本質：區塊鏈與Web3的層

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本質：區塊鏈與Web3的層

本質：區塊鏈與Web3的層

發表於 2022-06-10 13:57 作者：去中心化金融社區

Web3實用程序

Web3已經成爲一個包羅萬象的術語，代表着新的、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爲區塊鏈運行提供動力。

然而，由於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账本上。分布式账本技術(DLT)基於預先設定的協議，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。

硬件基礎設施層

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，這被稱爲客戶端-服務器架構。客戶端現在可以與對等客戶端連接並共享數據。點對點(P2P)網絡是一組共享數據的大型計算機。

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爲客戶機-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，並相互請求數據。分布式账本就是這樣創建的。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。該账本使用鏈表或默克爾樹(Merkel tree)構建，這些鏈表或默克爾樹使用非對稱加密進行加密。

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，隨後添加到區塊鏈裏，並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，後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並持續增長的。

每筆交易都用發送者錢包的私鑰進行“數字籤名”。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爲“終結”。數字籤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。它也被稱爲實現層。

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。這意味着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”。由於節點發現、區塊創建和區塊添加也由這一層管理，它也被稱爲“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，並確保每個人都同意。

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，然後這些節點必須得到相同的結果並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，因爲沒有任何節點能夠單獨控制任何交易數據，並且角色是分布式的。這被稱爲共識機制。

由於有這么多節點處理交易，將它們捆綁起來，並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，並且共識層也確保這個衝突被解決。

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爲應用層和執行層。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。這些決策之後的操作由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，應用程序類似於面向用戶的前端，而主區塊鏈是後端，數據在這裏安全地被存儲。

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層還爲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層爲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於區塊鏈操作的所有規則。因此，有時這也被稱爲“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層網絡位於第1層網絡之上，並與第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層通常被稱爲應用層。它是一個承載DApp和啓用這些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，但比特幣並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後續行動的執行。由於區塊鏈的最大功能來自於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大致可以分爲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。

Web 3.0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，它們作爲所有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，並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、Rolls your Own和Trusted Execution Environments (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。