區(qū)塊鏈的五大分層架構(gòu)

孟文出

由于區(qū)塊鏈消除了中央管理機(jī)構(gòu)的存在，所有交易都必須受到強(qiáng)有力的保護(hù)，并且數(shù)據(jù)必須安全地存儲(chǔ)在分布式賬本上。分布式賬本技術(shù)（DLT）在預(yù)設(shè)協(xié)議上工作，網(wǎng)絡(luò)上的各種計(jì)算機(jī)（或節(jié)點(diǎn)）達(dá)成“共識(shí)”以驗(yàn)證交易數(shù)據(jù)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)在條目出現(xiàn)時(shí)添加、檢查和更新。

區(qū)塊鏈具有分層架構(gòu)，以促進(jìn)這種獨(dú)特的交易身份驗(yàn)證方式，其涉及5個(gè)層，每個(gè)層都有其不同的功能。讓我們深入了解架構(gòu)以及每一層的作用。

硬件基礎(chǔ)設(shè)施層

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)安全地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)器中。當(dāng)我們?yōu)g覽網(wǎng)頁(yè)或使用任何區(qū)塊鏈應(yīng)用程序時(shí)，機(jī)器會(huì)請(qǐng)求從服務(wù)器訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)，促進(jìn)這種數(shù)據(jù)交換的框架稱為客戶端-服務(wù)器架構(gòu)。區(qū)塊鏈?zhǔn)屈c(diǎn)對(duì)點(diǎn)（P2P）網(wǎng)絡(luò)，允許客戶端與“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”連接，從而更快、更輕松地共享數(shù)據(jù)。它只不過(guò)是一個(gè)龐大的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)相互通信并相互請(qǐng)求數(shù)據(jù)。這就是分布式賬本的創(chuàng)建方式。與網(wǎng)絡(luò)上的另一個(gè)設(shè)備通信的每個(gè)設(shè)備都是一個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)驗(yàn)證交易數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)層

區(qū)塊鏈只不過(guò)是一長(zhǎng)串包含交易數(shù)據(jù)的“塊”。當(dāng)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證一定數(shù)量的交易時(shí)，數(shù)據(jù)被捆綁到一個(gè)“塊”中，添加到區(qū)塊鏈中，并與前一個(gè)數(shù)據(jù)塊鏈接?！皠?chuàng)世塊”是鏈中的第一個(gè)塊，因此不需要與任何先前的塊鏈接。相反，后續(xù)塊與創(chuàng)世塊鏈接，并且每次添加新塊時(shí)都會(huì)重復(fù)該過(guò)程。這就是區(qū)塊鏈的形成和不斷發(fā)展的方式。每筆交易都使用發(fā)件人錢(qián)包的私鑰進(jìn)行數(shù)字簽名。只有發(fā)送者才能訪問(wèn)此密鑰，從而確保數(shù)據(jù)不會(huì)被其他任何人訪問(wèn)或篡改。這在區(qū)塊鏈術(shù)語(yǔ)中稱為最終性。數(shù)字簽名還可以保護(hù)所有者的身份，該身份本身是加密的，從而確保了最大的安全性。

網(wǎng)絡(luò)層

P2P框架使各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠交換交易數(shù)據(jù)以就交易的有效性達(dá)成共識(shí)。這意味著每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須能夠發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)以進(jìn)行快速通信。正是網(wǎng)絡(luò)層促進(jìn)了這種節(jié)點(diǎn)間通信。由于節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、塊創(chuàng)建和塊添加也由該層管理，因此也稱為傳播層。

共識(shí)層

這是區(qū)塊鏈操作中最關(guān)鍵的層。這一層負(fù)責(zé)驗(yàn)證交易，沒(méi)有它，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)失敗。該層運(yùn)行需要一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證一筆交易的協(xié)議。因此，每筆交易都由多個(gè)節(jié)點(diǎn)處理，然后這些節(jié)點(diǎn)必須達(dá)到相同的結(jié)果并就其有效性達(dá)成一致。該框架保持了區(qū)塊鏈的去中心化性質(zhì)，因?yàn)闆](méi)有節(jié)點(diǎn)可以單獨(dú)控制任何交易數(shù)據(jù)，并且角色是分布式的。這稱為共識(shí)機(jī)制。由于有如此多的節(jié)點(diǎn)處理交易，將它們捆綁起來(lái)并將它們添加到區(qū)塊鏈中，因此可能會(huì)同時(shí)創(chuàng)建多個(gè)塊，從而在區(qū)塊鏈中形成一個(gè)分支。但是，必須始終存在單個(gè)鏈塊添加，并且共識(shí)層也確保解決此沖突。

應(yīng)用層

這是運(yùn)行智能合約和去中心化應(yīng)用程序（dApp）的層。智能合約根據(jù)某些觸發(fā)因素做出決策，例如合約到期日、現(xiàn)貨價(jià)格的實(shí)現(xiàn)等。遵循這些決策的行動(dòng)由dApp執(zhí)行，而這一切都發(fā)生在應(yīng)用層。dApp還促進(jìn)了用戶設(shè)備和區(qū)塊鏈之間的通信。因此，應(yīng)用程序就像面向用戶的前端，而主區(qū)塊鏈?zhǔn)呛蠖?，?shù)據(jù)安全地存儲(chǔ)在其中。