一般說來,區塊鏈系統由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成 。
其中,數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本算法;網絡層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網絡節點的各類共識算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中,基于時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基于共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點 。
一、數據層
封裝了底層數據區塊的鏈式結構,以及相關的非對稱公私鑰數據加密技術和時間戳等技術,這是整個區塊鏈技術中最底層的數據結構。這些技術是構建全球金融系統的基礎,數十年的使用證明了它非常安全的可靠性。而區塊鏈,正式巧妙地把這些技術結合在了一起。
二、網絡層
網絡層包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等,由于采用了完全P2P的組網技術,也就意味著區塊鏈是具有自動組網功能的,這種P2P組網技術,在早先應用于BT(比特流)和eMule(電驢)之類的P2P下載軟件中,也是一種相對于來說非常成熟的技術。
三、共識層
共識層主要封裝網絡節點的各類共識機制算法。共識機制算法是區塊鏈技術的核心技術,因為這決定了到底由誰來進行記賬,記賬者選擇方式將會影響整個系統的安全性和可靠性。目前已經出現了十余種共識機制算法,其中最為知名的有工作量證明機制、權益證明機制、股份授權證明機制等。
四、激勵層
激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制,該層主要出現在公有鏈中,因為在公有鏈中必須激勵遵守規則參與記賬的節點,并且懲罰不遵守規則的節點,才能讓整個系統朝著良性循環的方向發展。所以激勵機制往往也是一種博弈機制,讓更多遵守規則的節點愿意進行記賬。而在私有鏈中,則不一定需要進行激勵,因為參與記賬者的節點往往是在鏈外完成了博弈,也就是可能有強制力或者有其它需求來要求參與者記賬。
五、合約層
封裝各類腳本、算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎。比特幣本身就具有簡單腳本的編寫功能,而以太坊極大的強化了編程語言協議,理論上可以編寫實現任何功能的應用。如果把比特幣看成是全球賬本的話,以太坊可以看作是一臺“全球計算機”,任何人都可以上傳和執行任意的應用程序,并且程序的有效執行能得到保證。
六、應用層
封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例,比如搭建在以太坊上的各類區塊鏈應用即部署在應用層,而未來的可編程金融和可編程社會也將會是搭建在應用層。
該模型中,基于時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基于共識機制的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。其中數據層、網絡層和共識層是構建區塊鏈應用的必要因素,否則將不能稱之為真正意義上的區塊鏈。而激勵層、合約層和應用層則不是每個區塊鏈應用的必要因素,有部分的區塊鏈應用并不完整的包含著這三層結構。
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