微链设计结构图

现在,我们先来看一下微链打算展示哪些功能设计,如下:

  • 自具备一个微链核心,支持同步区块数据并验证和存储区块数据到主链。

  • 自具备一个钱包功能,可以存储公钥私钥以及账户余额。

  • 自具备一个挖矿功能,用于打包区块数据并发行新的微币。


到这里就结束了,对于一个区块链应用程序来说,大的功能模块其 实就是这些,其他各种功能(如区块数据同步、数据完整性验证、解锁 与锁定脚本等〕,都可以从属于这三大模块,这些功能之间的从属关系 大致可以如下定义。

微链设计结构图

微链核心

1〕命令交互系统,用于与节点核心进行功能调用;

2〕节点尺服务,支持外部程序通过尺冗的方式访问节点;

3〕节点数据监听,用于与其他节点进行区块数据同步以及其他数 据交换;

4〕脚本系统,通过脚本的锁定与解锁执行交易合约;

5〕区块链账本维护,用于验证网络中的区块数据并打包到主链。 〔2〕钱包功能

1〕密钥维护,用于维护用户的公钥私钥和钱包地址;

2〕发起交易,发起的交易需要被节点打包到主链才有效;

3〕账务查询,如余额以及交易历史等。

挖矿

1〕区块生产,用于打包新的区块数据到主链;

2〕货币发行,用于获取新的货币奖励以实现货币发行。

大家可以看到,在这里将微链的功能做了一个模块分类,然后实际 实现一个区块链应用的时候,并不是说一定要去分别实现三个不同的独 立程序,这只是一个逻辑上的分类,比如比特币就是将挖矿程序独立出 去,在比特币的核心客户端功能中没有挖矿功能,然而以太坊却在核心 客户端中集成了所有的模块,甚至还包含了一个合约程序编写与编译的 功能(在不同的以太坊客户端中有差别〕。所以,在理解一个区块链应 用的结构时,不必过于严格僵化。

这里有几点需要提醒一下:

1〕区块链应用程序显然是一个网络软件,否则也不存在什么达成 网络共识之类的说法了,但是,注意了,一个区块链应用是可以单机运 行的,甚至不需要联网。让我们看一段对话吧。

Alice:不是所有的区块链程序都是联网使用的吗?

Bob:站在实用角度来讲这是对的,比如比特币有自己的比特币网 络,以太坊有自己的以太坊网络,如果没有这些网络,对于大家来说也 就没有意义了,但是站在技术角度,它的运行并不一定要联网,你完全 可以在自己的电脑上单机运行一个比特币程序,你的电脑也不需要联 网,这并没有问题。

Bob:有点晕是不是,这么说吧,首先,每一个区块链核心节点程 序都是独立工作的,在技术上,节点之间并不需要互相去调用对方的功 能,也不存在要去访问某个服务器的做法,这与我们通常使用的支付 宝、微信、网络游戏等是完全不一样的,比如我们使用支付宝转账,如 果支付宝的服务器关闭了或者正好某一段网络断开了,那我们是没法自 己独立使用支付宝的,甚至都无法登录。

Alice:这么说,我自己电脑上就独立安装了一个比特币程序,也不 需要联网,然后就自己挖矿吗?

Bob:技术上可以这么做,程序也能不出错地运行,只不过我这里 只是说在技术上可以这么做,作为一个软件程序,它可以正常运行。实 际上,如果不联网,那么你的节点就是一个孤立的节点,比特币主网络 中的数据你收不到,你自己的交易数据别人也收不到,从而相当于与比 特币的主网络断开了,你的任何数据变更都是没有被主网络承认的。

Alice:我明白了,区块链的节点程序都是可以各自独立运行的,而 且也都有各自独立的副本数据,只不过在运行的过程中,数据的变更需 要在网络上广播出来,让大家都来验证一下,认可一下,从而成为大家 都承认的合法数据。

Bob:是的,不过有时候为了自己测试方便,可以搭建一个自己的 网络,通过网络标识号来区分一下,这个也称为私有链。

2〕对于一个区块链应用程序来说,挖矿并不一定是必需的,在分 布式的异步网络环境下,挖矿程序主要作用是让各个节点的数据副本达 到最终一致,同时通过给矿工奖励货币的方式来发行新的货币。换言 之,如果在一个区块链程序的运行场景中,拥有良好的网络,有足够的 性能可以做到实时同步一致,挖矿就不是必需的,甚至在某些场景中如 果不需要使用数字货币,那么连发行货币的功能都是可以不需要的,比 如超级账本的设计、一些商业环境下基于区块链的审计系统等。

3〕区块链应用程序在本质上其实就是一个p2p的网络软件,它的数 据存储格式是区块链的方式,不同的节点之间互相可以同步数据,通过 一个算法作为大家共同遵循的规则来达成共识。

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