区块链与产业新机遇
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(三)区块链的层次

通过前面对区块链概念与类型的介绍,想必大家已经对区块链有了比较宏观的了解。那么,区块链具体的技术架构包括哪些要素呢?研究显示,区块链的技术架构大致可概括为六层,分别是数据层、网络层、共识层、激励层、合约层与应用层。

1.数据层

区块链的数据层主要具备数据输入、数据存储、数据交易等功能,并且具有不可篡改、所有数据全网备份、记录的各网络节点数据一律平等、数据存储以Merkle树为依托呈现块链式结构等特征。

2.网络层

区块链的网络层本质上是一个点对点网络系统,这个网络系统体现的是区块链的去中心化的特征,每个网络节点都是一个公认的中心,且与其他网络节点在权限、资格与身份等方面完全平等。每个网络节点与其他网络节点的链接、互动,以及资源、服务往来都不需要围绕某个中心进行,而是直接点对点实现。

3.共识层

在区块链的共识层中,区块链的所有节点都遵循相同的规则与活动秩序,所有用户都一致同意和维护该区块链的总账本。由于得到全网的共识,散落在不同角落的网络节点能够围绕这个总账本开展记账活动,这就促进了该区块链社区的和谐与有序。与此同时,共识层还引入商用分布式设计区块链操作系统(EOS)的委托权益证明(DPOS)、比特币的工作量证明(POW)、以太坊的权益证明(POS)、实用拜占庭容错(PBFT)算法等共识算法和机制,并借助这些共识算法和机制,从实现分布式系统各部分一致的原则出发,时刻保证区块链记账系统的安全性和可靠性。

4.激励层

区块链的激励层其实是在共识层的基础上提出的奖励制度。凡是按照共识层的相关要求参与区块链记账与维护的网络节点,都会得到与奉献相匹配的奖励。而且这种奖励的方式是自动实现的,它不需要人为地计算和发放相应的奖励。当然,需要注意的是,激励层多用于公有链系统,由于公有链缺乏相应的管理员,相关的混乱与无序都要依靠这一套激励机制进行维护,最终达到全网共治的目的。

5.合约层

区块链的合约层相较于数据层、网络层、共识层与激励层而言,表现出非凡的智能优越性。合约层一般包括各种脚本、代码、算法机制与智能合约,它的诞生保证了区块链的可编程性。合约层使全网用户能够轻松签订合约,并且通过技术手段实现智能合约的“触发式自动执行命令”机制,以智能化的技术手段保证全网的高信用环境。

6.应用层

区块链的应用层是指基于区块链其他层级的技术手段,将区块链应用于具体的实际场景,体现区块链从概念逻辑、技术构想到落地实施的过程。从目前来看,各种“区块链+”的尝试就是区块链应用层的具体表现。

以上虽然对区块链的概念、特征、类型和技术架构做了一些探讨,但关于它的知识点远不止这些。区块链本身是一个开源的技术架构,因此不同行业、不同领域的专业技术人员对它的理解都带有强烈的专业技术背景。简言之,不同行业、不同领域的人看区块链,都有属于自己领域的独特方式。与此同时,在这个开源技术架构的支撑下,区块链涉及的知识点也无法用简单的文字全部呈现,因为仅从区块链知识图谱的维度,它就可以被拆分成基础知识、技术实现、开发文档、项目实践和开发环境[2]五个方面,而每个方面又具体涉及不同的知识(见图1-1)。因此,对于区块链,一方面要理解和掌握区块链的相关知识;另一方面,更要将其与自己的具体实践相结合,不断地在实践过程中形成属于自己的区块链“印象”。

图1-1 区块链知识图谱