区块链百科合集 之 层 级 架 构

原文发布时间 2021-01-19

原“能链科技”现已更名“零数科技”

科技的发展总是超乎人们想象

区块链技术不仅已成为时代浪潮里的坚实着陆地

更是未来可以承载巨大变革的基础

【零数科技】将持续更新区块链百科专栏

围绕热点问题进行深入浅出地解读

与区块链合约你共话技术发展 点亮数字未来

《区块链百科合集03- 六大层级结构》

如果我们将区块链想像成洋葱，各类技术组件就像洋葱一层紧挨一层的组织，但在实现衔接上要更为复杂，这些相邻层次的组件需要通过接口交互和支撑区块链合约。总体来看，区块链的基础架构可以分为六层，包括数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层。每一层分别完成不同核心的功能并互相配合，从而实现了一个去中心化的信任机制。

本期《区块链百科》专栏将与你一起回顾区块链六大层级结构，了解层级之间的关系和各个层级的相关知识，进而对区块链形成整体的认知和系统的理解区块链合约。点击标题即可阅读全文。

一般说来，区块链系统由自下而上的 数据层、网络层、共识层、合约层、激励层和应用层 六大层级架构组成区块链合约。其中数据层、网络层和共识层是构建区块链应用的必要基础，而另三者则为其拓展层级，为区块链提供可编程的基础，使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。

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数据层我们可以理解成数据库区块链合约。对于区块链而言，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”，主要可实现两大功能：数据存储、账户和交易的安全。通过多节点储存数据，算法加密数据，区块链数据层由此搭建起了一个底层信任体系。

像互联网一样，区块链被设计为不同层级架构，正是这些“层”由可互操作的开放协议定义，人们可基于此构建产品及服务区块链合约。网络层，作为区块链的模型架构之一，其核心目的是要实现区块链网络节点之间的信息交互。

在区块链点对点（P2P）网络中，信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行，而无需中间环节或中心化的服务器/第三方介入区块链合约。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。

从最基本的层面上说，共识是一种让多样化团体在不发生冲突的情况下作出决策的方法区块链合约。区块链作为分布式的网络系统在全球范围内运行，没有任何单一的中心化机构，然而这种分散是有代价的：当网络中没有人“负责”时，我们如何确保网络参与者同意“真相”？

这项重要的任务便由共识层来执行区块链合约。它就像是区块链网络中裁判，只不过非人工方式，而是通过算法及协议。在区块链动态变化的网络中，这些公开共享的账簿需要一个高效、公平、实时、有效、可靠和安全的机制，以确保网络上发生的所有交易都是真实的，所有参与者都对账簿的状态达成一致。它激励参与者产生并记录真相，包括但不限于在一个分布式网络中，哪些资金属于哪些地址，并允许其他人验证真相。当这种对真相的认同得到证实时，共识就会在没有中央权威的情况下产生。

如果说数据、网络和共识三层，分别承担了区块链底层数据表示、数据传播和数据验证功能的话，合约层则是封装各类脚本代码、算法以及更为复杂的智能合约，是区块链系统实现灵活编程和操作数据的基础区块链合约。

作为一种自我执行的协议，智能合约被嵌入在区块链的计算机代码中区块链合约。该代码包含一组规则，在这些规则下，智能合约的各方同意彼此进行交互，且如果满足预定义的规则，协议将自动执行。由此，智能合同提供了有效管理权益资产及多方之间访问权的机制。

在市场经济中，“看不见的手”就是市场机制对经济发展的作用，推动经济社会持续健康发展；银行设置利息，就是为了激励人们把多余的资金存在银行；学校设立奖学金，增加学生学习的动力；平台设立积分机制以增加用户黏度……这些都是一种激励机制区块链合约。

在区块链网络中，如果说密码学是保障P2P系统的通信安全，那么激励机制是通过经济平衡的手段，鼓励节点参与到维护区块链系统安全运行中来，防止对总帐本进行篡改，是长期维持区块链网络运行的动力区块链合约。每一个区块链都应该包含这样一个设计原则，即网络节点恶意行为的边际成本必须等于，或者更好的方式是，显著高于从这种恶意行为中获得的任何可能的边际收益，从而让系统中有足够多的节点来保证系统正常运行

就像电脑操作系统上的软件、互联网浏览器上的门户网站、电子商城或是手机端上的 APP，区块链应用层封装了各种应用场景和案例，是用户可以真正直接使用的产品区块链合约。

区块链应用层通过开发去中心化应用（DApps），即通过调用协议层及智能合约层的接口，以适配区块链的各类应用场景，为用户提供各种服务和应用，来丰富整个区块链生态区块链合约。但一个成功、强劲和可持续的Dapps，在用户体验、隐私、安全性等方面有着截然不同的特征，这也是其制胜传统中心化应用的关键。

总而言之，我们正处在一场深远变革的前夕区块链合约。作为数字新基建的重要组成部分，区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用。但这需要各行各业的先行者们鼎力协作，加速并实现区块链大规模应用的落地。