区块链的7层架构

PoW一样平常用哈希函数实现，哈希函数特点是功效确定，但不行逆，知道一个哈希值或哈希值特性，很难推算出输入，怎样行使哈希函数实现PoW呢?假设此刻有一条动静，哈希值是确定的，假如划定应承在这个动静后头加上一个随机数(我们称为nonce值)，然后再计较哈希，那么这个哈希就可以跟着nonce值的改变而改变，我们不绝地实行差异的nonce值，就可以获得差异的哈希值。

当获得哈希值切合某一个特性，好比前三位为0可能小于某个特定的数，那么就接管该nonce值作为一个切合要求的谜底。这个进程中必要计较方实行许多次才气获得切合前提的谜底，前提越苛刻，必要计较的次数就越多，而这个谜底在验算方这边只必要举办一步哈希计较，就可以知道这个nonce值是否是切合前提的谜底。PoW通过行使哈希函数担保了难计较、易验证的特点。

PoW运用在比特币这边，区块头部有一个nonce值，每一个矿工必要不绝调解区块的Nonce值，使得整个区块的哈希值小于某一个方针哈希(这个方针哈希值由难度值确定，难度值越高，方针哈希值越小)，这样一个区块才是正当的区块，谁先算出这个正当的区块，广播到收集中，这个正当的区块就会被其他人接管。

POW的利益是工程上很是简朴靠得住，轻易实现，，容错率可以到达50%，节制全网算力没有到达50%，根基上不行能改动汗青记录，这在中本聪一篇论文里有严酷的数据论证，是较量公正的机制，投入越多算力，得到记账权概率越大，越有也许发生新的区块。

弱点则是服从低，对付算力和能源挥霍很是严峻，有人统计过此刻整个区块链收集电力耗损高出一个小型国度世界的电力耗损。

同时POW会有分叉，也许有多少个矿工，同时算出下一个区块，由于算哈希值是随机的，也许有人在临近时刻内算出来了，由于收集有耽误，差异矿工接管差异的区块，然后就发生了分叉，分叉也许必要守候多个区块来确认，这个买卖营业简直认时刻也是不确定的。

今朝阶段算力越来越齐集，由于一个独立的矿工想要挖下一个区块的话，以你的算力也许在全网比例很是低，挖到下一个区块的概率很是低，以至于一辈子也许都挖不上一个区块。

这时辰最好的选择就是插手某一个矿池，孝顺你的算力，凭证算力份额分成，好比整个矿池挖出下一个区块，把下一个区块嘉奖均匀分给整个矿池内里算力的，这样插手矿池就可以得到较量不变的嘉奖，也导致算力越来越齐集在矿池手里。

共鸣层除了POW，尚有其他算法，好比POS权益证明，就是占据的比例越多，得到下一个区块宣布权的概率越大。POW简朴领略就是按劳分派，多劳多得，POS就是按钱分派，持有越多，得到的收益也就越大。

早期的POS也是跟POW一样，团结POW，通过计较当前持有的权益所占比例来抉择这个节点的难度，也许持有越多，必要计较的难度值越低，就越有也许算出下一个区块，这是早期的POS。

之后有人提出纯POS设法，完全由节点权益抉择区块形成，这时辰不必要计较POW举办挖矿，可是此刻家产界没有一个公认安详靠得住的纯POS项目，但在学术界有一些论文，也提出一些办理方案，对安详性有较量严酷的数据论证，但他们的工程化难度很是高。

POS的利益是资源耗损少;共鸣服从高;权益划一。弱点是实现伟大，安详性有待验证，轻易导致马太效应，富者越富，权益会越来越齐集，跟POW有差不多的特点。

前面讲了加密层、数据层、收集层、共鸣层，根基上一笔买卖营业的流程就可以确定下来了：

新买卖营业建设之后，通过P2P收集广播到全网全部的矿工，矿工把这个买卖营业验证通过之后，打包进一个区块中，接着开始计较PoW，当获得某个nonce值使得这个区块的哈希值切合前提之后，再通过P2P收集把这个区块广播给全部的矿工，其他矿工验证这个区块正当之后，就会将这个区块添加到本身的账本中，这样一个买卖营业就在全网范畴内完成了写入。

五、鼓励层

这样一个漫衍式账本体系，必要全部矿工耗损CPU、存储、带宽等资源厚道地记账，假如完全没有鼓励的话，这些矿工也许就没有动力去维护这个辖档退。

比特币的鼓励机制是假如一个矿工计较出了一个新的区块，这个区块会发生一些新的比特币，连同区块里全部买卖营业的手续费都可以归这个矿工全部，这些比特币是对一个厚道矿工的嘉奖。

假如一个矿工试图修改汗青记录可能将不正当的买卖营业打包到新的区块，那么这个矿工将白白挥霍算力，而不能使其他矿工同步本身的账本，这部门挥霍的算力可以领略为是对不厚道矿工的处罚。

鼓励机制在公有链中是必须的。在同盟链中，全部节点都是已经颠末组织认证的节点，不必要特另外鼓励，这些节点也会自发地维护整个体系的安详和不变。

但在公有链中，节点不必要举办认证，可以随时插手、随时退出这个收集，记账必要耗损CPU、存储、带宽等资源，以是必要有必然的鼓励机制来确保矿工在记账的进程中能有收益，以此来担保整个区块链体系朝着良性轮回的偏向成长。

六、合约层

合约层是区块链可编程特征的基本，区块链可以领略为是去中心化不行改动的账本，措施代码也是数据，也可以存到账本里。智能合约是存储在区块链中的一段不行改动的措施，可以自动化的执行一些预先界说好的法则和条款，相应吸取到的信息。合约宣布之后，其运行和维护就交给全网的矿工去告竣共鸣，合约的开拓者界说了合约运行的法则，这个法则宣布之后就是果真透明且不行改动的。

七、应用层

运行在合约层之上，通过行使合约层的剧本和代码构建去中心化的应用。此刻较量火的应用有众筹类的WeiFund，游戏类的加密猫，博彩类的Fomo3D等。

总结

• 加密层，区块链技能的基石，提供了整个区块链体系的安详性、匿名性担保。
• 数据层，回收偏序的数据布局，又回收了动静择要的情势，使得汗青数据难以改动，数据的完备性得以担保。
• 收集层划定了整个收集节点里的通讯机制，可以实现没有中心处事器的数据共享。
• 共鸣层，通过POW、POS等共鸣算法来担保全网数据的同等性，是区块链技能里的要害。
• 鼓励层，是通过经济鼓励机制，使得整个区块链体系可以朝着良性轮回偏向成长。
• 合约层，提供区块链体系的可编程性。
• 应用层，可以开拓漫衍式应用，来富厚整个区块链的生态。
• 区块链整个成长过程可以分为区块链1.0，即比特币，是可信的漫衍式账本，更多是在数字加密钱币规模的应用;
• 区块链2.0，即以太坊为代表，在可信的漫衍式账本基本上，加上了图灵完整的智能合约，根基全部措施逻辑都可以用智能合约的情势写出来，区块链2.0扩大了区块链应用场景;
• 区块链3.0，今朝还没有公认的区块链3.0项目，将来也许在可扩展性可能区块链应用上有更大的打破。

（编辑：湖南网）

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