區塊鏈的五大分層架構

孟文出

由于區塊鏈消除了中央管理機構的存在，所有交易都必須受到強有力的保護，并且數據必須安全地存儲在分布式賬本上。分布式賬本技術（DLT）在預設協議上工作，網絡上的各種計算機（或節點）達成“共識”以驗證交易數據。每個節點都會在條目出現時添加、檢查和更新。

區塊鏈具有分層架構，以促進這種獨特的交易身份驗證方式，其涉及5個層，每個層都有其不同的功能。讓我們深入了解架構以及每一層的作用。

硬件基礎設施層

區塊鏈數據安全地存儲在數據服務器中。當我們瀏覽網頁或使用任何區塊鏈應用程序時，機器會請求從服務器訪問這些數據，促進這種數據交換的框架稱為客戶端-服務器架構。區塊鏈是點對點（P2P）網絡，允許客戶端與“點對點”連接，從而更快、更輕松地共享數據。它只不過是一個龐大的設備網絡，用來相互通信并相互請求數據。這就是分布式賬本的創建方式。與網絡上的另一個設備通信的每個設備都是一個節點。每個節點隨機驗證交易數據。

數據層

區塊鏈只不過是一長串包含交易數據的“塊”。當節點驗證一定數量的交易時，數據被捆綁到一個“塊”中，添加到區塊鏈中，并與前一個數據塊鏈接?！皠撌缐K”是鏈中的第一個塊，因此不需要與任何先前的塊鏈接。相反，后續塊與創世塊鏈接，并且每次添加新塊時都會重復該過程。這就是區塊鏈的形成和不斷發展的方式。每筆交易都使用發件人錢包的私鑰進行數字簽名。只有發送者才能訪問此密鑰，從而確保數據不會被其他任何人訪問或篡改。這在區塊鏈術語中稱為最終性。數字簽名還可以保護所有者的身份，該身份本身是加密的，從而確保了最大的安全性。

網絡層

P2P框架使各個節點能夠交換交易數據以就交易的有效性達成共識。這意味著每個節點都必須能夠發現網絡上的其他節點以進行快速通信。正是網絡層促進了這種節點間通信。由于節點發現、塊創建和塊添加也由該層管理，因此也稱為傳播層。

共識層

這是區塊鏈操作中最關鍵的層。這一層負責驗證交易，沒有它，整個系統都會失敗。該層運行需要一定數量的節點來驗證一筆交易的協議。因此，每筆交易都由多個節點處理，然后這些節點必須達到相同的結果并就其有效性達成一致。該框架保持了區塊鏈的去中心化性質，因為沒有節點可以單獨控制任何交易數據，并且角色是分布式的。這稱為共識機制。由于有如此多的節點處理交易，將它們捆綁起來并將它們添加到區塊鏈中，因此可能會同時創建多個塊，從而在區塊鏈中形成一個分支。但是，必須始終存在單個鏈塊添加，并且共識層也確保解決此沖突。

應用層

這是運行智能合約和去中心化應用程序（dApp）的層。智能合約根據某些觸發因素做出決策，例如合約到期日、現貨價格的實現等。遵循這些決策的行動由dApp執行，而這一切都發生在應用層。dApp還促進了用戶設備和區塊鏈之間的通信。因此，應用程序就像面向用戶的前端，而主區塊鏈是后端，數據安全地存儲在其中。