區(qū)塊鏈總共有六個層級結(jié)構(gòu),這六個層級結(jié)構(gòu)自下而上是:數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡層、共識層、激勵層、合約層、應用層。
一、數(shù)據(jù)層
數(shù)據(jù)層是區(qū)塊鏈六個層級結(jié)構(gòu)里面的最底層。數(shù)據(jù)層我們可以理解成數(shù)據(jù)庫,只不過對于區(qū)塊鏈來講,這個數(shù)據(jù)庫是不可篡改的、分布式的數(shù)據(jù)庫,也就是我們所謂的“分布式賬本”。
在數(shù)據(jù)層上,也就是在這個“分布式賬本”上,存放著區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)信息,封裝著區(qū)塊的塊鏈式結(jié)構(gòu)、非對稱加密技術(shù)、哈希算法等技術(shù)手段,來保證數(shù)據(jù)在全網(wǎng)公開的情況下的安全性問題。
具體的做法是:
在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡上,節(jié)點采用共識算法來維持數(shù)據(jù)層(也就是這個分布式數(shù)據(jù)庫)的數(shù)據(jù)的一致性,采用密碼學中的非對稱加密和哈希算法,來確保這個分布式數(shù)據(jù)庫的不可篡改和可追溯。
這就構(gòu)成了區(qū)塊鏈技術(shù)中最底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但是,光有分布式數(shù)據(jù)庫還不夠,還需要讓數(shù)據(jù)庫里面的數(shù)據(jù)信息可以共享交流,下面我們介紹數(shù)據(jù)層的上一層——網(wǎng)絡層。
二、網(wǎng)絡層
區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡系統(tǒng),本質(zhì)上是一個P2P(點對點)網(wǎng)絡,點對點意味著不需要一個中間環(huán)節(jié)或者中心化服務器來操控這個系統(tǒng),網(wǎng)絡中的所有資源和服務都是分配在各個節(jié)點手中的,信息的傳輸也是兩個節(jié)點之間直接往來就可以了。不過,需要注意的是,P2P(點對點)并不是中本聰發(fā)明的,區(qū)塊鏈只是融合了這一技術(shù)而已。
所以,區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡層實際上就是一個特別強大的點對點網(wǎng)絡系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)上,每一個節(jié)點既可以生產(chǎn)信息,也可以接收信息,就好比發(fā)郵件,你既可以編寫自己的郵件,也可以收到別人給你發(fā)送的郵件。
在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡上,節(jié)點之間需要共同維護這條區(qū)塊鏈系統(tǒng),每當一個節(jié)點創(chuàng)造出新的區(qū)塊后,他需要以廣播的形式通知其他節(jié)點,其他節(jié)點收到信息后對該區(qū)塊進行驗證,然后在該區(qū)塊的基礎(chǔ)上去創(chuàng)建新的區(qū)塊。這樣一來,全網(wǎng)便可以共同維護更新區(qū)塊鏈系統(tǒng)這個總賬本了。
但是,全網(wǎng)要依據(jù)什么規(guī)則來維護更新區(qū)塊鏈系統(tǒng)這個總賬本呢,這就涉及到了所謂的“法律法規(guī)”(規(guī)則),也就是我們接下來要介紹的:共識層。
三、共識層
在區(qū)塊鏈的世界里,共識,簡單來講就是全網(wǎng)要依據(jù)一個統(tǒng)一的、大家一致同意的規(guī)則來維護更新區(qū)塊鏈系統(tǒng)這個總賬本,類似于更新數(shù)據(jù)的規(guī)則。讓高度分散的節(jié)點在去中心化的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中高效達成共識,是區(qū)塊鏈的核心技術(shù)之一,也是區(qū)塊鏈社區(qū)的治理機制。
目前主流的共識機制算法有:比特幣的工作量證明(POW)、以太坊的權(quán)益證明(POS)、EOS的委托權(quán)益證明(DPOS)等等。我們現(xiàn)在介紹了數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡層、共識層,這三層保證了區(qū)塊鏈上有數(shù)據(jù)、有網(wǎng)絡,有在網(wǎng)絡上更新數(shù)據(jù)的規(guī)則,但是天下沒有免費的午餐,如何讓節(jié)點們能夠積極踴躍地參與區(qū)塊鏈系統(tǒng)維護呢,這里就涉及到了激勵,也就是我們下面要介紹的:激勵層。
四、激勵層
激勵層就是所謂的挖礦機制,挖礦機制其實可以理解成激勵機制:你為區(qū)塊鏈系統(tǒng)做了多少貢獻,你就可以得到多少獎勵。用這種激勵機制,能夠鼓勵全網(wǎng)節(jié)點參與區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)記錄與維護工作。
挖礦機制和共識機制其實是一個道理,共識機制我們可以理解為公司的總規(guī)章制度,而挖礦機制可以理解成,在這個總的規(guī)章制度之中,你做好了什么能夠得到什么獎勵,這種獎勵規(guī)則。
就好比比特幣的共識機制PoW,它的規(guī)定是多勞多得,誰能夠第一個找到正確哈希值誰就可以得到一定數(shù)量的比特幣獎勵;
而以太坊的PoS則規(guī)定了誰持幣年齡越久,誰能得到獎勵的概率就越大。
需要注意的是,激勵層一般只有公有鏈才具備,因為公有鏈必須依賴全網(wǎng)節(jié)點共同維護數(shù)據(jù),所以必須有一套這樣的激勵機制,才能激勵全網(wǎng)節(jié)點參與區(qū)塊鏈系統(tǒng)的建設維護,進而保證區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全性和可靠性。
區(qū)塊鏈安全可靠了,還不夠智能對不對,下面我們將要介紹的合約層,可以讓區(qū)塊鏈系統(tǒng)變得更加智能。
五.合約層
合約層主要包括各種腳本、代碼、算法機制及智能合約,是區(qū)塊鏈可編程的基礎(chǔ)。我們說的“智能合約”便屬于合約層這個層級上。
如果說比特幣系統(tǒng)不夠智能,那么以太坊提出的“智能合約”則能夠滿足許多應用場景。合約層的原理主要是將代碼嵌入到區(qū)塊鏈系統(tǒng)上,用這種方式來實現(xiàn)能夠自定義的智能合約。這樣一來,在區(qū)塊鏈系統(tǒng)上,一旦觸發(fā)了智能合約的條款,系統(tǒng)就能夠自動執(zhí)行命令。
六、應用層
最后就是應用層。應用層很簡單,顧名思義,就是區(qū)塊鏈的各種應用場景和案例,我們現(xiàn)在說的“區(qū)塊鏈+”就是所謂的應用層。目前已經(jīng)落地的區(qū)塊鏈應用主要是搭建在ETH、EOS等公鏈上的各類區(qū)塊鏈應用,博彩、游戲類的應用比較多,真正實用的應用還沒有出現(xiàn)。