區(qū)塊鏈技術(shù)因其提供的一系列好處而被廣泛采用，由于沒(méi)有中央機(jī)構(gòu)來(lái)監(jiān)督運(yùn)營(yíng)，區(qū)塊鏈?zhǔn)呛腺Y企業(yè)的理想登記冊(cè)。區(qū)塊鏈中使用的數(shù)字簽名和驗(yàn)證過(guò)程有助于防止欺詐活動(dòng)，并且其中的信息不是集中的，可以防止它丟失。區(qū)塊鏈?zhǔn)菍?duì)任何人完全開(kāi)放的分布式賬本，一旦數(shù)據(jù)被記錄在區(qū)塊鏈中，就很難改變它，存儲(chǔ)在塊內(nèi)的數(shù)據(jù)取決于區(qū)塊鏈的類型。很多投資者想要了解區(qū)塊鏈體系結(jié)構(gòu)有哪些?下面就讓我為小伙伴們介紹一下。

區(qū)塊鏈體系結(jié)構(gòu)有哪些?

1、區(qū)塊鏈賬本

區(qū)塊鏈，區(qū)塊+鏈，區(qū)塊包含數(shù)據(jù)信息，用某種方式把數(shù)據(jù)塊相連，就構(gòu)成了區(qū)塊鏈。那么，怎么表示每一個(gè)數(shù)據(jù)塊信息呢?比特幣的區(qū)塊數(shù)據(jù)大概如下：大概有三部分組成一個(gè)數(shù)據(jù)塊：區(qū)塊頭、區(qū)塊體、梅克爾根(簡(jiǎn)單理解為身份)。

2、共識(shí)機(jī)制

大家都要記賬，都要記搬磚數(shù)目，小王喜歡寫正字，小李喜歡寫數(shù)字，小張美術(shù)天賦好，一塊一塊畫(huà)上去，大家爭(zhēng)論半天沒(méi)法達(dá)成一致。于是商量了一個(gè)規(guī)則，比如年紀(jì)大的，工作做的最好的，或者最有話語(yǔ)權(quán)的做決定，最終有這個(gè)人確定一個(gè)共識(shí)的方法，大家跟著做。回到區(qū)塊鏈，篩選最合適的節(jié)點(diǎn)，大家按它的規(guī)則記錄數(shù)據(jù)，保持賬本一致。

3、密碼算法

密碼算法在區(qū)塊鏈系統(tǒng)的用途很廣，比如標(biāo)記、確定區(qū)塊以及區(qū)塊涉及的每一個(gè)業(yè)務(wù)。比如小王—>小張—>小陳這個(gè)信息溝通的過(guò)程，假如大家都隔著墻，只能看到對(duì)方的手臂和衣服，那么，小張是根據(jù)小王的手指特征+衣服+皮膚+聲音等確定了就是小王，這些特征構(gòu)成小王傳遞信息的部分判斷依據(jù)。

結(jié)合前面的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)塊之間連接其實(shí)也是靠彼此的區(qū)塊鏈哈希串聯(lián)，這個(gè)哈希就涉及密碼學(xué)。每個(gè)區(qū)塊涉及很多事務(wù)，每個(gè)事務(wù)數(shù)據(jù)根據(jù)密碼學(xué)計(jì)算出一個(gè)哈希值，唯一表示一個(gè)事務(wù)，最終這一組組事務(wù)哈希組合、加工得到一顆哈希樹(shù)，頂部就是上面所說(shuō)的“梅克爾根”。

4、腳本系統(tǒng)

比特幣系統(tǒng)是比較簡(jiǎn)單的，只進(jìn)行比特幣的發(fā)送和接收;以太坊加了智能合約，允許用戶自動(dòng)編寫一些程序。這也是為什么很多新的區(qū)塊鏈項(xiàng)目的通證都是基于ETH而不是基于BTC開(kāi)發(fā)的原因之一。

而這些運(yùn)行的規(guī)則，都是屬于腳本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。也正因?yàn)槟_本系統(tǒng)，記賬的區(qū)塊鏈，也可以記錄各種訂單、物流、眾籌等信息的原因。

5、網(wǎng)絡(luò)路由

路由器大家都知道，我們假設(shè)路由器的網(wǎng)絡(luò)是附近某一個(gè)路由器分發(fā)的，而且B路由器只能練A，C只能連B，以此類推。B服務(wù)C，也被A服務(wù)，大家彼此同步數(shù)據(jù)，同時(shí)負(fù)責(zé)尋找相鄰的路由。區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)路由與此類似，大家不是依靠中間的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)發(fā)射器，而是互相之間關(guān)聯(lián)，并沒(méi)有一個(gè)中心。

區(qū)塊鏈的六大層級(jí)結(jié)構(gòu)

區(qū)塊鏈的體系結(jié)構(gòu)通常分為六層，分別是數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層。每層都有其特定的功能和作用：

一、技術(shù)層

技術(shù)層是區(qū)塊鏈的最底層，是最重要的核心技術(shù)層。這一層主要由以太坊，比特幣和其他去中心化賬本系統(tǒng)構(gòu)成，它們使用加密技術(shù)來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性，用哈希算法來(lái)記錄交易，采用分布式賬本技術(shù)降低交易成本，提高交易效率，并且還可以提供智能合約等功能。

二、網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層是區(qū)塊鏈的第二層，主要是由*打包機(jī)(Miner)*和*礦工(Miner)*構(gòu)成的系統(tǒng)，它們通過(guò)挖掘算法把交易信息打包成區(qū)塊，然后把區(qū)塊發(fā)布到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點(diǎn)都能收到相同的區(qū)塊信息，這樣，所有節(jié)點(diǎn)就可以同步更新，保持網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)是有效的。值得一提的是，區(qū)塊鏈的安全性和耐久性主要依靠于比特幣礦工，礦工的算力將關(guān)系到區(qū)塊鏈的安全性和可靠性。

三、應(yīng)用層

支撐底層的數(shù)據(jù)安全性和可靠性的是應(yīng)用層，它們主要是針對(duì)特定領(lǐng)域的業(yè)務(wù)應(yīng)用程序。這里以比特幣為例，比特幣應(yīng)用層主要是新交易，用戶分組管理，地址管理，交易簽名等等。其他比如以太坊，這一層可以支持智能合約等應(yīng)用。

四、協(xié)議層

協(xié)議層是把網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層聯(lián)系起來(lái)的橋梁，它建立在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上，是把網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用程序聯(lián)系起來(lái)的橋梁，以提供更高級(jí)別的服務(wù)。協(xié)議層可以定義多種相關(guān)協(xié)議，如IP協(xié)議、HTTP、SSL/TLS等，以滿足不同應(yīng)用的多種需求。

五、平臺(tái)層

此層定義的是面向應(yīng)用開(kāi)發(fā)的框架系統(tǒng)，可以使得開(kāi)發(fā)者在其上建立應(yīng)用，平臺(tái)層也可稱之為開(kāi)發(fā)平臺(tái)或應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。此外，它把協(xié)議層的服務(wù)拋至更高一層，提供了一個(gè)更便捷的接口，使上層應(yīng)用快速開(kāi)發(fā)。

六、產(chǎn)品層

產(chǎn)品層包含著不同產(chǎn)品，是對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的最終運(yùn)用。只有當(dāng)應(yīng)用者將區(qū)塊鏈技術(shù)用于制作具體的產(chǎn)品后，這一技術(shù)才具備變更用戶的現(xiàn)有工作方式并能以用戶友好的方式提供更為詳盡的服務(wù)和功能，從而發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)的最大價(jià)值。這些產(chǎn)品包括游戲類產(chǎn)品、金融服務(wù)產(chǎn)品等等，它們都使用了區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)改變用戶的體驗(yàn)。

上文中的內(nèi)容就是我對(duì)于區(qū)塊鏈體系結(jié)構(gòu)有哪些這一問(wèn)題的詳細(xì)闡述。區(qū)塊鏈的目標(biāo)是允許記錄和分發(fā)數(shù)字信息，但不能編輯。通過(guò)這種方式，區(qū)塊鏈?zhǔn)遣豢勺冑~本或無(wú)法更改、刪除或銷毀的交易記錄的基礎(chǔ)。這就是為什么區(qū)塊鏈也被稱為分布式賬本技術(shù)(DLT)的原因。區(qū)塊鏈概念于1991年首次作為研究項(xiàng)目提出，早于2009年首次廣泛應(yīng)用：比特幣。此后幾年，通過(guò)創(chuàng)建各種加密貨幣、去中心化金融(DeFi)應(yīng)用程序，區(qū)塊鏈的使用呈爆炸式增長(zhǎng)，不可替代代幣(NFT)和智能合約。

區(qū)塊鏈體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

區(qū)塊鏈具有系統(tǒng)分散運(yùn)行、第三方信任、系統(tǒng)集體維護(hù)、數(shù)據(jù)篡改、交易可追溯性等傳統(tǒng)技術(shù)體系所沒(méi)有的特點(diǎn)。

首先，分散化。

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸和驗(yàn)證過(guò)程基于分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是由許多節(jié)點(diǎn)組成的端到端網(wǎng)絡(luò)。沒(méi)有集中的設(shè)備和管理機(jī)構(gòu)。任何節(jié)點(diǎn)停止工作都不會(huì)影響系統(tǒng)的整體運(yùn)行。

第二，信任。

在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，所有節(jié)點(diǎn)都可以通過(guò)數(shù)字簽名進(jìn)行驗(yàn)證，無(wú)需第三方認(rèn)證即可交易。也就是說(shuō)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程沒(méi)有第三方的信任擔(dān)保，只依賴于每個(gè)人的認(rèn)可和認(rèn)證。在第三方信任的情況下，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

第三，集體維護(hù)。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)由整個(gè)系統(tǒng)中所有具有會(huì)計(jì)功能的節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)，任何節(jié)點(diǎn)的損壞或損失都不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。區(qū)塊鏈系統(tǒng)沒(méi)有管理中心等機(jī)構(gòu)，集體維護(hù)特點(diǎn)使其具有良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性。

第四，數(shù)據(jù)不能被篡改或偽造。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)不能被篡改或偽造。一旦數(shù)據(jù)被篡改或偽造，就可以通過(guò)上述哈希函數(shù)立即在技術(shù)上找到。同時(shí)，這也破壞了整個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的一致性。這種數(shù)據(jù)篡改不會(huì)得到其他節(jié)點(diǎn)的認(rèn)可，也會(huì)失去每個(gè)人的認(rèn)可，從而使篡改無(wú)效。換句話說(shuō)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)中個(gè)別節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)修改不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，除非系統(tǒng)中達(dá)到一定限度的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)同步修改。

第五，可追溯性。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是可追溯的。我們可以通過(guò)密碼學(xué)方法從任何時(shí)間節(jié)點(diǎn)與相鄰的兩個(gè)塊串聯(lián)，并在區(qū)塊鏈鏈的幫助下反向?qū)ふ疫@些數(shù)據(jù)的過(guò)去和現(xiàn)在。