他人可以用它的开源软件建立行业链、领域链。
徐忠、邹传伟写了一篇央行工作论文,从经济学的角度探讨区块链,试图给出一种Token范式。其中,实际上他们给出了一个分层模型,这回是内外分层:里层是共识,又分:Token、智能合约、共识算法;处在共识边界与区块链边界,是区块链内的其他信息;处在区块链边界之外,是互联网和实体世界。
一些系统为了提升性能,其实对它的分布式网络也进行了分层。也就是,不是所有的节点都是平等的。
比如,以下是EOS的分层。
为了让区块链变得有用,又有人从其他视角进行讨论。ENChain.Asia的朱峰在BAO白皮书中提出了「自组织商业体7层模型」,这个模型又被在《通证经济的模型与实践》(0.2)报告中引述,称之为「自商业七层模型」。
不过,要注意的是,这里的「激励层」,和我们通常说区块链的激励层,有相似之处,又不一样。之前我们讨论激励层,往往是在公链原生代币的角度讨论的,而这里的激励层,则是通证层面讨论的。
火币研究院在2018年12月的一份报告《区块链四层应用模型的构建与解析》中,给出了一个四层的应用模型,很有意思:
参考文献:
1.区块链十年:各种各样的层
2.区块链六大层级结构你知道多少?-知乎
3.区块链的六个分层级结构介绍-区块链-电子发烧友网
二、如何通俗易懂得解释什么是区块链***什么是比特币
事实上,整个白皮书里都没有说比特币是一种货币,只是说它是一种支付系统。因此,比特币需要从两个层面来理解:比特币支付系统是什么;比特币是什么。
1.比特币支付系统
当你去商场里购物时,你说你身上带了1000块钱,它的实际含义是,你的口袋里有总额1000元面额的现金。这些现金是看得见摸得着的,当你消费时,它也会进行实际的转移。
那么,当你说你的银行账户里有100万时,这个100万是什么呢?这100万其实是一个数字。你所理解的账户里的钱变多了变少了,就是这个数字的变化。这个时候你的钱其实是抽象的。
当你进行一笔消费,向别人转账时。用程序来实现,实质上就是在你的账户上减了一个数字,在别人账户上加了一个数字。这个事情是银行来做的。如果你们俩的账户碰巧开在同一个银行,那这笔交易行为只发生在这家银行内部。对银行而言,它的总资产不会发生变化。
如果你们俩的账户开在不同的银行,这个时候就发生了银行间的资金转移,这个最终是由央行的支付清算系统来做的,央行在A银行的账户上减了一个数字,在B银行的账户上加了一个数字。
原理上,所有的交易都是通过这样的加加减减来实现。人类社会现在所有的经济行为也就建立在这样的一套系统之上。
各银行的数据都汇总到央行来集中处理,所以我们称之为中心化的支付系统。而各个银行自己的清算系统,则可以视作该系统的子系统。
那么这套支付系统的本质是什么呢?其实就是刚说的那些加减的一个账本。
比特币的支付系统其实也类似,本质上也是账本。
举个例子,如果你现在要炫富,你可以晒一张银行账户截图。如果你晒不出来,你说你有钱,大家会说你吹牛。大家相信银行,但不会相信你。
你的朋友给你打了一笔款,你户头上的数字增加了。这个数字的本质是什么呢?就是银行承认你有这笔钱。如果银行不承认,事实上这笔钱也不存在。
所以说到底,你有多少钱,就是要得到银行支付系统的承认。银行是一个中心化的第三方。
比特币支付系统也类似,你有多少比特币,是需要得到区块链网络的承认。
什么是区块链?
一幅漫画让你秒懂
区块链技术是指一种全民参与记账的方式。所有的系统背后都有一个数据库,你可以把数据库看成是就是一个大账本。目前是各自记各自的账。
由于没有中心化的中介机构存在,让所有的东西都通过预先设定的程序自动运行,不仅能够大大降低成本,也能提高效率。而由于每个人都有相同的账本,能确保账本记录过程是公开透明的。
区块链技术是比特币的底层技术,比特币在没有任何中心化机构运营和管理的情况下,多年运行非常稳定,没有出现过任何问题,所以有人注意到了它的底层技术,把比特币技术抽象提取出来,称之为区块链技术,或者分布式账本技术。
根据西班牙最大银行桑坦德发布的一份报告显示,2020年左右如果全世界的银行内部都使用区块链技术的话,大概每年能省下200亿美元的成本。这样的数据足以说明“区块链”给传统金融领域带来的巨大变革和突破。
云计算通常定义为通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源,但是提供云计算平台的往往是一个中心化机构。而区块链组成的网络一般是没有特定的机构,所以区块链更接近分布式计算系统的定义,属于分布式计算的一种。
Q币是一种中心化的电子货币,包括总量,发行方式都是由腾讯公司控制的。而比特币的总量,发行方式都是由程序和加密算法预先设定后,在全世界的多个节点上运行,没有任何人和机构可以修改,不受任何单一人或者机构来控制。一般称Q币为电子货币,或者企业代币。称比特币为数字货币或者加密数字货币。
三、区块链是什么意思用通俗易懂的语言,,谢谢
简单地说,区块链就是一种去中心化的分布式账本数据库。去中心化,即与传统中心化的方式不同,这里是没有中心,或者说人人都是中心;分布式账本数据库,意味着记载方式不只是将账本数据存储在每个节点,而且每个节点会同步共享复制整个账本的数据。同时,区块链还具有去中介化、信息透明等特点。
拓展资料:所谓区块链技术,简称BT(Blockchain technology),也被称之为分布式账本技术,是一种互联网数据库技术,其特点是去中心化、公开透明,让每个人均可参与数据库记录。
广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、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范式。
最近,区块链很火,刚刚在人大会上又火了一把。之所以如此,是因为区块链既是全新的技术方案、交易模式和商业逻辑,同时也是一种全新的制度机制。区块链的“网红效应”才刚刚开始。
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