区块链架构与扩容方案_区块链:CRY

区块链分层架构

区块链大致上分为三大主层:

Layer0层

主要工作是针对区块链与传统网络结合的非共识问题,可以简单理解为网际网络的资料传输,目前只有少数项目针对Layer0进行研究与开发。

Layer1层

包含了所有区块链的底层协议,主要负责安全、节点共识规则和帐本架构。

Layer2层

所涉及的是链上与链下的协议,主要负责链上链下消息传递、智能合约编程以及应用相关功能。

这三大主层中又可分为七个子层,非开发者不需要执著于深度了解,只需要了解区块链由哪些层面设计而成即可。

报告:与2021年相比2022年法国成年人了解加密货币的比例大幅增加:金色财经报道,ResearchAndMarkets发布的报告显示,在英国,截至 2022 年 3 月,只有一小部分受访者声称拥有加密货币,同时也表明在加密货币所有权方面存在巨大的性别差距。在拥有加密货币的人中,大多数人更喜欢拥有比特币,其次是比特币现金。与计划在 2021 年投资加密货币的加密货币好奇受访者的比例相比,德国加密货币所有者的比例仅高出几个百分点。

此外,在已经投资或交易加密货币的受访者中,近一半打算在未来 6 个月内增加投资。在对加密货币感兴趣的受访者方面,德国的性别差距很小,与男性相比,超过一半的女性受访者对加密货币感兴趣。虽然一小部分法国受访者已经投资了 NFT 或加密货币,但比特币仍然是那些已经投资和打算在未来投资的人中的流行货币。

此外,与 2021 年相比,2022 年法国成年人了解加密货币的比例大幅增加。截至 2022 年 4 月,比特币成为瑞士首选的加密货币,超过一半的加密货币投资者有兴趣购买和持有加密货币。[2023/5/8 14:48:41]

你可能会纳闷,分了三层了为什么还要细分那么多子层呢,搞得那么复杂干嘛?

重庆区块链财政电子票据试点覆盖300多家市级单位:10月28日消息,重庆区块链财政电子票据试点正稳步推进,截至目前已覆盖市级300多家单位,累计开具财政电子票据600多万份。

重庆市财政局负责人介绍,下一步,全市财政系统将分层深化财政电子票据改革。市级将不断扩大财政电子票据应用范围,为用票单位和社会公众提供更加智能、便捷、安全的票据服务。(界面新闻)[2020/10/28]

原因在于现阶段区块链技术太年轻了,区块链本身还有很多问题存在,藉由将区块链分成多个子层,可以让我们对区块链的架构更清楚也能让开发人员能够针对不同的层面,去开发能够改善区块链瓶颈的“扩容方案”。

例如针对共识层提出的“DPOS”、针对网络层提出的“分片技术”或针对数据层提出的“区块扩容”等。

扩容方案

声音 | 中国区块链应用研究中心理事长:中国应正视差距,加大对区块链技术的投入与研发:金色财经报道,中国区块链应用研究中心理事长郭宇航表示,相比于技术上的领先,英美更值得我们借鉴的还是监管上的柔性,其实他们的监管严格程度不亚于中国,但是其对创新的包容度更高。即使面对如此最受争议的天秤币,美国也没有一棒子打死,而是通过听证会来不断沟通和博弈,促成这一金融创新来符合美国的多方利益。相比之下,美国对区块链技术的态度有两大特点:一是加强应用监管,二是与企业紧密合作进行多方面研究和探索。在专利数量上,中国可以说是后来者先行。但同时,郭宇航认为,专利数量只能作为参考。“因为在区块链领域,很多原创性的成果,都是先发布在开源社区,也就是没有知识产权的。而区块链领域最重要的创新,其源头几乎都是来自开源社区。”在这方面,中国和美国的差距依旧很大,需要正视,不能被专利数量影响了判断力。想要在区块链领域发挥引领作用,中国仍需要继续加大技术投入和研发。[2019/11/19]

首先解释一下什麽是“扩容方案”,所谓的扩容方案是指“为了改善区块链交易速度使其达到规模化所提出的解决方案”,各层所提出的扩容方案,其最终目的都是为了解决区块链交易速度的问题。

声音 | 政协委员:区块链等技术是美国领先 但中国对这些技术的应用走在世界前列:据人民政协报报道,1月28日,全国政协双周协商座谈会上,朱新力委员表示,大数据、云计算、人工智能、区块链等技术是美国领先,但中国对这些技术的应用走在世界前列。他建议积极推动政企合作,立法、执法、司法各部门要从各自职能出发采用新技术、建立新规则,形成网络环境下的知识产权的保护合力。他认为,可通过审理互联网侵权案件明晰网络治理新规则,在执法中也可利用区块链技术、电子存证技术、异步审理模式等,提升治理能力。[2019/1/29]

要改善区块链交易速度和规模问题,解决方案分为两种:

将主链的事物分割处理ex.分片技术(Sharding)

区块链本身的设计并不具备“可扩展性”,也就是说,区块链的节点不管增加多少,都没有办法提高区块链处理交易的速度,以比特币为例,不论有多少人加入挖矿的行列,区块链依然是每十分钟出块一次。

北京金融局局长霍学文出席全国高校区块链大赛启动仪式:全国高校区块链大赛主办单位为互联网应用创新开放平台联盟,北京金融局局长霍学文出席全国高校区块链大赛启动仪式。据参会人员透露,霍学文鼓励从业者多搞“无币区块链”。同时他表示要打击代币发行,稳定金融安全,合理利用区块链技术促进实业发展。[2018/4/22]

我们可以用老师改考卷来举例,现在区块链验证交易,就像每个学生的考卷都统一由学校里的一位老师经手批改与纪录,然而这会导致全校学生的考卷需要花费两个礼拜的时间才能够完全审核完成,效率低下。

如果将考券分成五等份,改由五位老师批改,审核速度便可以提升五倍。

但是,如果每位老师都固定批改某个班级的考卷,学生就会知道哪位老师会负责他班上的考卷,学生就会有收买老师的可能。

因此,要如何分配考卷才能保证成绩的可信度,就是这个解决方案的重点。

将主链上的事物转移到其他地方处理ex.侧链、子链

举个简单的例子,每到假日,主要交通干道都会挤得水泄不通,车速每小时20公里,回到家都半夜了。

如果这时候我们能够另外开辟一条快速道路或高速公路,就能有效舒缓主要交通干道的车流,平均车速也能提升至50公里。

Layer1扩容方案

Layer1扩容方案所关注的点是如何在确保区块链“状态”在全网的一致性与最终性的前题下,提升区块链的交易处理速度。

过去Layer1扩容方案,大部分是针对数据层和共识层的优化,近年来网络层的“分片技术”成为各大公链项目的研究重点。

例如以太坊2.0的目标,就是希望透过“分片技术”提升目前以太坊在交易处理速度上的瓶颈。

由于区块链是一个开放的网络系统,任何人都有权利担任节点参与记帐,如何制定一套游戏规则,让所有节点共同遵守,使区块链能够顺利运作是相当重要的问题。

Layer1又称为底层,也就是所有矿工都必须遵守的规则,其设计是为了让区块链能够保持状态的“帐本一致性”与“交易最终性”,让节点以不可窜改的方式锚定数据事务,并在没有中央审查的情况下以加密的方式达成共识。

简单来说Layer1就是区块链的协议,大家常听到的共识机制、区块、私钥或地址等等,这些都是Layer1范畴。

补充:区块链上的“计算”又称为“状态生成”,之所以会用“状态”这个词的原因在于,一般的计算模型里,不存在信任和安全问题,只需生成计算结果就好,不需要验证;但是在区块链网络中,除了计算出交易结果,还需要对其进行验证。

Layer2扩容方案

藉由Layer2协议,区块链事务的“状态生成”可以独立于Layer1之外进行,因此这些协议也可以称为“链下”扩容方案。

使用链下扩容方案的主要优点之一是能够降低Layer1的侷限性,且不需要改变区块链本身的协议。

换句话说Layer2扩容方案尽可能在不牺牲区块链网络安全性的情况下实现高吞吐量的状态生成。

简单来说,Layer2扩容方案的概念就像“塞车”,如果今天高速公路大塞车,我们选择走车流量少的省道,避开尖峰车潮,虽然路线比较长,但可以比塞车的高速公路来要快到达目的地。

Layer2层所涉及的是链上与链下的协议,主要负责链上链下消息传递、智能合约编程以及应用相关功能。

也就是在现有区块链系统之上构建的辅助框架或协议。

如果以法律架构来比喻,Layer1就像宪法,是所有法律的依据,法律的制定不能够牴触宪法,而Layer1的架构如果要做更动,基本上都必须涉及到区块链分叉,就如同修宪程序一般,复杂且困难。

反观Layer2就象是依据宪法制定的法律,修改相对简单,且能够更符合实际需求。

目前,Layer2协议的主要目标大部分都是为了解决区块链所面临的事务处理速度与扩展难题。

Layer2不负责验证

Layer2只负责处理“状态生成”并不负责“状态验证”,最终结算时,还是必需要回到Layer1验证才能完成交易确认,在这过程中最大的问题来自于Layer2的安全性较低,可能会因为有人作弊而导致生成错误的状态。

因此如何防止Layer2的数据出现错误以及数据如何安全的传回Layer1是Layer2协议设计时的问题之一。

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