区块链系统构成 为了构建自己的网络或者区块链系统

一、区块链系统组成

一般说来，区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。

其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术；网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。

二、区块链的技术架构

区块链的技术架构

区块链技术架构主要由以下九个核心维度构成：

基础设施（Infrastructure）

计算资源：包括CPU、GPU、ASIC等，用于执行区块链系统中的各种计算任务。

存储资源：如硬盘，用于存储区块链数据、交易记录等。

网络资源：包括带宽，确保节点之间的通信和数据传输。

基础组件（Utility）

网络发现：节点通过网络发现协议找到邻居节点并建立连接。

数据收发：负责节点间的数据交换，包括事务广播、消息共识和数据同步。

密码库：提供密码学算法支持，如编码、哈希、签名和隐私保护算法。

数据存储：使用关系型或非关系型数据库存储数据。

消息通知：为区块链中的组件和节点提供消息通知服务。

账本（Ledger）

负责收集交易数据，生成数据区块，并进行合法性校验。

采用区块链式数据结构，确保数据的完整性和真实性。

数据记录方式分为基于资产和基于账户两种模型。

共识（Consensus）

负责协调全网节点数据记录的一致性。

常见的共识机制包括PoW（工作量证明）、PoS（权益证明）、DPoS（委托权益证明）以及PBFT（实用拜占庭容错）等。

共识机制的选择需综合考虑应用环境、性能和安全要求。

智能合约（Smart Contract）

将业务逻辑以代码形式实现、编译并部署。

完成既定规则的条件触发和自动执行，减少人工干预。

智能合约分为图灵完备和非图灵完备两类，各有优缺点。

系统管理（System Management）

包括权限管理和节点管理两大功能。

权限管理确保数据和函数调用只能由授权的操作员执行。

节点管理涉及节点标识的识别，如CA认证、PKI认证和第三方身份验证。

接口（Interface）

完成功能模块的封装，为应用层提供简洁的调用方式。

应用层通过RPC接口与其他节点通信，通过SDK工具包访问和写入本地账本数据。

RPC和SDK应功能齐全、可移植性好、可扩展和兼容，并易于使用。

上层应用（Application）

调用智能合约层的接口，适配区块链的各类应用场景。

区块链应用可划分为价值转移类、存证类和授权管理类等场景。

合理封装底层区块链技术，并提供一站式区块链开发平台是应用层发展的必然趋势。

运维管理（Maintenance）

负责区块链系统的日常运维工作，包括日志、监控、管理和扩展。

各主流平台在存储模块、数据模型、数据结构、编程语言、沙盒环境等方面存在差异。

综上所述，区块链的技术架构是一个多层次、多维度的系统，各层之间相互作用、共同支撑起区块链技术的稳定运行和广泛应用。

三、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。