本質：區塊鏈與Web3的層_WEB3

Web3實用程序

Web3已經成為一個包羅萬象的術語，代表著新的、更好的互聯網的愿景。Web3的核心是使用區塊鏈、加密貨幣和NFT，以所有權的形式將權力交還給用戶。2020年Twitter上的一篇帖子說得最好：Web1是只讀，Web2是讀寫，而Web3將是讀寫且擁有。

你可能會問Web3的層是什么？讓我們深入了解區塊鏈網絡的更多細節吧。

區塊鏈技術是將各種技術融合在一起，以幫助系統順利運行。數學計算、密碼學、博弈論、點對點系統和驗證協議聯合起來為區塊鏈運行提供動力。

然而，由于區塊鏈消除了中心化機構的存在，所有的交易必須得到強有力的保護，數據必須安全地存儲在分布式賬本上。分布式賬本技術(DLT)基于預先設定的協議，通過網絡(或節點)上的不同計算機達成“共識”來驗證交易數據。每個節點在條目出現時進行添加、檢查和更新。

區塊鏈有一個分層的架構，以促進這種獨特的交易身份驗證方式。這涉及到五層，每一層都有其獨特的功能。

金色相對論?|?StaFi?Protocol李自鵬：Kusama的平行鏈拍賣本質上是為Polkadot做了一次先行版:金色財經報道，在今日舉行的金色相對論中，針對“插槽拍賣的主網啟動前最重要的里程碑，這個里程碑會帶來什么聯動效果？”等問題，StaFi?Protocol李自鵬表示，Kusama的平行鏈拍賣本質上是為Polkadot做了一次先行版，首先能夠競拍波卡卡槽肯定在項目背書、共享波卡資源上會有很大優勢，但是成本也是也是明顯的。我們在設計競拍方案，但是還沒有最終確定，因為卡槽拍賣規則、創世拍賣的DOT金額、開始時間等因素還有很大的不確定因素，所以我們會根據上述因素最新的進展來調整競拍策略。 熟悉波卡PLO競拍規則朋友都知道，是采用蠟燭拍賣方式確定價格，并且卡槽Slot的價格將采用蠟燭式拍賣規則確定。但區別于普通的蠟燭拍賣，波卡的平行鏈拍賣規則又做了一些調整：即波卡平行鏈拍賣有確定的時間，只是在拍賣時間正常結束后，再隨機選擇一個過去拍賣過程中出現的區塊數作為拍賣結束的隨機數，在此區塊之前出價最高的競拍人將獲成為最終贏家。所以，中間還是有很多博弈策略的，所以我們需要先觀察下Kusam上平行鏈卡槽拍賣的實際情況，來針對性調整波卡平行鏈卡槽的拍賣。[2020/12/11 14:56:15]

硬件基礎設施層

中科院計算機所博導白碩明確指出區塊鏈的一大本質、三大技術支撐、四大看點:8月1日下午，中國分布式總賬基礎協議聯盟（ChinaLedger）技術委員會主任、中科院計算機所博導、中科院信工所博導、中國中文信息學會常務理事、全國金融標準化委員會證券分委員會副主任委員白碩老師為火幣大學GBLP第六期的學員進行現場授課，主題為《區塊鏈前沿技術挑戰與展望》。

在授課中，白碩老師指出：區塊鏈的本質是非信任環境中的信任服務基礎設施，區塊鏈的三大技術支撐是對等網絡、分布式系統、密碼學，區塊鏈的四大看點是記賬、認賬、可編程、自帶商業模式。

?火幣大學本次GBLP“趨勢模塊”3天的課程（7月30日——8月1日）如期邀請12位區塊鏈行業頂級專家，洞悉全球區塊鏈產業趨勢，探尋區塊鏈底層邏輯，鉆研區塊鏈前沿技術，研習區塊鏈交易方式，深思區塊鏈合規機理，思辨區塊鏈未來價值。[2020/8/1]

客戶端在瀏覽網頁或使用任何應用程序時向應用服務器請求內容或數據，這被稱為客戶端-服務器架構。客戶端現在可以與對等客戶端連接并共享數據。點對點(P2P)網絡是一組共享數據的大型計算機。

聲音 | MultiVAC CEO：動態重分片的本質是礦工可以隨時切換分片:MultiVAC CEO Frank今日發表觀點稱，分片技術可以說是當前解決區塊鏈擴容問題的最佳方案。但也有很多人質疑分片技術的安全性，即少量礦工被固定在某個分片中導致攻擊變容易。針對這個問題，MultiVAC設計了靈活的動態重分片機制，其本質就是礦工可以隨時在不同分片間進行切換。由于礦工只需要保存1KB的數據量即可挖礦，因此只需要一臺雙核4GB的普通電腦，就可以成功挖礦并獲得獎勵，這意味著幾乎世界上每臺計算機都可以成為MultiVAC的礦工。[2019/10/6]

區塊鏈數據安全地存儲在數據服務器中。當我們瀏覽網頁或使用任何區塊鏈應用程序時，我們的機器請求從服務器訪問這些數據。促進這種數據交換的框架稱為客戶機-服務器體系結構。它不過是一個龐大的設備網絡，它們相互通信，并相互請求數據。分布式賬本就是這樣創建的。在網絡中與另一個設備通信的每個設備都是一個節點。每個節點隨機驗證交易數據。

數據層

數據層：區塊鏈數據結構和物理存儲層。該賬本使用鏈表或默克爾樹(Merkeltree)構建，這些鏈表或默克爾樹使用非對稱加密進行加密。

聲音 | 外媒：中美兩國談判有“本質性進展” 對加密行業產生影響:據Cointelegraph消息，特朗普在一系列推文中指出，中美兩國談判有“本質性進展”。中美首腦會談將于3月末在佛羅里達州舉行，有分析認為，中美貿易戰對加密行業也產生了影響。特別是，中國監管當局在中美貿易戰激化的情況下，對從中國流出的使用比特幣和加密貨幣的資金發出警戒。有消息稱，中國政府將進一步加強加密貨幣交易和ICO的監管。[2019/2/25]

Merkle樹對區塊鏈數據進行了高效、安全的編碼。它支持對區塊鏈數據的快速驗證，以及在點對點區塊鏈網絡上將大量數據從一個計算機節點快速移動到另一個計算機節點。

區塊鏈不過是包含交易數據的一長串“區塊”。當節點驗證一定數量的交易時，數據被綁定到一個“區塊”中，隨后添加到區塊鏈里，并與前一個數據區塊鏈接。“創世區塊”是鏈中的第一個區塊，因此不需要與任何之前的區塊進行鏈接。相反，后續的區塊需要與創世區塊鏈接，每次添加新的區塊時，這個過程都會被重復。這就是區塊鏈如何形成并持續增長的。

國務院發展研究中心金融所副所長陳道富：數字貨幣本質并非區塊鏈技術:國務院發展研究中心金融所副所長陳道富指出，數字貨幣的本質并不是區塊鏈技術，甚至并不是所謂的“去中心”和“匿名性”等特性，需從普遍信任的貨幣層面關注數字貨幣的發展。數字貨幣對傳統貨幣的挑戰在于，以區塊鏈技術實現的信任基礎——對非人格化算法的信任。如果數字貨幣僅能在特定環境(如游戲、特定社區等)中使用，則僅等同于“代幣”。但當社會越來越以數字形態運行，數字貨幣在廣泛的數字世界獲得越來越多的普遍信任，就會對紙幣構成一定威脅。對于貨幣當局而言，完全可以利用區塊鏈技術改造現有的貨幣體系，但仍需要限制“非中心化”和“匿名”的數字貨幣適用范圍。[2018/2/9]

每筆交易都用發送者錢包的私鑰進行“數字簽名”。只有發送方可以訪問這個密鑰，從而確保數據不會被任何人訪問或篡改。這在區塊鏈術語中被稱為“終結”。數字簽名還保護所有者的身份，它本身是加密的，從而確保最大程度的安全性。

網絡層

以太坊網絡，或第一層，是人們在說以太坊時暗指的。這一層負責協商過程、編程語言、區塊時間、爭議解決以及維護區塊鏈網絡基本功能的規則和參數。它也被稱為實現層。

P2P框架允許各個節點交換交易數據，從而就交易的有效性達成共識。這意味著每個節點必須能夠發現網絡上的其他節點，以便快速通信。正是網絡層促進了這種“節點間通信”。由于節點發現、區塊創建和區塊添加也由這一層管理，它也被稱為“傳播層”。

共識層

共識層是任何區塊鏈中最必要和最關鍵的層，無論它是以太坊、Hyperledger或其他。共識層負責驗證區塊，對它們進行排序，并確保每個人都同意。

這是區塊鏈操作中最關鍵的一層。這一層負責驗證交易，如果沒有它，整個系統將會崩潰。這一層運行的協議需要一定數量的節點來驗證一個交易。因此，每個交易都由多個節點處理，然后這些節點必須得到相同的結果并對其有效性達成一致。這個框架維護了區塊鏈的去中心化特性，因為沒有任何節點能夠單獨控制任何交易數據，并且角色是分布式的。這被稱為共識機制。

由于有這么多節點處理交易，將它們捆綁起來，并將它們添加到區塊鏈，因此可能會同時創建多個區塊，從而在區塊鏈中產生一個分支。然而，必須總是有一個單一鏈區塊添加，并且共識層也確保這個沖突被解決。

應用層

智能合約、鏈碼和去中心化應用程序(DApp)構成了應用層。應用層協議進一步細分為應用層和執行層。應用層包括終端用戶用來與區塊鏈網絡通信的程序。

這是智能合約和去中心化應用程序(dApp)運行的層。智能合約會根據特定的觸發因素做出決定，如合約到期、現貨價格等。這些決策之后的操作由dApp執行。這些都發生在應用層。

dApp還促進了用戶設備和區塊鏈之間的通信。因此，應用程序類似于面向用戶的前端，而主區塊鏈是后端，數據在這里安全地被存儲。

這5層的區塊鏈幫助它順利運作。然而，如果有一直在閱讀有關區塊鏈的知識，就一定也遇到過像layer-0、layer-1、layer-2等術語。那么這些層是什么呢？

第0層

第0層是區塊鏈的初始階段，允許各種網絡(如比特幣、以太坊等)運行。第0層還為區塊鏈提供了從頂層到不同層的跨鏈互操作性通信功能。第0層為區塊鏈提供底層基礎設施。

第1層

第1層區塊鏈是一組解決方案，它改進了基本協議本身，使整個系統具有更強的可擴展性。有兩種最常見的第1層解決方案，它們是共識協議更改和分片。這一層管理確保區塊鏈網絡安全性的協議。第1層包含共識機制、編碼語言和嵌入在代碼中用于區塊鏈操作的所有規則。因此，有時這也被稱為“實現層”。當用戶提到比特幣區塊鏈時，他們指的是這一層。

第?2層

第2層是指構建在現有區塊鏈系統之上的輔助框架或協議。這些協議的主要目標是解決主要加密貨幣網絡面臨的交易速度和擴展困難。第2層是一個新的網絡，它處理所有的交易身份驗證和第1層的擁塞。第1層只處理向區塊鏈創建和添加區塊的操作。新的第2層網絡位于第1層網絡之上，并與第1層網絡持續通信。

閃電網絡就是比特幣區塊鏈上的第2層區塊鏈的一個例子。

第?3?層

第3層通常被稱為應用層。它是一個承載DApp和啟用這些app的協議的層。雖然一些區塊鏈，如以太坊或Solana(SOL)有各種各樣的第三層應用程序，但比特幣并沒有進行優化來托管這些應用程序。

智能合約和dapp只處理第三層的決策和后續行動的執行。由于區塊鏈的最大功能來自于dApp的創新，因此這一層是實際應用程序和底層之間的接口層，底層實現一切。

以上是一些乏味的概念，現在我們有一些有趣的部分。

首先，讓我們看看Web3的組成。根據Coinbase的分類，Web3大致可以分為4層。協議層、基礎設施層、用戶用例層、訪問層。

Web3的核心元素：區塊鏈，加密資產，智能合約和預言機。

Web3.0架構的層

應用程序層將有dApp瀏覽器、應用程序托管、dApp和用戶界面應用程序，它們作為所有Web3活動的入口點。

第二階段基本上是技術層。這一層涵蓋了創建和運行應用層所涉及的所有重要工具。它通常涵蓋數據饋送、鏈下計算、治理(DAO)、狀態通道和側鏈。

協議層涵蓋了不同的共識算法、參與需求、虛擬機等。

網絡層充當對等網絡的傳輸介質和接口，并決定如何對數據進行分組、尋址、傳輸、路由和接收。它主要由RLPx、RollsyourOwn和TrustedExecutionEnvironments(TEE)組成。

在堆棧的底部，我們有基礎設施層。它由底層區塊鏈體系結構組成，其他所有內容都在其上構建。

結論

隨著人們對數據隱私的日益關注，web3的創新將比以往任何時候都來得更快。重要的是，你要對這個空間有一個基本的了解，因為它將影響我們的工作方式。

Source：https://medium.com/coinmonks/blockchain-layers-803942545503

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