區塊鏈構架設計文檔

『壹』 區塊鏈架構設計有哪些

區塊鏈作為一種架構設計的實現，與基礎語言或平台等差別較大。區塊鏈是加密貨幣背後的技術，是當下與VR虛擬現實等比肩的熱門技術之一，本身不是新技術，類似Ajax，可以說它是一種技術架構，所以我們從架構設計的角度談談區塊鏈的技術實現。無論你擅長什麼編程語言，都能夠參考這種設計去實現一款區塊鏈產品。與此同時，梳理與之相關的知識圖譜和體系，幫助大家系統去學習研究。

從架構設計上來說，區塊鏈可以簡單的分為三個層次，協議層、擴展層和應用層。其中，協議層又可以分為存儲層和網路層，它們相互獨立但又不可分割。

區塊鏈架構圖

鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑，推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革，構建應用型、復合型人才培養體系。

『貳』 金窩窩：區塊鏈的構架是什麼

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式，金窩窩集團認為是由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成：
1、數據層：封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等技術；
2、網路層：則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等；
3、共識層：主要封裝網路節點的各類共識演算法；
4、合約層：主要封裝各類腳本、演算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎；
5、應用層：則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。

『叄』 1分鍾帶你快速了解區塊鏈的技術模型架構

區塊鏈技術性並並不是一項單一的技術性，只是多種多樣技術性融合自主創新的結果，其實質是一個弱管理中心的、自信賴的最底層構架技術性。
區塊鏈技術性實體模型由上而下包含數據信息層、傳輸層的共識層、鼓勵層、合同層和網路層。每一層具有一項關鍵作用，不一樣等級中間互相配合，一同搭建一個去管理中心的使用價值傳送管理體系。

數據信息層的特性是不能偽造、全備份數據、徹底公平（數據信息、管理許可權、編碼），而其演算法設計是區塊鏈，包含區塊鏈頭和區塊材。區塊鏈頭由三組區塊鏈資料庫，一組資料庫是父區塊鏈哈希值，用以該區域塊與區塊鏈中的前一區塊鏈相互連接；二組資料庫是Merkle根，一種用於合理地小結區塊鏈中全部買賣的演算法設計；三組資料庫是難度系數總體目標、時間格式和Nonce與生產製造區塊鏈有關。

傳輸層封裝了P2P網路體制、散播和認證體制等技術性。在傳輸層中，新的買賣向各大網站開展廣播節目，每一個連接點都將接到的交易信息列入一個區塊鏈中，且每一個連接點都試著在自身的區塊鏈中尋找一個具備充足難度系數的勞動量證實，當一個連接點找到一個勞動量證實（得到裝包區塊鏈的資質），它就向各大網站開展廣播節目（新裝包的區塊鏈），當且僅當包括在該區域塊中的全部買賣全是合理的且以前未存有過的，別的連接點才認可該區域塊的實效性，而表明認可接納的方式 ，則是在追隨該區域塊的結尾，生產製造新的區塊鏈以增加該傳動鏈條，而將被接納區塊鏈的任意散列值視作在於新區塊鏈的任意散列值。

的共識層封裝了節點的各種共識機制優化演算法，它是區塊鏈的關鍵技術，由於這決策了區塊鏈的造成，而記帳決策方法可能危害全部系統軟體的安全系數和穩定性。現階段早已發生了十餘種共識機制優化演算法，在其中較為知名的有勞動量證實體制（POW）、好用拜占庭容錯機制優化演算法（PBFT）、利益證實體制（POS）、股權授權證明體制。

鼓勵層包含發售體制和激勵制度。簡易而言，激勵制度是根據經濟發展均衡的方式，激勵連接點參加到維護保養區塊鏈系統優化運作中，避免 對總帳簿開展偽造，使長期性保持區塊鏈互聯網運作的驅動力。

合同層具備可編程式控制制器的特點，關鍵包含智能合約、共識演算法、腳本製作、編碼，是區塊鏈可編程式控制制器特點的基本。將編碼置入區塊鏈或動態口令中，完成能夠 自定的智能合約，並在做到某一明確的約束的狀況下，不用經過第三方就可以全自動實行，是區塊鏈去信賴的基本。
網路層封裝了區塊鏈的各種各樣應用領域和實例，跟電腦的應用軟體、電腦瀏覽器上的門戶網等很類似，將區塊鏈關鍵技術布署在如以太幣、EOS上並在實際中落地式。

#比特幣[超話]# #數字貨幣#

『肆』 DENC區塊鏈系統架構是怎麼樣的

DENC區塊鏈致力於打造提升物聯網智能充電裝置級別的區塊鏈底層架構，滿足其所需的系統數據可靠度、安全性以及各式擴展性的應用需求，DENC區塊鏈採用分片技術架構設計，通過分散網路節點，能夠應對大規模的信息存儲；針對安全性部分通過底層區塊鏈加密技術、去中心化的管理以及智能合約規范，最大限度地降低信息泄露的可能性。
DENC區塊鏈設計主要劃分4個主要層次，包含數據層、網路通信層、共識驗證層及應用層，各層之間相互獨立卻又不可分割。數據、網路層封裝了數據區塊、相關數據加密、時間戳、傳播及驗證機制等；共識層主要為網路節點的共識演算法，激勵層則包含了代幣發行機制和分配機制；合約層主要封裝了各類腳本和智能合約，是DENC可編程的基礎，應用層則以DAPP為主要核心封裝各種應用場景案例。

『伍』 區塊鏈技術的架構模型是什麼

金窩窩網路分析如下：從區塊鏈的本質出發，以發展的眼光看待區塊鏈的架構和架構未來的發展，關注於主要業務和技術能力，給出一個全面而高度概括的區塊鏈架構模型。
這是一個面向鏈合約服務的高階架構模型，體現了未來基於區塊鏈實現高度自動化、智能化、公平守約的虛擬社會生產關系的能力。

『陸』 區塊鏈畢業設計開題報告

課題研究的背景：

隨著現代科技與信息產業的發展，現階段,第四次工業革命初見端倪,全球即將進入一個以互聯網、人工智慧等新技術為核心的科技時代,同時,區塊鏈技術應運而生,成為國際眾多政府與行業關注的熱點對象。區塊鏈技術已經被視為繼蒸汽機、電力、信息和互聯網科技之後,最有潛力觸發第五輪顛覆性革命浪潮的核心技術。過去10年,在政府與政策的大力支持下,我國公益慈善事業的發展形勢較為樂觀。然而隨著慈善規模不斷發展擴大,我國公益事業逐漸顯露了一些弊端。傳統的公益事業存在的最大問題是公信力不足,存在慈善組織內部管理不健全、成本高等問題,但目前許多互聯網公益服務公司正積極利用區塊鏈這一新技術解決該問題。區塊鏈技術具有去中心化、信息可追溯且不可篡改、公開透明、智能合約等特點,能夠彌補傳統公益事業中存在的信息不透明、管理效率低等不足, 區塊鏈技術進入公益事業,將為慈善行業帶來新的發展契機。

課題研究的主要內容： 本課題主要包括以下三個方面的內容：

[if !supportLists]一、[endif]區塊鏈技術與公益結合會出現的問題並解決。

[if !supportLists]二、[endif]基於區塊鏈技術做一個公益查詢網頁

[if !supportLists]三、[endif]對該查詢系統應用問題及闡述

課題研究的目的：

我國公益規模不斷的發展擴大，隨之而來我們的弊端也被顯露出來，公信力不足，慈善組織缺乏管理，而利用區塊鏈技術可以達到解決這問題的效果。該技術會在捐贈流程中實行數據和行為的全程跟蹤，存證，實現公益鏈的完整公開，使捐贈者進行有效監督，避免了效率低，資金流向明確等缺點，為公益項目控股風險，提升公信力和公益項目的透明度，促進公益項目的發展與進步，增強了人與人的信任。公益性企業根據區塊鏈系統的屬性與特點,可以在公益流程中實行數據與行為的全周期跟蹤、存證與審計,使公益項目參與各方能夠對該項目進行全程跟蹤及有效監督, 避免公益中因人為降低效率的缺點,從而為公益項目提供控制風險、判斷效果的理性方法, 提升公益事業的透明度,促進公益發展。

  課題研究的意義： 本課題擬在區塊鏈技術的基礎上，結合我國公益事業發展實際，做出關於公益事業捐贈的追蹤，公開透明的系統。通過對區塊鏈技術和慈善事業業務的深入分析, 我們發現區塊鏈技術對解決公益透明性問題有著天然優勢。區塊鏈技術可理解為是一種分布式的記賬方式,可記錄所有交易信息並確保無法篡改,這就決定了凡需要公正、公平、誠信的地方,區塊鏈都有很大的技術發揮空間。同時,智能合約的加入直接解決了專款專用這一業務難題。

    最終將會實現公民之間信任增強，捐贈渠道速度加快，推動社會捐助事業的發展

二、文獻綜述 （國內外相關研究現況和發展趨向）

[if !supportLists] (一) [endif] 國外區塊鏈相關產業現狀

  中歐在區塊鏈產業政策中逐漸佔領全球，歐盟在2018年2月已成立歐洲區塊鏈觀察論壇，主要職責包括:政策確定，產學研聯動,跨國境BaaS

  (Blockchain as a Service)服務構建，標准開源制定等，組在Horizon2020投入 500萬歐作為區塊鏈研發基金(在2018年12月19日前)，預計三年內(2018-2020) 區塊鏈方面投資將達到3.4億歐元。美國則由於各州之間政策不一，雖然區塊鏈在美國初創企業中仍然是熱潮，產業政策推動-直較慢。中東地區以迪湃為首在引|領區塊鏈的潮流，由政府牽頭，企業配合以探索區塊鏈的新技術應用。亞太區域日韓也相對活躍，日本以NTT為主,政府背後提供支撐，韓國以金融為切入點探索區塊鏈應用。主義也時刻在威脅著中國社會的各個領域。綜觀國外主要發達國家新媒體文化的發展現狀，總結經驗，吸取教訓，對中國新媒體文化發展有一定的啟示。

[if !supportLists] (二） [endif] 國內新媒體研究現狀

     中國國務院印發《「十三五」國家信息化規劃》，區塊鏈與大數據、人工智慧、機器深度學習等新技術，成為國家布局重點。中國人民銀行印發了《中國金融業信息技術"十三五」發展規劃》，明確提出積極推進區塊鏈、人工智慧等新技術應用研究，並組織進行國家數字貨幣的試點。在2017年10月，工信部發布《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》，這是首個落地的區塊鏈官方指導文件。

各地政府，特別是沿海地區紛紛成立區塊鏈實驗地、研究院。前，深圳、杭州、廣州、貴陽等地政府都在積極建立區塊鏈發展專區,給予特別扶植政策。中廣州在2017年12月正式發布廣州區塊鏈10條策略,在黃浦區和開發區打造區塊鏈企業技術創新區。深圳在2018年3月由深圳市經濟貿易和信息化委員會發布《市經貿信息委關於組織實施深圳市戰略性新興產業新一代信息技術信息安全轉型201 8年第二批扶持計劃的通知》，區塊鏈在扶持方向之列，這是繼廣州、貴陽、鴿杭州之後,國內第5個地方政府，出台的關於區塊鏈的扶持政策。

( 三）區塊鏈在開源領域的現狀

    超級賬本(Hyperledger)

超級賬本(Hyperledger)是由Linux基會於2015年發起的推進區塊鏈數字技術和交易驗證的開源項目，吸引了包括IBM,英特爾，Fujitsu,UPS,Cisco,華為，Redhat,Oracle,三星，騰訊雲，網路金融等眾多公司參與，目前已經有超過200家會員單位，Aache基金會創始人BranBehlendorf擔任賬本項目的執行董事。

  超級賬本項目的目標是讓成員共同合作，共建開放平台，滿足來自多個不同行業的用戶案例並簡化業務流程。流程賬本旗下有多個區塊鏈平台項目，包括BIM貢獻的Fabric項目，Intel貢獻的Sawtooth項目，以及Iroha,Burrow,Indy等。

區塊鏈在標准領域的發展現狀

ITU-T

ITU-T (國際電信聯盟標准化組織)於2016至2017年初，SG16 (Study Group)、SG17和SG20分別啟動了分布式賬本的總體需求、安全,以吸在物聯網中的應用研究。成立三個焦點組Focus Group (分布式賬本焦點組(FG DLT)、數據處理與管理焦點組(FG DPM) )、法定數字貨幣焦點組(FG DFC) ), 分別針對區塊鏈與分布式賬本技術應用與服務研究,基於區塊鏈建立可信任的物聯網和智慧城市數據管理框架，基於數字貨幣的區塊鏈應用展開標准化工作。華為擔任分布式賬本焦點組(FG DLT)架構組主席和數據處理與管理焦點組(FGDPM)區塊鏈組主席。

CCSA (中國通信標准化協會)兩個委員會分別成立了子組和項目:

CCSA TC10 (物聯網技術工作委員會) 2017年10月成立物聯網區塊鏈子組:負責區塊鏈技術在物聯網及其涵蓋的智慧城市、車聯網、邊緣計算、物聯網大數據、物聯網行業應用、物流和智能製造等領域的應用研究與標准化，由中國聯通技術專家擔任組長，華為技術專家擔任副組長。  

CCSA TC1 (互聯網與應用技術工作委員會)下區塊鏈與大數據工作組完成兩個區塊鏈行業標准:《區塊鏈: 第1部分區塊鏈總體技術要求》和《區塊鏈:第2部分評價指標和評測方法》，華為積極參與其中。

JPEG

201 8年2月第78屆JPEG會議期間，JPEG委員會組織了關於區塊鏈和分布式賬本技術及其對JPEG標准影響的特別會議。考慮到區塊鏈和分布式賬本等技術對未來多媒體的潛在影響，委員會決定成立一個特設小組在多媒體環境下探索與區塊鏈技術相關的用例和標准化需求，歧持專注於圖像和多媒體應用的標准化工作。

IETF

在2017年6月lETF99會議上成立"Decentralized Internet  Infrastructure ProposedRG

(Research Group),計劃研究區塊鏈架構和相應的標准，201 8年IETF在區塊鏈上將可能更多的關注區塊鏈的互聯互通的標準的落地發展。

 

三、擬採取的研究方法（方案、技術路線等）和可行性論證

本課題主要研究區塊鏈技術的應用於慈善捐贈的結合採取的研究方法：

1、以文獻資料法收集相關理論，以信息檢索、篩選等方法收集文獻資料及其相關理論，來了區塊鏈技術的現狀，掌握區塊鏈去中心化技術。

2、以理論與實際相結合的方法，將該技術與公益事業結合起來。完成對系統的改進。

3、採用對比分析的方法，從國內外兩個方面討論新媒體運營發展現狀，以及我國新媒體運營模式發展的現存問題，並展望該技術領域的發展前景。

可行性論證：

1、技術可行性，本課題所涉及的研究目標，在國內外已經有相當多的理論基礎。通過文獻調查，可以了解到實際的、可靠的、有用的信息數據，實際要求的難度不大。

2、經濟可行性，本課題的研究，可以通過網路和圖書館查閱文獻資料，方便可行，不需要很多的經濟消耗，所以，從經濟的角度，完全可行。

3、操作可行性，本課題要求對區塊鏈技術與公益的結合特別是追溯這些方面應用，對關於此課題的畢業設計的系統的全面解析，能夠通過對既有文獻的學習和既有資料文檔的研習，利用自己搜集的數據，進行整理和分析，學以致用，完整的完成本次課題。從可操作性的角度來講，完全可行。

四、預期結果（或預計成果）

1、通過對資料的研究，明確區塊鏈技術的相關概念，熟練運用dapp，製作出網頁。

2、通過對分布式應用，製作出可以使大眾快速瀏覽與了解公益進程的系統為我國公益事業進一步發展增加便利。

3、希望我能夠從這次論文的撰寫的過程中不斷學習，不斷進步。能夠掌握區塊鏈的相關的知識，對自己以後的事業能有所幫助。

『柒』 區塊鏈設計原則

到目前為止，我們的團隊所學到的——關於區塊鏈特定的業務和用戶需求——為我們的設計工作提供了信息。

目前，IBM 區塊鏈設計團隊正在設計從 供應鏈流程 到 文檔 、從 開源開發人員工具 到 區塊鏈即服務的任何 內容。這是該行業的本質：瘋狂地探索一項技術的所有 可能應用，該技術 有可能在金融、醫療保健和政府等領域大幅降低成本和效率低下。

盡管設計有很多不同的方向，但我們用戶的需求中有一些共同的主題，這些主題已經影響了我們作為一個團隊的設計原則。這是 IBM 區塊鏈設計團隊對這些原則的第一次迭代——我們在批評工作和確定設計決策優先順序時所關注的內容。

「僅僅因為區塊鏈技術旨在消除對信任的依賴，並不意味著用戶會信任機器或網路。」—  Jonny Howle ，UX/UI 設計師

我們的許多用戶都在處理高度敏感信息的行業，保持他們的信任對我們的業務至關重要。 幾乎每個人都是區塊鏈 的「新手」 ，理解和信心程度各不相同。用戶必須認為我們的產品（及其背後的人）是可靠、值得信賴和穩定的。我們通過仔細的數據公開、一致性、反饋、預測錯誤和積極指導來實現這一目標。

一些用戶需要比其他用戶更多地接觸區塊鏈數據——許多用戶需要了解區塊鏈技術如何取代他們以前的流程，才能覺得它是值得信賴的。數據的暴露會影響用戶對應用程序如何工作的理解。例如，數據表明發生了函數調用，或者它可以證明某些東西在密碼學上是安全的。

在決定是否包含數據元素時，我們使用以下層次結構：

1.數據必須是 可操作的。

2.如果數據不可操作，則它必須用於建立 信任和/或教育 目的。

「老派」區塊鏈工具向您展示了許多長加密哈希。它們不是人類可讀的。它們對用戶毫無用處……但人們卻 喜歡 它們！為什麼？這是一種舒適的感覺：「我可以看到一個非人類可讀的鏈碼 ID，所以我相信我正在查看的這個東西是安全的。—  Ed Moffat ，設計主管

在產品和客戶體驗之間建立 視覺一致性 對於感知可信度至關重要。我們使用基於網格的布局（具有有意義且成比例的負空間）、強大的排版層次結構，並應用有意義的顏色。

擁有一致的用戶體驗可以讓我們的用戶感到輕松，這對於新的區塊鏈技術尤為重要，因為這可以促進採用和學習。—  Tobias Hunter ，用戶體驗設計師

由於區塊鏈的視覺語言仍在編纂中，我們在使用圖像來闡明概念時要小心。雖然我們創建與熟悉元素的關聯以幫助用戶保留信息，但我們對視覺隱喻持謹慎態度——簡化某些概念實際上可能會誤導或在以後造成混淆。

我們盡一切努力使用行話少、 一致的術語 。語言應該簡潔、清晰，並符合我們用戶的自然交流模式。我們保持對話的語氣，但不會過於隨意或輕率。我們的團隊特別關注像 identity 、 update 和 network 等帶有含義的詞：雖然許多區塊鏈概念與通常理解的含義相似，但它們可能有很大的不同和混淆。

我們為用戶所在的任何地方設計。因為區塊鏈的定義是分布式的，所以我們必須在默認情況下跨界設計：UI擴展、圖標含義和翻譯等必須始終考慮在內。此外，區塊鏈的許多用途本質上是移動的——我們維護一個無論使用何種設備，都能獲得 一致的體驗。

我們通過設計持續的反饋來幫助我們的用戶了解正在發生的事情並減少焦慮。謹慎使用的運動和動畫有助於理解正在發生的事情。

當你學習一門外語時，你是通過練習和玩耍來學習的，而不是通過閱讀字典。我們正在製作工具和文檔，讓我們的用戶可以玩耍並嘗試學習這項新技術。—  Sam Winslet ，視覺設計師

用戶應該始終知道正在發生什麼、剛剛發生了什麼以及接下來會發生什麼。時間是區塊鏈應用程序中的一個重要元素，很多時候簡單的載入器是不夠的。

高吞吐量分布式系統本質上是非同步的，系統的多個組件依賴於超時或輪詢間隔。在等待達到最佳塊大小時，可以配置事務（通常持續幾秒鍾）。SDK 將輪詢、等待並重試創建新頻道。—  Jason Yellick ，軟體開發人員

我們確保我們已經考慮（並在發布後測試）活動或功能將花費 的時間並通知用戶。 這也適用於界面中的任何指標——用戶看到了多少類別，有多少沒有顯示，等等。

我們的用戶喜歡動手實踐的 互動式學習， 因此他們可以在創造有形的東西的同時學習。—  Raissa Xie ，用戶體驗研究員

因為區塊鏈實際上是不可變的，所以我們特別關注不可逆的用戶行為。如果發生錯誤，我們會增加摩擦或確認級別以減少錯誤並直接進行下一步。

零狀態在我們的許多產品中都很常見，因此我們確保提供自然的下一步。用戶必須有清晰、持久的導航——他們應該很容易知道如何回到之前的狀態以及下一步是什麼。

我們的用戶希望看到簡單的說明，以便盡快 進行設置和運行。

—  Lucie Wu ，用戶體驗設計師

由於對可見性的控制是一項業務需求，因此我們確保根據角色考慮界面的不同視圖。如果用戶無權訪問某些數據，我們不會在界面上留下漏洞。

區塊鏈技術相對較新，大多數用戶不一定知道他們需要什麼。一個好的設計師應該知道如何過濾他們的意見並提出最佳解決方案。設計師通過指導他們完成整個過程，幫助他們了解這項技術可以為他們的生活帶來的好處和可能性。

—  Andrea Lee ，UI 設計師

我們的團隊預計需要進一步的幫助並試圖減少它，同時認識到 我們 的角色最有可能去哪裡尋求幫助。我們提出見解以創造透明度並消除不確定性，並為用戶不記得的事情提供建議。

通過工具提示和進度條向用戶展示他們的新詞彙，讓原本令人生畏的學習任務看起來更輕松。

—  Kayla White ，UI 設計師

無論上下文如何，我們都不包含會使界面混亂或使用戶感到困惑的元素——每個元素都有一個目的，沒有什麼是為了裝飾。我們利用常見的設計模式並減少用戶必須做的學習量。

在許多情況下，我們的多個角色將成為流程的一部分。為了促進協作，我們設計了用戶給定任務 之前和之後的步驟。 團隊採用我們的技術對我們的業務模式至關重要，因此我們重視包容性、可訪問的設計是理所當然的。

為復雜性而設計並不意味著讓事情變得簡單。使任務更容易，但不要剝奪他們的控制權。

—  Dante Guintu ，UI 設計師

對區塊鏈技術的興奮增加了關注機器需求而不是人類需求的趨勢。作為設計師，我們必須不斷地重新集中精力解決問題並 為人類 創造愉快的體驗。我們必須平衡區塊鏈的本質和以人為本的設計之間的張力。

即使對於非技術用戶感興趣，區塊鏈的技術概念似乎也異常誘人。-

Ed Moffat

因為區塊鏈的許多應用程序都具有非常強大的潛力，所以我們必須注意以合乎道德的方式行事和設計。這意味著確保多樣性融入我們的設計——從用戶研究參與者到我們的團隊本身。

我們的設計團隊保持持續協作的狀態：研究、測試和警惕不斷變化的用戶需求和設計模式。我們致力於保護和倡導我們的用戶，考慮極端情況和異常值，並考慮用戶的情緒。我們努力改善用戶的生活，同時不給他們製造新的問題。

設計不是一成不變的。這個群體的主要口頭禪是我們追求卓越，而不是完美。

—— 肖恩·巴克萊 ，創意總監

轉自：https://medium.com/design-ibm/blockchain-design-principles-599c5c067b6e