Ⅰ 区块链技术框架有哪些
当前主流的区块链架构包含六个层级:网络层、数据层、共识层、激励层、合约层和应用层。图中将数据层和网络层的位置进行了对调,主要用途将在下一节中详述。
网络层:区块链网络本质是一个P2P(Peer-to-peer点对点)的网络,网络中的资源和服务分散在所有节点上,信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行,可以无需中间环节和服务器的介入。每一个节点既接收信息,也产生信息,节点之间通过维护一个共同的区块链来同步信息,当一个节点创造出新的区块后便以广播的形式通知其他节点,其他节点收到信息后对该区块进行验证,并在该区块的基础上去创建新的区块,从而达到全网共同维护一个底层账本的作用。所以网络层会涉及到P2P网络,传播机制,验证机制等的设计,显而易见,这些设计都能影响到区块信息的确认速度,网络层可以作为区块链技术可扩展方案中的一个研究方向;
数据层:区块链的底层数据是一个区块+链表的数据结构,它包括数据区块、链式结构、时间戳、哈希函数、Merkle树、非对称加密等设计。其中数据区块、链式结构都可作为区块链技术可扩展方案对数据层研究时的改进方向。
共识层:它是让高度分散的节点对区块数据的有效性达到快速共识的基础,主要的共识机制有POW(Proof Of Work工作量证明机制),POS(Proof of Stake权益证明机制),DPOS(Delegated Proof of Stake委托权益证明机制)和PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance实用拜占庭容错)等,它们一直是区块链技术可扩展方案中的重头戏。
激励层:它是大家常说的挖矿机制,用来设计一定的经济激励模型,鼓励节点来参与区块链的安全验证工作,包括发行机制,分配机制的设计等。这个层级的改进貌似与区块链可扩展并无直接联系。
合约层:主要是指各种脚本代码、算法机制以及智能合约等。第一代区块链严格讲这一层是缺失的,所以它们只能进行交易,而无法用于其他的领域或是进行其他的逻辑处理,合约层的出现,使得在其他领域使用区块链成为了现实,以太坊中这部分包括了EVM(以太坊虚拟机)和智能合约两部分。这个层级的改进貌似给区块链可扩展提供了潜在的新方向,但结构上来看貌似并无直接联系
应用层:它是区块链的展示层,包括各种应用场景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.区块链的应用层可以是移动端,web端,或是是融合进现有的服务器,把当前的业务服务器当成应用层。这个层级的改进貌似也给区块链可扩展提供了潜在的新方向,但结构上来看貌似并无直接联系。
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Ⅱ 区块链技术有哪些
块链的概念可以说是非常受欢迎的.在网络金融峰会上,没有人说块链技术就out了.块链技术是什么?
块链技术既可以是公开的分类(任何人都可以看到),也可以是许可的网络(只有许可的人可以看到),解决了供应链的挑战.因为是不可改变的记录,所以在网络参加者之间分享并实时更新.
块链技术-数据层:设计帐簿的数据结构
核心技术1、块__;链:
技术上,块是记录交易的数据结构,反映了交易的资金流动.系统中已经扰裂手达成的交易块连接形成主链,所有参与计算的节点都记录了主链或主链的一部分.
各块由块头和块体构成,块体只负责记录前一段时间内的所有交易信息,主要包括交易数量和交易细节,块头包括现在的版本号、前一个块地址、时间戳(记录该块产生的时间,准确到秒)、随机数(记录解密该块相关数学问题的答案值)、现在块的目标哈希值、Merkle数源磨的根值等信息.从结构上看,块链的大部分功能都由块头实现.
核心技术2、哈希函数:
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哈希函数可以将任意长度的资料从Hash算法转换为固定长度的代码,原理是基于密码学的单向哈希函数,这个函数容易被验证,但是很难解读.业界通常以y=hash(x)的方式表示,这个哈希函数实现了运算x的哈希值y.
常用的哈希算法有MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384、SHA-512等.以SHA256算法为例,将任何数据输入SHA256,将获得256位Hash值(散列值).其特点:同样的数据输入会得到同样的结果.输入数据有点变化(例如,1变为0)会得到完全不同的结果,结果测.正向计算(数据计算对应的Hash值)非常简单.逆向计算极其困难,在现在的科学技术条件下被视为不可能.
核心技术3、Merkle树:
Merkle树是哈希二叉树,可以快速验证大规模数据的完整性.在块链网络中,Merkle_皇髂居糜谧芙峥橹械乃薪灰仔畔_钪丈煽橹兴薪灰仔畔⒌耐骋还V担橹腥魏谓灰仔畔⒌谋浠蓟岣谋_erkle 树木.
核心技术4、非对称加密算法:
非对称加密算法是钥匙的保密方法,需要钥匙和钥匙.公钥和私钥是一对,如果用公钥加密数据,只能用对应的私钥解密,获得对应的数据价值,如果用私钥签字数据,只能用对应的公钥验证签字,验证信息的发出者是私钥的所有者.
由于加密和解密使用两种不同的密钥,该算法称为非对称加密算法,而对称加密在加密和解密过程中使用相同的密钥.
块链缓嫌技术-网络层:实现收费节点的集中化
核心技术5,P2P网络:
P2P网络(对等网络)也称为点对点技术,是没有中心服务器、用户群交换信息的互联网系统.与有中心服务器的中央网络系统不同,对等网络的每个用户端都是节点,也有服务器的功能.国内迅雷软件采用P2P技术.P2P网络具有集中化和强化等特点.
块链技术-共识层:调配收费节点的任务负荷
Ⅲ 区块链中的哈希算法
哈希算法是区块链中最重要的一个底层技术。是用来识别交易数据的一种方法,具有唯一性。加密哈希算法是数据的“指纹”。
加密哈希算法具有5大特征:
1、能够为任意类型的数据快速创建哈希值。
2、确定性。哈希算法为相同的输入数据总能产生相同的哈希值。
3、伪随性。当输入数据被改变时,哈希算法返回的哈希值的变化是不可预测的。不可能根据输入数据预测哈希值。
4、单向函数。不可能基于哈希值恢复原始输入数据。单独根据哈希值是不可能了解任何输入数据的信息。
5、防碰撞。不同数据块产生相同哈希值的机会很小。