区块链堆栈

本文翻译自开源研究实验室Mechanism Labs的博客文章区块链堆栈(The blockchain stack)

从基础层面看,区块链是由多个不同层级组成的,这与其它技术协议类似,例如互联网范式(Link, Network, Internet, Transport, Application)。本文中,我们描述了组成区块链的层级框架。这些层级是自下而上组成的。本文中,我们还将讨论每一个层级的作用,以及它们是如何部署的。

以下就是这些基础层级所使用的具体参数,用以实现特定的功能,包括隐私、可扩展性、互操作性、激励、管理和能源效率。

为了实现这些功能(隐私、可扩展性、互操作性、激励、管理和能源效率),对所有层级(硬件、网络、共识、以及女巫攻击控制)进行优化是很重要的。

区块链层架框架

 

 

应用层级:基于区块链平台创建应用的层级。

 

 

 

 

 

女巫攻击控制机制:用以防止产生多个虚假身份的层级。

 

 

 

 

 

共识协议:终结层级。

 

 

 

 

 

网络:组成网络的不同节点传输信息的层级。

 

 

 

 

 

硬件/托管:用于挖矿/验证的硬件层级。这里指的是保存区块链所有数据的设备。

 

 

 

按照上述框架,比特币区块链的结构如下:

硬件/托管:比特币网络中绝大多数的钱被使用ASICs硬件挖矿的矿工赚走了。这些全节点存储了比特币区块链上的所有数据。轻节点是在全节点基础上进行了存储优化。节点之间使用网络层进行通信。

网络拓扑:比特币八卦协议依赖于全球互联网的速度。比特币八卦协议的工作原理是:每一个节点都向所有节点告知它所收到的所有新对象(区块或交易)的哈希值。每一个节点通过搜索该哈希值来确认它是否之前已经收到了该新对象。如果没有一个节点之前已经接收到了该对象,则该节点就向其它节点发布请求将这个未发现的哈希值映射给该对象。

共识协议:比特币使用最长链规则来实现状态终结,最长链是指向区块链中添加了最多区块的链。如果矿工能够将他们的区块添加到最长链中,他们将获得区块奖励。

女巫攻击控制机制:比特币使用工作量证明作为女巫攻击控制机制,任何人想要创建多个身份就需要消耗巨额的算力。比特币矿工进行工作量证明会有机会获得区块奖励。

目前的区块链基础架构尚未达到能够支持大规模应用的阶段,而且也有很多人在致力于堆栈中不同部分的研究,只有我们优化了所有层级,区块链才真正成熟。

该博文最初受到了Emin Gun Sirer的 tweets激发。特别感谢Emin Gun SirerSoumya Basu, 和Zubin Koticha 的反馈。

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