商业场景应用之下的底层技术架构解读(一)(组图)

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2021
11/28
16:11
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在业务场景的应用下,大多数人是无法触及底层技术架构的。但是,所有在区块链上获得的商业应用和服务,都离不开底层技术架构的支持。

今天我们就来聊聊区块链业务的技术架构包含哪些内容。

区块链业务技术架构解读(一)

一般来说,区块链的基本结构可以分为五层,包括网络层、共识层、数据层、智能合约层和应用层,如下图所示。每一层完成一个核心功能,每一层相互配合,实现去中心化的信任机制。

区块链应用系统架构图一

1.网络层

网络层的主要目的是实现区块链网络节点之间的信息交换。区块链的本质是一个点对点(P2P)网络。每个节点都可以接收和产生信息。节点维护一个公共区块链以保持通信。

在区块链网络中,每个节点都可以创建一个新的区块。新区块创建后,会以广播的形式通知其他节点,其他节点依次验证这个节点。当区块链网络中超过 51% 的用户通过验证时,这个新区块将被添加到主链中。

2.共识层

共识层允许高度分散的节点在去中心化系统中就区块数据的有效性达成共识。区块链中常用的共识机制包括工作量证明、股权证明和股份授权证明。这部分内容在前面的章节中已经有详细的解释。

共识机制主要有两个功能,一是奖励,二是惩罚。比特币和以太坊使用 PoW 工作量证明机制。这种机制基于计算能力进行奖励和惩罚。如果一个节点作弊,将失去计算能力。

Bitshares、Steemit、EOS采用DPoS股票授权认证机制。拥有代币的人可以参与节点投票,每个人选择的节点都会参与记账。一旦作弊,系统就会对他们进行投票。

激励功能主要是给予代币奖励,鼓励节点参与区块链的安全验证。比如在比特币总量达到2100万之前,比特币有两种奖励机制:新区创建后系统奖励的比特币;每笔交易扣除比特币(手续费)。当比特币总数达到 2100 万时国外区块链资讯网站,新生成的区块将不再产生比特币。此时的奖励主要是每笔交易扣除的佣金。

3.数据层

数据层是最底层的技术,其主要功能是数据存储、账户和交易的实现和安全。数据存储主要基于Merkle树,通过区块方式和链式结构实现,大部分持久化在KV数据库中,比如比特币和以太坊采用的LevelDB。

基于数字签名、哈希函数、非对称加密技术等多种密码算法和技术,以及账户和交易的实现和安全功能,确保交易在去中心化的条件下安全进行。

设计区块链系统的技术人员首先设置起始节点,称为“创世区块”。然后,在相同的规则下,创建相同规格的区块,通过链状结构依次连接。一条主链。随着运行时间的增加,新的区块经过验证后不断加入主链,主链会不断的延伸。

每个区块还包含很多技术,比如时间戳技术。它的作用是保证每个区块可以按时间顺序连接,比如一个哈希函数,它是一种传递任意长度消息的方式,将哈希算法压缩成一个固定长度的消息摘要的函数。主要用于信息安全领域的加密算法、文件检查、数字签名和认证协议。

4.合约层

所谓合约层主要是指各种脚本代码、算法机制和智能合约。智能合约是在区块链上运行的一段代码,无需干预即可自动执行。EVM 是智能合约运行的虚拟机。人类可以通过智能合约进行资产转移,无需任何中介干预,也可以开发一些有价值的去中心化应用。

以比特币为例。它是一种可编程的数字货币。合约层封装的脚本规定了比特币的交易方式以及交易过程中涉及的各种细节。

您还可以基于智能合约构建区块链应用,无需从头学习区块链技术,即可轻松开发自己的区块链应用(DAPP)。例如,基于以太坊公链,开发者可以使用Solidity语言开发智能合约,构建去中心化应用;基于EOS,开发者可以使用C++语言编写自己的智能合约。

5.应用层

应用层封装了区块链的各种应用场景和案例,如基于区块链的跨境支付平台等,也是一个去中心化的应用DAPP。一个完整的DAPP包括智能合约和Web系统,Web系统通过接口调用智能合约。

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