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(Proof of Work)还有权益证明机制(Proof of Stake)和拜占庭容错机制( Byzantine Fault Tolerance(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/IP 4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
https://zhuanlan.zhihu.com/p/98126049
3.区块链的六个分层级结构介绍 - 区块链 - 电子发烧友网
http://www.elecfans.com/blockquanchain/1138839.html
区块链技术通俗讲解
区块链技术通俗讲解如下:
简单来说:区块链就是使用一揽子既有的网络技术,组建而成的新一代网络系统,这个网络系统有新结构,有新机制,有前所未有的新价值。具体使用了五大技术或创新:加密技术、P2P网络技术、分布式存储技术、共识机制、智能合约。
本质上讲:它是一个共享数据库,存储于其中的数据或信息,具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。基于这些特征,区块链技术奠定了坚实的“信任”基础,创造了可靠的“合作”机制,具有广阔的运用前景。
区块链起源于比特币,2008年11月1日,一位自称中本聪的人发表了《比特币:一种点对点的电子现金系统》一文,这标志着比特币的诞生。
两个月后理论步入实践,2009年1月3日第一个序号为0的创世区块诞生。几天后2009年1月9日出现序号为1的区块,并与序号为0的创世区块相连接形成了链,标志着区块链的诞生 。
区块链特点:
1.去中心化。
在区块链系统中,不存在中心化的管理机构。区块链数据的存储、传输、验证等过程均基于分布式的系统结构,整个网络中不存在中心节点。公有链网络中所有参与的节点都具有同等权利与义务。任一节点的损坏都不会影响整个系统的运作。
2. 开放性。
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,提供灵活的脚本代码系统,整个系统信息高度透明,并且在系统指定的规则范围内,节点之间无法相互欺骗。
3. 自治性。
共识技术,智能合约。
简单易懂地介绍什么是区块链
区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一 种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。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。
比特币、莱特币、普银、以太币等数字加密货币的底层技术都是区块链,他们都只是区块链的一种应用。
请简单说一下区块链!谢谢
区块链最简单的解释 区块链最通俗易懂的意思
区块链正在得到越来越广泛的应用,并将发挥重大作用,区块链正在成为全球技术发展的前沿阵地,与人工智能、量子信息、移动通信、物联网一道,被列为新一代信息技术的代表。
区块链是跨计算机网络共享的数据库。一旦将记录添加到数据链中,就很难更改。为了确保数据库的所有副本都相同,网络会进行不断地检查。
区块链数据库
大家知道,数据可以是任何信息,例如交易信息。这些数据信息可以被捆绑在一起成为一个互通的数据块。这些数据块又可以一个接一个地组成为一个互通的数据链路。区块链数据库基本部分如下图所示:
区块链运作方式
我们以一个网上交易为例解释这个交易纳入区块链的运作方式与步骤:
第一步:记录交易。设张三在网上卖给了李四一件物品,做成一笔网上交易。该记录数据列出了详细的交易信息,包括来自各方的数字签名。
第二步:该交易记录通过网络检查。网络中称为“节点”的计算机检查交易的详细信息,以确保交易正确有效。
第三步:经网络检查接受的记录添加到数据块中。每个数据块包含一个唯一代码。它还包含数据链中上一个数据块的唯一代码。
第四步:数据块被添加到数据区块链中。唯一代码以特定顺序将数据块连接在一起。
图解什么是区块链
区块链这么火,都开始影响到我的生活了,不想了解也不行了的样子,今天来看看到底什么是区块链。
本文结构:
和它的名字一样,
区块链是由一组块组成的链,
块是包含信息的信息块,组成的链也就包含了信息。
区块链技术最早是在1991年由一群研究人员研发,用来给数字化文档打时间戳,使得这些文档不能被篡改。从那之后就基本上没有再发挥其他作用,直到2009年,中本聪采用区块链技术创造了数字加密货币-比特币。
一条区块链,就是一个对所有人完全公开的分布式账本,它有一个很有趣的属性: 一旦某些数据被记录到一条区块链中后,那么数据就很难再被改变。
来看一下 一个区块(blockquan)的组成:
每一个区块包含了 一些数据,这个区块的哈希值,以及前一个区块的哈希值 。
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。
每个区块包含了一个哈希值,哈希值用来标识一个区块和它所包含的所有内容,并且它是独一无二的,就像指纹一样。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。如果改变区块中的某些内容会使得哈希值改变, 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 。
区块中包含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。
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
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
我们把1号区块叫做 创世区块 。
现在假设我们篡改了第二个区块
这将导致第二个区块的哈希值改变
接下来这就会导致3号区块以及3号区块连接的所有的后续区块变得非法
因为现在它们存储的前一个区块号的都变得非法
所以 单独改变一个块,将连带性地致使后面的所有内容都变成无效 。
但要 防止篡改,只有哈希是不够的
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
这样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,使得你的区块再次变得合法。
所以 为了减少这种风险,区块链还采用了一种技术,叫做工作证明
这是一种减缓新区块创建过程的机制
在比特币区块链中,大概需要花费10分钟来完成所要求的工作证明,并且添加一个新的区块到区块链中
这个机制使得区块链的篡改更加困难
因为 一旦篡改了一个区块,就需要重新计算所有后续的区块的工作量证明 。
所以 区块链技术的安全性主要来自于哈希值以及工作量证明机制 。
区块链还有一种机制来 保护自身的安全性,那就是分布式
相对于用一个中心化的实体来管理区块链网络,区块链采用的是一种 peer-to-peer网络,并且所有人都可以加入
当有人加入这个网络时, 他就会得到整个区块链的复制
这个人就可以以此来验证是否所有的区块还是合法未篡改的,也就是不同的节点也可以借此互相验证。
当某人创建了一个新的区块时,
这个新的区块会被发送给网络上的所有人。
每个人再验证这个区块以确保这个区块没有被篡改过
如果所有的东西都被检验正确之后,那么每个人才能把这块新的区块加到自己的区块链上
我们可以称之为, 网络上的所有人达成了“共识” 。
区块链网络中的所有节点都达成共识
他们认同网络中哪些区块是合法的,哪些是不合法的
那些被篡改过的区块将会被网络上的其他用户拒绝
所以, 要成功篡改一个区块链,你需要篡改区块链上的所有区块
重新完成每个区块的工作量证明,并且控制区块链网络中超过50%的用户
只有这样,你篡改的区块才会被所有人承认
可以说, 这基本上是不可能做得到的!
区块链技术本身也在不断地发展
例如后来的一个技术改进,叫做智能合约
智能合约 是一些存放在区块链上的简单的程序
它能基于合约内所记载的条件自动执行, 只要条件成立,依照合约自动完成交易
例如在特定条件下可以实现自动化比特币交易。
学习资料:
https://www.youtube.com/watch?v=SSo_EIwHSd4