区块链由哪三部分组成 数据层网络层共识层简单解释

导读： 区块链由底层数据层、网络层和共识层这三个核心部分组成区块链技术，在本质方面，是属于一个分布式数据库系统，其架构设计，精妙且复杂。若要理解区块链究竟怎样工作...

区块链由底层数据层、网络层和共识层这三个核心部分组成

区块链技术，在本质方面，是属于一个分布式数据库系统，其架构设计，精妙且复杂。若要理解区块链究竟怎样工作，那就当先去了解它的基本构成。具体来讲，一个完整的区块链体系，主要是由数据层、网络层以及共识层这三个关键部分所组成，并且每一层都承担着不可缺少、绝不能缺失的功能。

什么是区块链的数据存储结构

区块链最基础的部分是数据层，它主要得负责数据的存储跟管理。在比特币系统里，数据层运用默克尔树这种特殊的数据结构去组织交易信息，每个区块都含有前一个区块的哈希值，进而形成一条不可篡改的链条。这类链式结构保证了任何针对历史数据的修改都会被马上发现。数据层还涵盖了账户地址、交易金额等具体信息，这些数据借助非对称加密技术加以保护，只有持有私钥的用户才能够操作自身的资产。

区块链网络如何实现节点通信

区块链系统里各个节点相互发现以及交换信息的问题，被网络层成功解决了。在去中心化的网络环境中，每个节点地位平等，它们依靠P2P协议开展通信。一旦出现新的交易，发起节点会向相邻节点广播，相邻节点验证后继续传播，最终实现全网同步。比特币网络采用了gossip协议，这种传播机制确保即使部分节点离线，整个网络仍能正常运转。网络层还具备节点发现、连接管理以及数据同步等功能。

确保区块链系统里各个节点间能顺利开展信息交互，网络层发挥的作用相当关键。在去中心化网络架构当中，每个节点地位等同，通过P2P协议来达成通信。有新交易出现时，发起节点把它广播给相邻节点，相邻节点验证后持续传播，直到全网同步。比特币网络采用的gossip协议，为网络在部分节点离线情形下仍可正常运行给予了保障。网络层的职责包含节点发现，包含连接管理，还包含数据同步等好些方面，这些功能一同支撑着区块链系统的稳定运行。

共识机制如何保证区块链数据一致

区块链的核心创新之处在于共识层，它成功解决了分布式系统中节点间达成一致的关键问题。工作量证明机制运行时，矿工们要竞争计算能力来获取记账权，算出符合条件随机数后，才能将新区块添加到链上。权益证明机制则依据节点持有的代币数量及质押时间确定记账权分配。

各种不同的共识机制，于安全性方面，有着各自的长处与短处，在能源消耗层面，特征也不尽一致，可以说处理速度方面，同样各有优劣，尽管情况如此，不过它们都实实在在地确保了，于去中心化的那种环境里，所有的节点能够达成关于区块链状态的统一认识。

读过这篇文章之后，你可曾思索过，为何区块链会需要有这三个层次的分工协作呢？欢迎于评论区之中，分享你的理解。