区块链（4）：区块链技术模型介绍

1 区块链白皮书中的公有链，私有链，联盟链概念介绍

区块链系统根据应用场景和设计体系的不同，一般分为公有链、联盟 链和专有链(私有链)。其中:

公有链的各个节点可以自由加入和退出网络，并参加链上数据的读 写，运行时以扁平的拓扑结构互联互通，网络中不存在任何中心化的服务 端节点。

联盟链的各个节点通常有与之对应的实体机构组织，通过授权后才能 加入与退出网络。各机构组织组成利益相关的联盟，共同维护区块链的健 康运转。

专有链的各个节点的写入权限收归内部控制，而读取权限可视需求有 选择性地对外开放。专有链仍然具备区块链多节点运行的通用结构，适用 丁特定机构的内部数据管理与审计。

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2 区块链项目简介

区块链技术的模型是由自下而上的数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。

（1）数据层

首先是“数据层”，封装了底层数据区块的链式结构，以及相关的非对称公私钥数据加密技术和时间戳等技术，这是整个区块链技术中最底层的数据结构。这些技术是构建全球金融系统的基础，数十年的使用证明了它非常安全的可靠性。而区块链，正式巧妙地把这些技术结合在了一起。

（2）网络层

其次是“网络层”，包括P2P组网机制、数据传播机制和数据验证机制等。P2P组网技术早期应用在BT这类P2P下载软件中，这就意味着区块链具有自动组网功能。

（3）共识层

第三层“共识层”，封装了网络节点的各类共识机制算法。共识机制算法是区块链的核心技术，因为这决定了到底是谁来进行记账，而记账决定方式将会影响整个系统的安全性和可靠性。目前已经出现了十余种共识机制算法，其中比较最为知名的有工作量证明机制（PoW，Proof of Work）、权益证明机制（PoS，Proof ofStake）、股份授权证明机制（DPoS，Delegated ProofofStake）等。数据层、网络层、共识层是构建区块链技术的必要元素，缺少任何一层都将不能称之为真正意义上的区块链技术。

（4）激励层

第四层“激励层”，将经济因素集成到区块链技术体系中来，包括经济激励的发行机制和分配机制等，主要出现在公有链当中。在公有链中必须激励遵守规则参与记账的节点，并且惩罚不遵守规则的节点，才能让整个系统朝着良性循环的方向发展。而在私有链当中，则不一定需要进行激励，因为参与记账的节点往往是在链外完成了博弈，通过强制力或自愿来要求参与记账。

（5）合约层

第五层“合约层”，封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础。比特币本身就具有简单脚本的编写功能，而以太坊极大的强化了编程语言协议，理论上可以编写实现任何功能的应用。如果把比特币看成是全球账本的话，以太坊可以看作是一台“全球计算机”，任何人都可以上传和执行任意的应用程序，并且程序的有效执行能得到保证。

（6）应用层

第六层“应用层”，封装了区块链的各种应用场景和案例，比如搭建在以太坊上的各类区块链应用即部署在应用层，而未来的可编程金融和可编程社会也将会是搭建在应用层。

激励层、合约层和应用层不是每个区块链应用的必要因素，一些区块链应用并不完整的包含后三层结构。

下面我们要讲解的java区块链项目不包含后三层，只包含数据层，网络层和共识层。 从概念上分属于公有链，项目可以在公网上进行部署，但只用于学习测试，不提供数据存储服务，定期重启。