区块链矩形图 区块链图表

本篇文章给大家谈谈区块链矩形图，以及区块链图表对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

区块链的层级结构（什么是区块链的Layer0/1/2）

分层结构是区块链处理数据和运行的基础。

为了寻找到区块链的可扩展性方案，学术研究领域（通常论文中）所指的区块链被分为三层区块链矩形图：Layer0、Layer1和Layer2。

通常，区块链系统主要分为：应用层、激励层、共识层、网络层和数据层，共六层，主要体现在初期的比特币系统上。随着智能合约的产生，在应用层和激励层之间加入了合约层，主要体现在以太坊系统中。

对于每一层的内容如上图所示，但在具体的不同系统中所使用的技术可能并不相同，比如共识层主要完成节点之间的共识，除了工作量证明机制（Proof of Work）还有权益证明机制（Proof of Stake）和拜占庭容错机制（ Byzantine Fault Tolerance（BFT）等方式。

数据层、网络层、共识层三者构成了区块链层级的底层基础，也是区块链必不可少的三个元素，缺少任何一个都无法称之为真正的区块链技术。

区块链分层结构对应到OSI体系7层模型和TCP/IP 4层模型下的对比如下图所示。

如果区块链矩形图我们再聚焦TCP/IP的四层，特别是上面的「应用层」的话，我们会看到，有可能区块链是把原来只专注于信息传递的应用层，分出来一个专门用于价值转移的新层。因此，我们可以认为TCP/IP四层拆分成了五层，将区块链视为TCP/IP的一层：价值层。

一般认为比特币、以太坊、EOS是区块链1.0、2.0、3.0的代表，如果去看它们的分层也很有意思：

从比特币到以太坊，增加了合约层。从以太坊到EOS，因为采用DPOS，激励层实际上合并到了共识层。而EOS增加出来两层：①工具层，以让在其上更容易开发应用；②生态层，它自身的定位是一个开源软件，那么其区块链矩形图他人可以用它的开源软件建立行业链、领域链。

徐忠、邹传伟写了一篇央行工作论文，从经济学的角度探讨区块链，试图给出一种Token范式。其中，实际上他们给出了一个分层模型，这回是内外分层：里层是共识，又分：Token、智能合约、共识算法；处在共识边界与区块链边界，是区块链内的其他信息；处在区块链边界之外，是互联网和实体世界。

一些系统为了提升性能，其实对它的分布式网络也进行了分层。也就是，不是所有的节点都是平等的。

比如，以下是EOS的分层。

为了让区块链变得有用，又有人从其他视角进行讨论。ENChain.Asia的朱峰在BAO白皮书中提出了「自组织商业体7层模型」，这个模型又被在《通证经济的模型与实践》（0.2）报告中引述，称之为「自商业七层模型」。

不过，要注意的是，这里的「激励层」，和我们通常说区块链的激励层，有相似之处，又不一样。之前我们讨论激励层，往往是在公链原生代币的角度讨论的，而这里的激励层，则是通证层面讨论的。

火币研究院在2018年12月的一份报告《区块链四层应用模型的构建与解析》中，给出了一个四层的应用模型，很有意思：

参考文献：

1.区块链十年：各种各样的层

2.区块链六大层级结构你知道多少？ - 知乎

3.区块链的六个分层级结构介绍 - 区块链 - 电子发烧友网

揭开区块链的神秘面纱(一)

什么是区块链

区块链本质上是一个分布式账本技术。如果以数学函数来类比的话，我们可以将分布式网络、共识机制、去中心化、加密算法、智能合约、权限许可、价值和资产等要素理解为函数中的变量或因子。这些变量和因子的有机组合形成了区块链有别于传统技术的一些新的技术特征。

举个例子：

太平洋上有一个与世隔绝的海岛，名叫桃花岛。在桃花岛上，每个家庭拥有一定规模的资产，这些资产以粮食、蔬菜、日用品、房地产等形式存在。岛上的物质交换只在岛内居民之间进行。所有的交易都由这个岛上唯一能写会算的人——岛主黄老邪记录。每一天随着岛内交易的进行，交易信息都在不断增长，黄老邪将所有的交易信息都记录在一本账本中，并由自己来保管。

但是，由黄老邪一人记账的模式出现了诸多问题，随着岛上居民的交易行为日益频繁，每天要记的账目越来越多，黄老邪的记账压力也越来越大。为了缓解自己的工作压力，黄老邪将记账技能传授给岛上的所有居民，使他们都参与到记账过程中来。黄老邪要求居民将交易金额及交易时间等信息都记录下来，并且每一笔交易记录经交易双方签字后方可生效。黄老邪还为岛上每一个家庭分配了各自独立的信箱，只有该家庭的成员才能使用钥匙打开自家的信箱，查看信箱中储存的账目信息。有了信箱以后，岛上的记账模式发生了翻天覆地的变化：当新的交易记录产生时，交易人将一页记载了新的交易信息的记录放入每家每户的信箱中。这些交易信息按照放入信箱的先后顺序形成了一个天然的账本，每一户居民都可以打开信箱进行查看。

在这种情况下，即使有个别人将信箱中的信息进行篡改，整体的交易记录依旧不会出现偏差。居民只要拿出每个人那里保存的账本，根据多数原则确定统一的交易历史，并纠正个别人手中错误的账本页目，就可以在无需岛主黄老邪监管的情况下完成记账。经过黄老邪改变后的分布式记账方式与我们下文所要阐述的区块链有异曲同工之妙。

黄老邪改变记账模式后，岛上的居民都可以参与到记账环节中，每个居民之间都可以发生交易并自行进行记账，而不再需要黄老邪作为交易中心来监管完成，这与区块链点对点的特性很相似。

区块链的动态点对点网络见图：

区块链是一个分布式账本

区块链的分布式账本结构见图：

在桃花岛上，由黄老邪一人记账的时期，整座岛上只有一本账本来对所有的信息进行记录。改变记账模式后，岛上的每一户人家都拥有一本账本，这就相当于区块链这个分布式的公共账本。

区块链推翻了传统的记账模式。与传统记账模式不同，区块链中的交易信息不再由单个机构来记录，而是由其中的每一个节点共同参与记账。在这个分布式网络上，每个节点都有账本的完整备份。如果有人想篡改账本上的记录，他必须改动各节点存储的账本备份，这就使篡改账本记录的行为难以实现。

这就是区块链实现分布式账本的基本原理。

区块链是什么通俗解释，一张图看懂区块链

区块链 是什么通俗解释，一张图看懂区块链

区块链是最近一个比较火热的话题，很多人都在讨论区块链的问题，最近国内也有一些公司开始用区块链的技术开发了一些产品，区块链是用于 比特币 的一种底层技术，这正式因为比特币的大火让很多人关注到了比特币，但有很多人对于区块链是什么还并不了解，下面就给我来解释一下区块链。

比特币是很多人比较关注的数字货币，而比特币的底层技术就是区块链，区块链是一种计算机技术，是一种新型的应用模式。区块链就好比是一个大的数据库账本，在这个大的账本上记录了所有的交易情况，而记录这个账本的人跟传统的记账有很大区别，传统记账通常是由专门的记账方进行操作，例如淘宝、天猫是阿里巴巴进行记账的，微信交易是由腾讯记账的，而区块链是由全民参与记账，每个参与记账的人入手都有一个账本。

举例来给大家说明，例如A想找B借款1万元，B想将钱借给A，但是又担心A 借钱 后赖账不还，因此在借钱时会找第三方的公证人，由公证人帮忙B将这笔账给记下来，这种就是传统的记账方式，靠第三方来获取信任，记账的账本是在第三方手中的，这种记账方式存在第三方篡改账本的可能性，而去中心话的意思就是在借款时不需要公证人，不需要依靠第三方来获取信任，去中心化的形势就好比B给A借钱时，B拿着大喇叭喊”A找我借了一万元钱，你们帮我记下账“这个时候，大家都会拿着自己手上的账本将这笔账给记录下来，每个人都有一个账本，可以避免账本被篡改的可能。

漫画图解 什么是区块链

漫画图解：什么是区块链

什么是区块链？

区块链，英文 Blockchain，本质上是一种去中心化的分布式数据库。任何人只要架设自己的服务器，接入区块链网络，都可以成为这个庞大网络的一个节点。

区块链既然本质是数据库，里面究竟存储了什么东西呢？让我们来了解一下区块链的基本单元：区块（Block）。

一个区块分为两大部分：

1.区块头

区块头里面存储着区块的头信息，包含上一个区块的哈希值（PreHash），本区块体的哈希值（Hash），以及时间戳（TimeStamp）等等。

2.区块体

区块体存储着这个区块的详细数据（Data），这个数据包含若干行记录，可以是交易信息，也可以是其他某种信息。

刚才提及的哈希值又是什么意思呢？

想必大家都听说过MD5，MD5就是典型的哈希算法，可以把一串任意长度的明文转化成一串固定长度（128bit）的字符串，这个字符串就是哈希值。

而在我们的区块链中，采用的是一种更为复杂的哈希算法，叫做SHA256。最新的数据信息（比如交易记录）经过一系列复杂的计算，最终会通过这个哈希算法转化成了长度为256bit的哈希值字符串，也就是区块头当中的Hash，格式如下：

a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0

区块与Hash是一一对应的，Hash可以当做是区块的唯一标识。

不同的区块之间是如何进行关联的呢？依靠Hash和PreHash来关联。每一个区块的PreHash和前一个区块的Hash值是相等的。

为什么要计算区块的哈希值呢？

既然区块链是一个链状结构，就必然存在链条的头节点（第一个区块）和尾节点（最后一个区块）。一旦有人计算出区块链最新数据信息的哈希值，相当于对最新的交易记录进行打包，新的区块会被创建出来，衔接在区块链的末尾。

新区块头的Hash就是刚刚计算出的哈希值，PreHash等于上一个区块的Hash。区块体的Data存储的是打包前的交易记录，这部分数据信息已经变得不可修改。

这个计算Hash值，创建新区块的过程就叫做挖矿。

用于进行海量计算的服务器，叫做矿机。

操作计算的工作人员，叫做矿工。

计算哈希值究竟难在哪里？咱们来做一个最粗浅的解释，哈希值计算的公式如下：

Hash = SHA-256（最后一个区块的Hash + 新区块基本信息 + 交易记录信息 + 随机数）

其中，交易记录信息也是一串哈希值，它的计算涉及到一个数据结构 Merkle Tree。有兴趣的小伙伴可以查阅相关资料，我们暂时不做展开介绍。

这里关键的计算难点在于随机数的生成。猥琐的区块链发明者为了增大Hash的计算难度，要求Hash结果的前72bit必须都是0，这个几率实在是太小太小。

由于（最后一个区块的Hash + 新区块基本信息 + 交易记录信息）是固定的，所以能否获得符合要求的Hash，完全取决于随机数的值。挖矿者必须经过海量计算，反复生成随机数进行“撞大运”一般的尝试，才有可能得到正确的Hash，从而挖矿成功。

同时，区块头内还包含着一个动态的难度系数，当全世界的硬件计算能力越来越快的时候，区块链的难度系数也会水涨船高，使得全网平均每10分钟才能产生出一个新区块。

小伙伴们明白挖矿有多么难了吧？需要补充的是，不同的区块链应用在细节上是不同的，这里所描述的挖矿规则是以比特币为例。

区块链的应用

比特币（BitCoin）的概念最初由中本聪于2008年提出，而后根据这一思路设计发布了开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。

什么是P2P网络呢？

传统的货币都是由中央银行统一发行，所有的个人储蓄也是由银行统一管理，这是典型的中心化系统。

而比特币则是部署在一个全世界众多对等节点组成的去中心化网络之上。每一个节点都有资格对这种数字货币进行记录和发行。

至于比特币底层的数据存储，正是基于了区块链技术。比特币的每一笔交易，都对应了区块体数据中的一行，简单的示意如下：

交易记录的每一行都包含时间戳、交易明细、数字签名。

表格中只是为了方便理解。实际存储的交易明细是匿名的，只会记录支付方和收款方的钱包地址。

至于数字签名呢，可以理解为每一条单笔交易的防伪标识，由非对称加密算法所生成。

接下来说一说比特币矿工的奖励：

比特币协议规定，挖到新区块的矿工将获得奖励，从2008年起是50个比特币，然后每4年减半，目前2018年是12.5个比特币。流通中新增的比特币都是这样诞生的，也难怪大家对挖掘比特币的工作如此趋之若鹜！

区块链的优势和劣势

区块链的优势：

1.去中心化

区块链不依赖于某个中心节点，整个系统的数据由全网所有对等节点共同维护，都可以进行数据的存储和检验。这样一来，除非攻击者黑掉全网半数以上的节点，否则整个系统是不会遭到破坏的。

2.信息不可篡改

区块内的数据是无法被篡改的。一旦数据遭到篡改哪怕一丁点，整个区块对应的哈希值就会随之改变，不再是一个有效的哈希值，后面链接的区块也会随之断裂。

区块链的劣势：

1.过度消耗能源

想要生成一个新的区块，必须要大量服务器资源进行大量无谓的尝试性计算，严重耗费电能。

2.信息的网络延迟

以比特币为例，任何一笔交易数据都需要同步到其他所有节点，同步过程中难免会受到网络传输延迟的影响，带来较长的耗时。

几点补充：

1.本漫画部分内容参考了阮一峰的博文《区块链入门教程》，感谢这位大神的科普。

2.由于篇幅有限，关于Merkle Tree 和 非对称加密 的知识暂时没有展开细讲，有兴趣的小伙伴们可以查阅资料进行更深一步的学习。

写到这里，本文关于区块链矩形图和区块链图表的介绍到此为止了，如果能碰巧解决你现在面临的问题，如果你还想更加了解这方面的信息，记得收藏关注本站。