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详解区块链五层架构!

时间:2023-03-23 01:33:31 科技观察

由于区块链消除了中央权威的存在,所有交易都必须得到强有力的保护,数据必须安全地存储在分布式账本上。分布式账本技术(DLT)在预设协议上工作,网络上的各种计算机(或节点)达成“共识”以验证交易数据。每个节点在出现时添加、检查和更新条目。区块链具有分层架构,以促进这种独特的交易验证方式。涉及五层,每一层都有其不同的功能。让我们深入了解架构以及每一层的作用。1.硬件基础层区块链数据安全存储在数据服务器中。当我们浏览网页或使用任何区块链应用程序时,我们的机器会请求从服务器访问这些数据。促进这种数据交换的框架称为客户端-服务器体系结构。区块链是点对点(P2P)网络,允许客户端连接“点对点”以更快、更轻松地共享数据。它只不过是一个庞大的设备网络,它们相互通信并相互请求数据。这就是分布式账本的创建方式。与网络上的另一个设备通信的每个设备都是一个节点。每个节点随机验证交易数据。2.数据层区块链无非是一长串包含交易数据的“区块”。当节点验证一定数量的交易时,数据被捆绑成一个“块”,添加到区块链中,并与前一个数据块链接。“创世块”是链中的第一个块,因此不需要链接到任何先前的块。相反,后续块与创世块链接,每次添加新块时都会重复该过程。这就是区块链的形成和继续发展的方式。每笔交易都使用发送方钱包的私钥进行“数字签名”。只有发件人可以访问此密钥,确保其他任何人都无法访问或篡改数据。这在区块链术语中称为“最终性”。数字签名还保护所有者的身份,身份本身是加密的,确保最大的安全性。3.网络层P2P框架使得各个节点可以交换交易数据,就交易的有效性达成共识。这意味着每个节点必须能够发现网络上的其他节点以进行快速通信。正是网络层促进了这种“节点之间的通信”。由于节点发现、区块创建和区块添加也由这一层管理,因此也被称为“传播层”。4.共识层这是区块链运行中最关键的一层。该层负责验证交易,否则整个系统将失败。该层运行的协议需要一定数量的节点来验证交易。因此,每笔交易都由多个节点处理,然后这些节点必须达到相同的结果并就其有效性达成一致。该框架保持了区块链的去中心化性质,因为没有节点可以单独控制任何交易数据,并且角色是分布式的。这称为共识机制。由于有如此多的节点处理交易,将它们捆绑并添加到区块链中,因此有可能同时创建多个区块,从而在区块链中形成分叉。但是,总要有一个单链的区块添加,共识层也保证了这个冲突的解决。5.应用层这是运行智能合约和去中心化应用程序(dApps)的层。智能合约根据某些触发因素做出决策,例如合约到期日、现货价格的实现等。根据这些决策采取的行动由dApp执行,而这一切都发生在应用层。dApps还促进了用户设备和区块链之间的通信。因此,应用程序就像用户的前端,而主区块链是安全存储数据的后端。