来源:《区块链商业》
出品：区块链大本营
商业场景应用之下的底层技术架构，大多数人是接触不到的。但是，所有的商业应用，在区块链上获取的服务，都离不开底层技术架构的支持。
今天我们就来说说，区块链商业的技术架构，到底包含了什么。
区块链商业的技术架构解读(一)
总体来看，区块链的基础架构可以分为五层，包括网络层、共识层、数据层、智能合约层和应用层，如下图所示。每一层分别完成一项核心的功能，各层之间互相配合，从而实现了去中心化的信任机制。
区块链应用体系架构图a
1.网络层
网络层的主要目的是实现区块链网络节点之间的信息交互。区块链的本质是一个点对点(P2P)网络，每一个节点既能够接收信息，也能够生产信息，节点之间通过维护一个共同的区块链来保持通信。
在区块链的网络中，每一个节点都可以创造出新的区块，新区块被创造出以后，会通过广播的形式通知其他的节点，而其他节点反过来会对这个节点进行验证。当区块链网络中超过51%的用户对其验证通过以后，这个新的区块就会被添加到主链上。
OKEx继续转移5000枚BTC转到未知钱包 已是今日第三次:据Whale Alert监测，09月16日18点35分5000枚BTC从OKEx钱包转到未知钱包，价值约5400万美元，交易哈希为12faa9903a37943d01d2668d84007a6b1ebb20039e5535f752b79f96415b5b0a。据悉，今日17:19、18:25同样有5000枚BTC从OKEx转到未知钱包。[2020/9/16]
2.共识层
共识层能够让高度分散的节点在去中心化的系统中针对区块数据的有效性达成共识。区块链中比较常用的共识机制包括工作量证明、权益证明和股份授权证明等多种，这部分内容笔者在前面的章节已经做了详细解读。
共识机制的作用主要有两个，一个是奖励，另一个是惩罚。比特币和以太坊用的是PoW工作量证明机制。此机制根据算力进行奖励和惩罚，如有节点作弊，算力会受到损失。
Bitshares、Steemit、EOS采用DPoS股份授权证明机制，拥有代币的人可以参与节点的投票，被大家选出来的节点参与记账，一旦作弊就会被系统投出。
Grin已完成第三次硬分叉升级:金色财经报道，匿名币项目古灵币Grin已于7月17日在区块高度786240完成第三次硬分叉（v4.0.0网络升级）。据此前报道，Grin客户端发布4.0正式版，Grin已经支持第3次的硬分叉升级。据悉，按照既定规划，Grin将在最初两年中进行4次硬分叉，即每经过262080个区块（约6个月间隔）进行一次。[2020/7/17]
其中的激励功能主要是指给予代币奖励，鼓励节点参与区块链的安全验证。例如，在比特币总量达到2100万枚之前，比特币的奖励机制有两种:新区快产生后系统奖励的比特币;每笔交易扣除的比特币(手续费)。而当比特币的总量达到2100万枚时，新产生的区块将不再生产比特币，此时的奖励主要是每笔交易所扣除的手续费。
3.数据层
数据层是最底层的技术，主要的功能为数据存储、账户和交易的实现与安全。数据存储主要基于Merkle树，通过区块的方式和链式结构实现，大多以KV数据库的方式实现持久化，如比特币和以太坊采用的LevelDB。
基于数字签名、散列函数、非对称加密技术等多种密码学算法和技术，以及账户和交易的实现与安全功能，保证了交易能够在去中心化的情况下安全进行。
福布斯：第三次减半可能会出现更多比特币百万富翁:福布斯发布分析文章《Bitcoin Halving: A New Class Of Bitcoin Millionaires May Emerge》（比特币减半：可能会出现一类新的比特币百万富翁）。文章写道，在前两次比特币减半的过程中，创造了无数的百万富翁。计划于2020年5月进行的第三次比特币减半，可能会出现更多的比特币百万富翁。Onfo的创始人JR Forsyth和JuicyFields的创始人兼首席执行官Alan Glanse就是从前两次比特币减半中获益的百万富翁。Alan Glanse在2012年从一位急需资金的同事那里购买了100枚比特币。然后，他忘记了自己的比特币。直到2017年第二次比特币减半后，他才意识到自己已经成为百万富翁。[2020/4/29]
设计区块链系统的技术人员们首先建立的起始节点，被称作是“创世区块”，之后在同样的规则之下，创建规格相同的区块，通过一个链式结构依次相连组成一条主链。随着运行时间的增加，新的区块通过验证后，被不断添加到主链上，主链会不断延长。
每一个区块中同时也包含了许多技术，如时间戳技术，它的作用在于确保每一个区块都可以按时间的顺序相连接，比如散列函数，它是一种将任意长度的消息通过散列算法压缩到某一固定长度的消息摘要的函数，它主要用于信息安全领域中加密算法、文件检验、数字签名和鉴权协议等。
分析 | BTC第三次减半之前价格仍旧上涨:BeInCrypto今日发表分析文章，文章称，比特币初步预计将在2020年5月17日左右减半。第三次减半与前两个有许多共同点：BTC的价格在减半之前的几个月均显着上涨。阿尔塔纳数字货币基金（Altana Digital Currency Fund）首席投资官Alistair Milne表示，人们可以通过他们的经纪账户(GBTC、瑞典ETN、衍生品等)轻松交易比特币，人们接触到比特币从未如此简单。有钱投资比特币的人，正受到专注于机构投资的灰度比特币信托基金(Grayscale Bitcoin Trust)、Bakkt及其实物结算的比特币期货合约，以及ENT和衍生品等机构的照顾。这些相对较新的入口匝道和接入点意味着，当比特币需求增加时，随着人们争相购买资产，价格可能会做出积极反应。[2019/12/19]
4.合约层
所谓合约层主要是指各种脚本代码、算法机制及智能合约等。智能合约是运行在区块链上的一段无须干预即可自动执行的代码，EVM是智能合约运行的虚拟机，人类通过智能合约，无须任何中介干预即可实现资产的转移，同时也可以开发出一些有价值的去中心化应用。
动态 | 日本金融厅向Zaif总公司发布第三次业务改善令:据itmedia报道，日本金融厅25日，向加密货币交易所Zaif的总公司Tech Bureau发布了第三次业务改善令，并要求该交易所于9月27日前将以下4点以书面报告形式提交给金融厅。1、研究被盗事件的事实关系和原因，防止再次发生；2、防止用户损失的扩大；3、对受害用户给出解决方案；4、两次业务改善令，重新研究以被盗为基础的改善计划。金融厅曾在今年3月和6月针对Tech Bureau的反对策、内部管理体制不完善等发出过两次业务改善令。[2018/9/25]
以比特币为例，它是一种可编程的数字货币，合约层封装的脚本中规定了比特币的交易方式和交易过程中所涉及的各种细节。
基于智能合约还可以构建区块链应用，不需要从零学习区块链技术就可以方便地开发自己的区块链应用(DAPP)。如基于以太坊公链，开发者可以使用Solidity语言开发智能合约，构建去中心化应用;基于EOS，开发者可以使用C++语言，编写自己的智能合约。
5.应用层
应用层封装了区块链的各种应用场景和案例，如基于区块链的跨境支付平台等，它也是去中心化应用DAPP。一个完整的DAPP包含智能合约和Web系统，Web系统通过接口调用智能合约。
本层类似于计算机中的各种软件程序，是普通人可以真正直接使用的产品，也可以理解为B/S架构的产品中的浏览器端(Browser)。
从目前的情况看，对于众多用户来讲，除数字货币外，还找不到现成的区块链应用。如果想让区块链技术快速走进寻常百姓，服务于大众，必须出现大量跟人们生活、娱乐工具相结合的应用。
区块链商业的技术架构解读(二)
中国信息通信研究院和可信区块链推进计划共同编写了《区块链白皮书(2018年)》，对区块链的技术体系做了总结，也提出了一套参考架构，包括基础设施、基础组件、账本、共识、智能合约、接口、应用、操作运维和系统管理9部分。以下内容值得深入研究。
1.基础组件层
基础组件层可以实现区块链系统网络中信息的记录、验证和传播。
在基础组件层之中，区块链是建立在传播机制、验证机制和存储机制基础上的一个分布式系统。
2.账本层
账本层负责区块链系统的信息存储，包括收集交易数据，生成数据区块，对本地数据进行合法性校验，以及将校验通过的区块添加到链上。
账本层有以下两种数据记录方式。
①在基于资产的模型中，首先以资产为核心进行建模，然后记录资产的所有权，即所有权是资产的一个字段。
②在基于账户的模型中，建立账户作为资产和交易的对象，资产是账户下的一个字段。
3.共识层
共识层负责综合协调以保证全网各节点数据记录的一致性。常见的共识机制可以分为两大类。
(1)概率性的共识机制
先写入数据，之后再达成共识，如PoW、PoS、DPoS，大概率一致就达成共识，计算的复杂度较高。如果一次共识出现多个记账节点，就产生分叉，最终以最长链为准。节点数量可以随意改变，节点数越多，系统越稳定。
(2)确定性的共识机制?
先达成共识，之后再写入，确认一致之后再达成共识，共识即确认，网络复杂度高;它要求法定人数投票，各节点之间采用P2P广播沟通，没有分叉，如PBFT、BFT变种等;随着节点数增加，性能下降，节点数量不能随意改变。
从应用来看，为提升效率，在共识机制的使用上，需在安全性、可靠性、开放性等方面进行取舍，而且共识机制正在从单一向混合方向演进。
4.智能合约层
负责将区块链系统的业务逻辑以代码的形式实现、编译并部署，完成既定规则的条件触发和自动执行，最大限度地减少人工干预。
根据图灵完备与否，智能合约层分为以下两类。
①图灵完备的智能合约有较强的适应性，可以对逻辑较复杂的业务操作进行编程，但有陷入死循环的可能。
②图灵不完备的智能合约，不能进行复杂的逻辑操作，但更加简单、高效和安全。
智能合约是区块链安全风险的高发领域，在提升安全性能方面，有几种参考思维:形式化验证、智能合约加密及规范合约语言的语法格式。
5.应用层
作为最终呈现给用户的部分，主要作用是调取智能合约层的接口，适配区块链的各类应用场景，为用户提供服务。这份白皮书将应用划成3种类型:价值转移、存证及授权管理。
(1)价值转移类?
数字资产在不同账户之间转移。
(2)存证类?
将信息记录到区块链上，但没有资产转移。
(3)授权管理类利用智能合约控制数据访问，如数据共享。总结起来就是，区块是数据存储的容器，而P2P网络是保证区块链运行的基础协议，共识机制确保参与记账的节点在没有人干预的情况下可正常工作。应用层则让人们有了成熟的产品可以使用。
目前，一些公司搭建的区块链平台，如超级账本(HyperledgerFabric)、R3区块链联盟(R3CEV)、以太坊企业版等，均有独到之处。例如，以太坊经过数年的发展，应用场景已经多达500多个。
国内金融机构的区块链应用仍以国外的Fabric平台为主。不过，规模较大的参与者先后开源底层技术，这类似于当年安卓、iOS、黑莓等智能手机曾经走过的路。例如，深圳前海微众银行股份有限公司、上海万向区块链股份公司、矩阵元技术(深圳)有限公司联合宣布，开源三方共同搭建的区块链底层平台BCOS(BlockChainOpenSource)，进一步推动分布式商业生态系统的形成，区块链底层平台的格局初步显现。
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