第一章——区块链的结构

　　在《区块链底层原理与技术架构》一书中,把区块链框架划分为四层:数据层，网络通信层，共识验证层和业务应用层，如下图：

　　

 

　　1.数据层

　　它主要实现了2个功能，一个是相关数据的存储，另一个是账户和交易的实现与安全。数据储存基于mercle树，通过区块的方式和链式结构实现。账户和交易基于数字签名，非对称加密技术，多重签名技术等多种密码学算法和技术，保证了交易能在去中心化的情况下安全的进行。

　　2.网络通信层

　　网络通信层主要实现网络节点的连接和通信。与有中心服务器的中央网络不同，对等网络的用户即是服务器，又是一个节点，用户群体通过交换信息组成一个互联网体系。

       3.共识验证层

　　共识验证是区块链的核心。什么是共识呢？即全网的节点对交易和数据达成一致，可以防范51%攻击，女巫攻击，拜占庭攻击，保证交易和数据安全。因为其应用场合的不同，现在已经有很多种富有特色的共识机制。如下列几种：

　　a.Pos（Proof of Stake）权益证明算法 原理是节点获得区块的奖励与该节点持有的代币数量和时间成正比，在获取奖励后，该节点的持有时间清零，重新计算。缺点：代币数量对收益影响太高，如果前期分配不均，很容易造成贫富差距。

　　b.DPoS(Delegate Proof of Stake)股权授权证明，原理是所有节点投票选出100个节点（可是其他数量），区块完全有这100个节点按照一定算法生产，有点类似于美国的议会制。

　　c.Casper 投注共识，原理是每个参与共识的节点要支付一定的押金，获取的奖励和押金成正比，如果有节点作恶押金会被扣掉。

　　d.PBFT(Pratical Byzantine Fault Tolerance)拜占庭容错算法，原理是与一般的基于博弈论的机制不同，PBTF本质上是通过算法实现了共识，因此区块确认快，不想其他公有链一样在若干区块之后才安全，可以实现出块即确认。

　　e.POW(Proof of work)工作证明 原理是节点利用自身计算机做数学计算进行交易确认和提供 安全性。也是多劳多得，如过一个节点提供的算力越高，他的效率也就越高，他获取的奖励就和他的算力成正比。

　　f.RAFT 分布式状态下保持一致性的算法，不多做解释，看看这个动画，你应该就能理解了 http://thesecretlivesofdata.com/raft/

　　为了让节点积极参与到共识确认中，主要依靠的是区块链资产的发行和分配制度。这种资产就是我们所熟知的虚拟币，比如以太坊就是整个平台运行的燃料，每挖出一个以太坊区块就奖励5个以太坊，同时运行只能合约和交易都要向矿工支付一定的以太坊作为手续费

　　4.业务应用

　　利用区块链技术可以构建种类及其丰富的应用，比如股权，网络购物支付，域名，商标等等。甚至可以构建以脚本为基础的智能合约，该合约赋予账本可编程的特性，通过虚拟机的方式运行代码，实现智能合约功能，比如以太坊的虚拟机（EVM）。同时，在智能合约的基础上添加能够与用户交互的前台页面，就能形成去中心化的应用

　　总之，区块链具有去中心化，时序数据，集体维护，可编程，安全可信和匿名性等特点。

　　下一遍文章我会讲讲区块链的工作流程。