区块链系统架构的元素 什么是构建区块链技术的必要元素

一、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。

二、组成区块链基础运算功能的组织架构内容

随着互联网的都不发展，消费者对区块链技术和数字虚拟货币的认知程度也在不断的提高。今天，我们就一起来了解一下区块链技术的基础运算方法都有哪些结构构成的。下面java课程就一起来了解一下具体情况吧。

构成计算技术的基本元素是存储、处理和通信。大型主机、PC、移动设备和云服务都以各自的方式展现这些元素。各个元素之内还有专门的构件块来分配资源。

本文聚焦于区块链的大框架：介绍区块链中各个计算元素的模块以及各个模块的一些实现案例，偏向概论而非详解。

区块链的组成模块

以下是去中心化技术中各个计算元素的构件块：

存储：代币存储、数据库、文件系统/blob

处理：有状态的业务逻辑、无状态的业务逻辑、高性能计算

通信：数据、价值和状态的连接网络

存储

作为基本计算元素，存储部分包含了以下构件块。

代币存储。代币是价值的存储媒介(例如资产、证券等)，价值可以是比特币、航空里程或是数字作品的版权。代币存储系统的主要作用是发放和传输代币(有多种变体)，同时防止多重支付之类的事件发生。

比特币和Zcash是两大“纯净”的、只关注代币本身的系统。以太坊则开始将代币用于各种服务，以实现其充当全球计算中心的理想。这些例子中代币被用作运营整个网络架构的内部激励。

还有些代币不是网络用来推动自身运行的内部工具，而是用做更高级别网络的激励，但它们的代币实际上是存储在底层架构中的。一个例子是像Golem这样的ERC20代币，运行在以太坊网络层上。另一个例子是Envoke的IP授权代币，运行在IPDB网络层上。

数据库。数据库专门用来存储结构化的元数据，例如数据表(关系型数据库)、文档存储(例如JSON)、键值存储、时间序列或图数据库。数据库可以使用SQL这样的查询快速检索数据。

传统的分布式(但中心化)数据库如MongoDB和Cassandra通常会存储数百TB甚至PB级的数据，性能可达到每秒百万次写入。

SQL这样的查询语言是很强大的，因为它将实现与规范区分开来，这样就不会绑定在某个具体的应用上。SQL已经作为标准应用了数十年，所以同一个数据库系统可以用在很多不同的行业中。

换言之，要在比特币之外讨论一般性，不一定要拿图灵完备性说事。你只需要一个数据库就够了，这样既简洁又方便扩展。有些时候图灵完备也是很有用的，我们将在“去中心化处理”一节具体讨论。

BigchainDB是去中心化的数据库软件，是专门的文档存储系统。它基于MongoDB(或RethinkDB)，继承了后者的查询和扩展逻辑。但它也具备了区块链的特征，诸如去中心化控制、防篡改和代币支持。IPDB是BigchainDB的一个受监管的公开实例。

在区块链领域，也可以说IOTA是一个时间序列数据库。

文件系统/blob数据存储。这些系统以目录和文件的层级结构来存储大文件(电影、音乐、大数据集)。

IPFS和Tahoe-LAFS是去中心化的文件系统，包含去中心化或中心化的blob存储。FileCoin、Storj、Sia和Tieron是去中心化的blob存储系统，古老而出色的BitTorrent也是如此，虽然后者使用的是p2p体系而非代币。以太坊Swarm、Dat、Swarm-JS基本上都支持上述两种方式。

数据市场。这种系统将数据所有者(比如企业)与数据使用者(比如AI创业公司)连接在一起。它们位于数据库与文件系统的上层，但依旧是核心架构，因为数不清的需要数据的应用(例如AI)都依赖这类服务。Ocean就是协议和网络的一个例子，可以基于它创建数据市场。还有一些特定应用的数据市场：EnigmaCatalyst用于加密市场，Datum用于私人数据，DataBrokerDAO则用于物联网数据流。

处理

接下来讨论处理这个基本计算元素。

“智能合约”系统，通常指的是以去中心化形式处理数据的系统[3]。它其实有两个属性完全不同的子集：无状态(组合式)业务逻辑和有状态(顺序式)业务逻辑。无状态和有状态在复杂性、可验证性等方面差异巨大。三种去中心化的处理模块是高性能计算(HPC)。

无状态(组合式)业务逻辑。这是一种任意逻辑，不在内部保留状态。用电子工程术语来说，它可以理解为组合式数字逻辑电路。这一逻辑可以表现为真值表、逻辑示意图、或者带条件语句的代码(if/then、and、or、not等判断的组合)。因为它们没有状态，很容易验证大型无状态智能合约，从而创建大型可验证的安全系统。N个输入和一个输出需要O(2^N)个计算来验证。

跨账本协议(ILP)包含crypto-conditions(CC)协议，以便清楚地标出组合电路。CC很好理解，因为它通过IETF成为了互联网标准，而ILP则在各种中心和去中心化的支付网络(例如超过75家银行使用的瑞波)中广泛应用。CC有很多独立实现的版本，包括JavaScript、Python、Java等。BigchainDB、瑞波等系统也用CC，用以支持组合式业务逻辑/智能合约。

三、解析百度区块链应用—莱茨狗

项目名称：莱茨狗

项目介绍：莱茨狗是度小满金融于2018年推出的一款基于数字化资产应用的区块链游戏。市场于2019年正式上线，提供宠物市场、积分市场、广告服务、在线工具、辅助工具、软文资料、数据查阅等一站式第三方服务扩展平台。核心玩法是买卖和繁殖，玩家通过注册App，领取元气，购买狗。

项目架构拆解：度小满莱茨狗项目通过国家网信办审核，备案成功，标志着区块链项目的官方认可。游戏以微积分作为主要交易元素，玩家通过购买、繁殖、买卖莱茨狗，享受多种服务。

莱茨狗繁育玩法：游戏产出新狗的渠道包括抽奖和繁育。繁育是玩家最热衷的玩法，通过两只狗的配对产出新狗。投入低，产出高，繁育热度不减。繁育玩法涉及公母之分、繁育限制、配狗技巧等。

莱茨狗交易玩法：玩家可通过官方狗狗集市或交易市场购买、出售莱茨狗。买入卖出的规则、技巧与市场行情密切相关，玩家需了解狗的价值和定价。

属性玩法：莱茨狗的稀有度、等级、代数、休息期等属性影响狗的价格和价值。等级越高、数量越少的狗价格越贵。代数越低的狗更受玩家欢迎，0代狗尤其稀缺且保值。玩家可通过等级、代数、精品玩法等提高狗的价值。

号码玩法：号码狗是莱茨狗中的独特玩法，包括短号、连号、日期系列、顺子系列等。号码越特殊，价值越高。玩家需关注号码的位数、连贯性、重复性等属性。

积分体系：莱茨狗积分是基于元气产生的奖励，可用于消费、兑换权益等。元气影响积分的产出，完成任务可提升元气值。积分系统规划分阶段发放，避免滥发，稳定市场。积分可兑换宠物道具、代金券、会员资格等。

项目前景：莱茨狗作为一款游戏产品，乐趣性不足，耗时耗力，用户体验不够人性化。作为投资，莱茨狗尚不完善，狗狗和微积分的用途仍有待明确。在区块链领域，莱茨狗可以被视为探索与尝试的先驱。

莱茨狗项目运营至今，仍在稳定运行中。北京虚拟数字公司作为技术支持，提供区块链生态链解决方案，助力莱茨狗在区块链技术与大数据营销领域实现价值流通。