區(qū)塊鏈技術(shù)是密碼學(xué)、博弈論等二十世紀(jì)技術(shù)的獨特融合。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)具有廣泛的用例，包括當(dāng)前的金融科技趨勢、加密貨幣。對于那些剛接觸密碼學(xué)和博弈論術(shù)語的人來說，密碼學(xué)只是數(shù)據(jù)的加密和解密，而博弈論是對理性決策者之間戰(zhàn)略互動數(shù)學(xué)模型的研究。
區(qū)塊鏈技術(shù)通過提高效率、最大限度地降低運營成本和消除中介機構(gòu)，提供透明度和牢不可破的安全性等優(yōu)勢。當(dāng)談到Web 3.0和去中心化賬本技術(shù) (DLT) 時，尤其是與區(qū)塊鏈相關(guān)時，您可能聽說過人們談?wù)搮^(qū)塊鏈的不同層次。但它們到底是什么，為什么如此重要？在這篇文章中，我們將了解層在 IT 生態(tài)系統(tǒng)中的重要性以及區(qū)塊鏈設(shè)置如何根據(jù)不同的層工作。
分層架構(gòu)
然而，由于區(qū)塊鏈沒有單一的控制機構(gòu)，所有交易都必須安全，數(shù)據(jù)必須安全地保存在分布式賬本上。分布式賬本技術(shù) (DLT) 遵循預(yù)定協(xié)議，整個網(wǎng)絡(luò)中的多臺計算機（或節(jié)點）達(dá)成“共識”以確認(rèn)交易數(shù)據(jù)。當(dāng)新條目到達(dá)時，每個節(jié)點都會添加、檢查和更改它們。為了允許這種獨特的交易認(rèn)證，區(qū)塊鏈采用分層設(shè)計。
根據(jù)一些區(qū)塊鏈專業(yè)人士的說法，區(qū)塊鏈技術(shù)有五層：
- 基礎(chǔ)設(shè)施或硬件層
- 數(shù)據(jù)層
- 網(wǎng)絡(luò)層
- 共識層
- 應(yīng)用層和表示層
但是，區(qū)塊鏈技術(shù)層也可以歸類為：
那么，這些層是什么，它們在區(qū)塊鏈技術(shù)中有什么好處？我們來看一下。
基礎(chǔ)設(shè)施或硬件層
數(shù)據(jù)服務(wù)器安全地備份區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)。當(dāng)我們上網(wǎng)或使用任何區(qū)塊鏈應(yīng)用程序時，我們的計算機會從服務(wù)器尋求訪問這些數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈平臺依賴于 P2P，即點對點網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中一個節(jié)點與其他節(jié)點連接以快速輕松地共享數(shù)據(jù)。客戶端-服務(wù)器架構(gòu)是允許這種數(shù)據(jù)交換的結(jié)構(gòu)。
它只不過是一個大型的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，這些設(shè)備相互連接并交換數(shù)據(jù)和信息。分布式賬本就是以這種方式構(gòu)建的。一個節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)上的另一個設(shè)備通信，每個節(jié)點都被授權(quán)隨機監(jiān)控交易數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)層
區(qū)塊鏈?zhǔn)且幌盗袔в薪灰子涗浀纳⒘袎K。區(qū)塊鏈的第一個區(qū)塊是創(chuàng)世區(qū)塊。之后，添加到區(qū)塊鏈的每個新塊都通過迭代過程鏈接到創(chuàng)世塊。因此，通過這種方式，區(qū)塊鏈不斷擴展。
每筆交易都使用發(fā)件人的錢包私鑰進(jìn)行“數(shù)字簽名”。此密鑰只能由發(fā)件人訪問，保證數(shù)據(jù)不能被任何其他人查看或修改。所有者的身份由加密的數(shù)字簽名進(jìn)一步保護(hù)，確保最大的安全性。在區(qū)塊鏈術(shù)語中，這被稱為“最終性”。
數(shù)據(jù)加密使其無法訪問。在數(shù)據(jù)訪問的情況下，篡改它幾乎是不可能的。數(shù)字簽名還可以保護(hù)發(fā)件人或所有者的身份。因此，簽名在法律上與簽名者相關(guān)聯(lián)，不能被忽略。
網(wǎng)絡(luò)層
P2P 框架允許多個節(jié)點通信交易數(shù)據(jù)，以便就交易的合法性達(dá)成一致。這意味著網(wǎng)絡(luò)上的每個節(jié)點都必須能夠發(fā)現(xiàn)其他節(jié)點以便快速通信。網(wǎng)絡(luò)層使這種“節(jié)點間通信”成為可能。該層也稱為“傳播層”，因為它管理節(jié)點檢測、塊生成和塊添加。
共識層
該層是區(qū)塊鏈功能中最重要的層之一，負(fù)責(zé)交易認(rèn)證。沒有這一層，交易驗證將不會發(fā)生，從而導(dǎo)致系統(tǒng)故障。該層實現(xiàn)協(xié)議，該協(xié)議需要特定數(shù)量的節(jié)點來驗證單個事務(wù)。結(jié)果，每筆交易都由眾多節(jié)點處理，所有節(jié)點都必須得出相同的結(jié)論并就其合法性達(dá)成一致。
因為沒有節(jié)點對任何交易數(shù)據(jù)擁有獨占權(quán)限，而且角色是分散的。它也被稱為共識機制，保持了區(qū)塊鏈去中心化的特性。多個區(qū)塊可能同時形成，由于大量節(jié)點處理交易，將它們捆綁并添加到區(qū)塊鏈中，導(dǎo)致區(qū)塊鏈中出現(xiàn)分支。但是，任何時候都需要單鏈區(qū)塊添加，共識層保證解決這個爭議。
應(yīng)用層和表示層
應(yīng)用層由最終用戶用來建立區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)通信的程序組成。智能合約、Dapps（去中心化應(yīng)用程序）、鏈碼、腳本、UI（用戶界面）、API（應(yīng)用程序編程接口）和框架構(gòu)成了應(yīng)用層。應(yīng)用層和執(zhí)行層是應(yīng)用層協(xié)議的細(xì)分。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)充當(dāng)應(yīng)用程序的后端機制，并借助 API 進(jìn)行通信。然而，智能合約、鏈代碼和底層協(xié)議構(gòu)成了執(zhí)行層。
組成應(yīng)用程序指示執(zhí)行層正確執(zhí)行交易，同時確保區(qū)塊鏈平臺的確定性方面。所以你有它：支持系統(tǒng)的區(qū)塊鏈的五個層。但是，如果您一直在閱讀有關(guān)區(qū)塊鏈的文章，您可能會遇到諸如第 0 層、第 1 層和第 2 層之類的術(shù)語。那么，讓我們看看這些層是什么。
第0層
Layer-0 由構(gòu)成區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)的硬件、協(xié)議、連接和其他組件組成，充當(dāng)區(qū)塊鏈底層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這一層可以被認(rèn)為是“區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)”。鏈間可操作性也由第 0 層實現(xiàn)，它允許區(qū)塊鏈相互通信。它為解決未來層可擴展性困難提供了關(guān)鍵支柱。第 0 層通常使用原生代幣來支持參與和開發(fā)。Polkadot、Avalanche、Cardano 和 Cosmos 是第 0 層的一些示例。
第一層
Layer-1 負(fù)責(zé)執(zhí)行維護(hù)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)基本操作的大部分任務(wù)，如爭議解決、共識機制、編程語言、協(xié)議和限制。Layer-1 象征著實際的區(qū)塊鏈。
該層必須經(jīng)常管理的大量作業(yè)會導(dǎo)致可伸縮性問題。隨著越來越多的人進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈，解決和向鏈中添加區(qū)塊所需的計算能力會增加，從而導(dǎo)致更高的費用和更長的處理時間。
可擴展性問題在一定程度上通過改進(jìn)的共識技術(shù)得到緩解，例如股權(quán)證明和分片的出現(xiàn)（將計算操作劃分為更小的部分）。然而，歷史表明它們是不夠的。以太坊、幣安智能鏈、比特幣和 Solana 都是第 1 層的例子。
第二層
為了提高區(qū)塊鏈的生產(chǎn)力，需要額外的處理能力。然而，這需要包含額外的節(jié)點，這會阻塞網(wǎng)絡(luò)。盡管添加節(jié)點對于維持區(qū)塊鏈的去中心化特性至關(guān)重要，但調(diào)整可擴展性、去中心化或吞吐量將影響第 1 層的其他節(jié)點。
因此，如果不將所有處理重新定位到在第一層之上創(chuàng)建的第二層，即第二層，就無法擴大第一層。通過允許第三方解決方案與第一層集成，這變得可行。一個新的網(wǎng)絡(luò) Layer-2 改造了 Layer-1 并管理所有交易驗證。Layer-2 位于區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)中的 Layer-1 之上，并不斷與之交換信息。但是，第 1 層僅負(fù)責(zé)管理向區(qū)塊鏈添加和創(chuàng)建新塊。例如，將閃電網(wǎng)絡(luò)視為部署在比特幣區(qū)塊鏈上的第 2 層區(qū)塊鏈的示例。
第三層
區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)的最后一層，也是人眼可見的一層。第 3 層是參與者最終與用戶界面 (UI) 交互的層。使用 L1 和 L2 時，該層旨在提供簡單性和易用性。
L3 不僅提供 UI，還提供鏈內(nèi)和鏈間可操作性形式的實用程序，例如去中心化交易所、流動性供應(yīng)和抵押應(yīng)用程序。去中心化應(yīng)用程序(dApps) 是一種第 3 層接口，可為區(qū)塊鏈技術(shù)提供真實世界的應(yīng)用程序。
其他示例包括：
- 分散式加密貨幣交易所，例如Pancake Swap和Uniswap。
- Binance 和 Coinbase 等錢包提供商。
- Compound 和 Aave 等流動性管理協(xié)議。
- 像 Tornado Cash 這樣的支付機制。
結(jié)論
現(xiàn)在在區(qū)塊鏈領(lǐng)域無法廣泛采用加密貨幣的原因之一是可擴展性。構(gòu)建區(qū)塊鏈技術(shù)的愿望將隨著對加密貨幣的需求而上升。由于區(qū)塊鏈的每一層都有自己的一套限制，解決可擴展性難題的唯一方法是構(gòu)建一個可擴展的系統(tǒng)。
因為第一層是所有去中心化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以它對區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要。第二層協(xié)議解決了底層區(qū)塊鏈的可擴展性困難。不幸的是，大部分第三層協(xié)議（DApps）目前只在第一層運行，而忽略了第二層。因此，如果這些系統(tǒng)沒有達(dá)到我們的預(yù)期，這是合理的。
真實世界區(qū)塊鏈用例的創(chuàng)建在很大程度上依賴于第三層應(yīng)用程序。因此，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，它們不會獲得與底層區(qū)塊鏈一樣多的價值。區(qū)塊鏈目前非常復(fù)雜，仍處于萌芽狀態(tài)。因此，完成區(qū)塊鏈開發(fā)需要數(shù)年時間。然而，將構(gòu)成區(qū)塊鏈的許多底層組件分解為技術(shù)層可能有助于更好地理解這個概念。
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