区块链技术可扩展方案分层模型综述怎么写(区块链技术可扩展方案分层模型综述怎么写)

要系统的考虑区块链技术可扩展方案，首先必须理解区块链技术框架，如图所示：
典型区块链架构
当前主流的区块链架构包含六个层级：网络层、数据层、共识层、激励层、合约层和应用层。图中将数据层和网络层的位置进行了对调，主要用途将在下一节中详述。
网络层:区块链网络本质上是一个P2P(点对点)网络。网络中的资源和服务分散在各个节点上，信息的传递和服务的实现直接在节点之间进行，不需要中间链路和服务器的介入。每个节点不仅接收信息，还产生信息。节点通过维护公共区块链来同步信息。当一个节点创建一个新的块时，它会以广播的形式通知其他节点。其他节点收到信息后，会对该块进行验证，并在该块的基础上创建一个新的块，从而实现全网共同维护一个底层账本的功能。所以网络层会涉及到P2P网络的设计，传输机制，验证机制等。显然，这些设计都可以影响块信息的确认速度，网络层可以作为区块链技术可扩展方案中的一个研究方向；
数据层:区块链的底层数据是块+链表的数据结构，包括数据块、链结构、时间戳、哈希函数、Merkle树、非对称加密等设计。其中，数据块和链结构可以作为区块链技术可扩展方案对数据层研究的改进方向。
共识层:是高度分散的节点对块数据的有效性快速达成共识的基础。主要的共识机制是POW(工作量证明机制)和POS(股权证明机制)。DPOS(委托股权证明委托权利证明机制)和PBFT(实用拜占庭容错实用拜占庭容错)等。，一直是区块链技术可扩展方案中的亮点。
激励层:通常被称为挖掘机制，用于设计一定的经济激励模型，鼓励节点参与区块链的安全验证，包括分配机制和分发机制的设计。这一水平的提高似乎与区块链的可扩展性没有直接关系。
契约层:主要指各种脚本代码、算法机制和智能契约。严格来说，第一代区块链缺少了这一层，所以它们只能交易，而不能用于其他领域或执行其他逻辑处理。契约层的出现使得在其他领域使用区块链成为现实。以太坊的这一部分包括EVM(以太坊虚拟机)和智能合约。这一水平的提高似乎为区块链的可扩展性提供了一个潜在的新方向，但在结构上似乎没有直接的联系。
应用层:是区块链的展示层，包括各种应用场景和案例。比如以太坊用的是松露和web3-js。区块链的应用层可以是移动的、web的，也可以集成到现有的服务器中，以当前的业务服务器为应用层。这一水平的提高似乎也为区块链的可扩展性提供了一个潜在的新方向，但在结构上似乎没有直接的联系。
可见，单从结构分析来看，区块链技术的可扩展解决方案可以直接从网络层(P2P网络、传输机制和验证机制)、数据层(数据块和链结构)、共识层进行改进，实现优化。
以太坊社区在区块链伸缩性中提出了层提升的概念:一层提升和二层提升。第一层改进是指提高一个公链本身的可扩展性，即链上改进；第二层提升是指在不影响公链本身的情况下，通过其他方式提升可扩展性，也就是链下的提升(这里链下的意思仅指脱离公链)，比如侧链、跨链、状态通道等，后面会介绍。
在这一认识的基础上，我们借鉴计算机网络分层管理和各层标准化设计的思想，将区块链与传统的互联网OSI模型相结合，建立了区块链技术可扩展性的三个一级分层模型:第0层数据传输层、第1层链上公链本身(底账本)层和第2层链外可扩展性(应用扩展)层。在一级层次的基础上，结合区块链架构，可以进一步分解为七个二级层次进行详细研究，如图7所示:

区块链分层研究构架图