一张图看懂比特币、以太坊、金猫kinmall等区块链系统架构

2019-03-02 15:40

会当凌绝顶,一览众山小。进入区块链底层开发前,我们需要了解区块链底层的通用架构是如何设计的,从上而下地审视区块链底层的结构,做到了然于胸,才能胸有成竹。wqD币知区块链

他山之石,可以攻玉。在介绍区块链底层通用架构之前,我们不妨先从比特币、以太坊、Hyperledger 的架构解读开始。 wqD币知区块链

比特币架构wqD币知区块链

根据中本聪的论文《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》中对比特币系统的描述,我们可以整理出如下图所示的比特币系统架构。wqD币知区块链

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比特币系统架构wqD币知区块链

如图所示,比特币系统分为 6 层,由下至上依次是存储层、数据层、网络层、共识层、RPC 层、应用层wqD币知区块链

其中,存储层主要用于存储比特币系统运行中的日志数据及区块链元数据,存储技术主要使用文件系统和 LevelDB。wqD币知区块链

数据层主要用于处理比特币交易中的各类数据,如将数据打包成区块,将区块维护成链式结构,区块中内容的加密与哈希计算,区块内容的数字签名及增加时间戳印记,将交易数据构建成 Merkle 树,并计算 Merkle 树根节点的哈希值等。wqD币知区块链

共识层主要采用了PoW(Proof Of Work)共识算法。在比特币系统中,每个节点都不断地计算一个随机数(Nonce),直到找到符合要求的随机数为止。wqD币知区块链

RPC 实现了RPC 服务,并提供 JSON API 供客户端访问区块链底层服务。wqD币知区块链

应用层主要承载各种比特币的应用,如比特币开源代码中提供了 bitcoin client。该层主要是作为 RPC 客户端,通过 JSON API 与 bitcoin 底层交互。除此之外,比特币钱包及衍生应用都架设在应用层上。wqD币知区块链

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以太坊架构wqD币知区块链

根据以太坊白皮书《A Next-Generation Smart Contract and Decentralized ApplicationPlatform》的描述,以太坊架构如下图所示。wqD币知区块链

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以太坊架构wqD币知区块链

如图所示,以太坊架构分为 7 层,由下至上依次是存储层、数据层、网络层、协议层、共识层、合约层、应用层wqD币知区块链

其中存储层主要用于存储以太坊系统运行中的日志数据及区块链元数据,存储技术主要使用文件系统和 LevelDB。wqD币知区块链

数据层主要用于处理以太坊交易中的各类数据,如将数据打包成区块,将区块维护成链式结构,区块中内容的加密与哈希计算,区块内容的数字签名及增加时间戳印记,将交易数据构建成 Merkle 树,并计算 Merkle 树根节点的 hash 值等。wqD币知区块链

协议层是以太坊提供的供系统各模块相互调用的协议支持,主要有 HTTP、RPC协议、LES、ETH 协议、Whipser 协议等。wqD币知区块链

共识层在以太坊系统中有 PoW(Proof of Work)和 PoS(Proof of Stake)两种共识算法。wqD币知区块链

合约层分为两层,底层是 EVM(Ethereum Virtual Machine,即以太坊虚拟机),上层的智能合约运行在 EVM 中。智能合约是运行在以太坊上的代码的统称,一个智能合约往往包含数据和代码两部分。智能合约系统将约定或合同代码化,由特定事件驱动触发执行。应用层有 DApp(Decentralized Application,分布式应用)、以太坊钱包等多种衍生应用,是目前开发者最活跃的一层。wqD币知区块链

金猫的架构wqD币知区块链


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