区块链层次架构 区块链的核心技术

一、区块链技术架构中的三个层次是什么

金窝窝分析区块链技术中的三个层次如下：

协议层

所谓的协议层，就是指代最底层的技术。这个层次通常是一个完整的区块链产品，类似于我们电脑的操作系统，它维护着网络节点，仅提供Api供调用。通常官方会提供简单的客户端(通称为钱包)，这个客户端钱包功能也很简单，只能建立地址、验证签名、转账支付、查看余额等。

扩展层

这个层面类似于电脑的驱动程序，是为了让区块链产品更加实用。

应用层

这个层面类似于电脑中的各种软件程序，是普通人可以真正直接使用的产品，也可以理解为B/S架构的产品中的浏览器端(Browser)。这个层面的应用，目前几乎是空白。

二、请问区块链的架构是什么

首先需要知道区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式，其次对于区块链系统的组成架构金窝窝集团认为是由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。

1、数据层：封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术

2、网络层：则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；

3、共识层：主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；

4、合约层：主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；目前西南地区金窝窝已经率先开始了以区块链为底层技术的大数据研究，也提供以区块链为底层技术的大数据服务。

5、应用层：则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点

三、区块链技术架构是什么

区块链技术的架构包括以下几个方面：

去中心化网络：区块链技术的核心是去中心化，它的网络结构不同于传统的中心化网络结构，它通过点对点的方式实现数据的传输和验证，从而达到去中心化的目的。

共识机制：共识机制是区块链网络中保证数据安全和可靠性的重要手段，通过共识机制可以保证区块链网络中所有节点之间的数据一致性。常见的共识机制包括工作量证明、权益证明和股份授权等。

智能合约：智能合约是区块链技术的另一个重要组成部分，它是一种能够自动执行和验证合约的计算机程序，可以在区块链网络上实现可编程的自动化交易。分布式存储：分布式存储是区块链技术的又一个重要组成部分，它通过将数据存储在网络的各个节点上，实现数据的分布式存储和备份，从而提高了数据的安全性和可靠性。

常见的数字特征包括期望、方差、标准差等，这些指标可以用来描述随机变量的中心趋势、离散程度等特征，同时也可以用来进行概率计算和风险分析等。

四、区块链的技术架构

区块链的技术架构

区块链技术架构主要由以下九个核心维度构成：

基础设施（Infrastructure）

计算资源：包括CPU、GPU、ASIC等，用于执行区块链系统中的各种计算任务。

存储资源：如硬盘，用于存储区块链数据、交易记录等。

网络资源：包括带宽，确保节点之间的通信和数据传输。

基础组件（Utility）

网络发现：节点通过网络发现协议找到邻居节点并建立连接。

数据收发：负责节点间的数据交换，包括事务广播、消息共识和数据同步。

密码库：提供密码学算法支持，如编码、哈希、签名和隐私保护算法。

数据存储：使用关系型或非关系型数据库存储数据。

消息通知：为区块链中的组件和节点提供消息通知服务。

账本（Ledger）

负责收集交易数据，生成数据区块，并进行合法性校验。

采用区块链式数据结构，确保数据的完整性和真实性。

数据记录方式分为基于资产和基于账户两种模型。

共识（Consensus）

负责协调全网节点数据记录的一致性。

常见的共识机制包括PoW（工作量证明）、PoS（权益证明）、DPoS（委托权益证明）以及PBFT（实用拜占庭容错）等。

共识机制的选择需综合考虑应用环境、性能和安全要求。

智能合约（Smart Contract）

将业务逻辑以代码形式实现、编译并部署。

完成既定规则的条件触发和自动执行，减少人工干预。

智能合约分为图灵完备和非图灵完备两类，各有优缺点。

系统管理（System Management）

包括权限管理和节点管理两大功能。

权限管理确保数据和函数调用只能由授权的操作员执行。

节点管理涉及节点标识的识别，如CA认证、PKI认证和第三方身份验证。

接口（Interface）

完成功能模块的封装，为应用层提供简洁的调用方式。

应用层通过RPC接口与其他节点通信，通过SDK工具包访问和写入本地账本数据。

RPC和SDK应功能齐全、可移植性好、可扩展和兼容，并易于使用。

上层应用（Application）

调用智能合约层的接口，适配区块链的各类应用场景。

区块链应用可划分为价值转移类、存证类和授权管理类等场景。

合理封装底层区块链技术，并提供一站式区块链开发平台是应用层发展的必然趋势。

运维管理（Maintenance）

负责区块链系统的日常运维工作，包括日志、监控、管理和扩展。

各主流平台在存储模块、数据模型、数据结构、编程语言、沙盒环境等方面存在差异。

综上所述，区块链的技术架构是一个多层次、多维度的系统，各层之间相互作用、共同支撑起区块链技术的稳定运行和广泛应用。

五、区块链技术的组成元素架构

随着互联网的不断发展，越来越多的人都了解到了关于区块链技术的一些特点和使用情况，今天我们就来介绍一下，区块链的一些元素组成都有哪些。

区块链的组成

区块链由区块和链组成。每一个区块包含三个元素：数据、哈希值、前一区块的哈希值。

区块的第一个元素是数据。区块中所保存的数据与区块链的类型有关。例如，比特币区块链中的区块保存了相关的交易信息，包括卖家，买家，以及交易比特币的数量。

区块的第二个元素是哈希值。每个区块包含了一个哈希值，这个哈希值是的，它用来标识一个区块和它所包含的所有内容。一旦某个区块被创建，它的哈希值就相对应的被计算出来了。改变区块中的某些内容会使得哈希值改变。所以换句话说：当你想要检测区块中内容的改变时，哈希值对你就很有帮助。如果一个区块的指纹改变了，那它就再也不是之前的区块了。

区块的第三个元素是前一个区块的哈希值。这个元素使得区块之间可以形成链接，并且能够使得区块链十分的安全。

举个例子假设我们有一条区块链包含3个区块。每个区块包含了一个自己的哈希值以及前一个区块的哈希值。3号区块指向2号区块，2号区块又指向1号区块。但是1号区块有点特殊，它不能指向前一个区块，因为它是第一个区块。我们把1号区块叫做创世区块。

那么，现在我们假设你篡改了第二个区块。这将导致第二个区块的哈希值改变，那么3号区块存储的数据就是错误的、非法的。而3号区块存储的数据一旦是非法的，后面的区块也一定是非法的。

所以如果一个人想要篡改区块链中任何一个区块，它必须修改这个区块以及这个区块之后的所有区块。这将是一个很繁重的任务。

区块链的工作量证明

但是，仅仅使用哈希值的方法不足以防止用户篡改区块。因为现在的计算机运算速度已经足够强大，并且能够每秒计算成千上万的哈希值。java课程建议你完全可以篡改一个区块并且重新计算其他的区块的哈希值，这样就使得你的区块再次变得合法。