以太坊架构分析

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建筑学

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顶层架构设计

区块链可以简单分为三层，协议层、扩展层和应用层。 其中，协议层又可分为存储层和网络层，两者相互独立又密不可分。

以太坊的最顶层是DApp，是整个区块链的展示层。 通过Web3.js和智能合约层进行交换。 例如以太坊架构，以太坊使用 truffle 和 web3-js。 区块链的应用层可以是移动端、Web端，也可以集成到现有的服务器中，将当前的业务服务器作为应用层。

所有的智能合约都运行在EVM（以太坊虚拟机）上，会使用RPC（Remote Procedure Call Protocol，远程过程调用直观上就是A通过网络调用B的process方法）。

EVM和RPC下面是以太坊的四大核心内容，包括：区块链、共识算法、挖矿和网络层。 除了DApp，其他部分都在以太坊客户端。 最受欢迎的以太坊客户端是 Geth (Go-Ethereum)。

区块链

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从数据结构来看

协议层是最底层的技术。 这个层次通常是一个完整的区块链产品，类似于我们电脑的操作系统，维护着网络节点，只提供Api供调用。 网络编程、分布式算法、加密签名、数据存储技术等四个方面，分布式算法基本属于业务逻辑的实现，任何语言都可以做到，直接简单使用加密签名技术以太坊架构，数据库技术也主要在使用水平。

存储层：一个块（Block）+链表和区块链数据结构。 以太坊使用的数据库是 levelDB。

网络层：p2p网络，P2P网络实现和并发处理是开发的难点，所以针对那些网络编程能力强，并发处理简单的语言，Nodejs开发区块链应用，逐渐流行起来。 Go语言开始火了。

共识层：即激励层，通过挖矿机制，制定区块链中货币的获取方式。 比如比特币采用POW（Proof of Work）：计算机的性能越好，越容易获得金钱奖励。 还有POS（Proof of Stake）：类似于众筹分红的概念，会根据你持有货币的数量和时间向持有人支付利息。

扩展层：类似于计算机驱动程序，以太坊的这一部分包括两部分：EVM（Ethereum Virtual Machine）和智能合约。 就是让区块链产品更加实用，比如以太坊中“智能合约”的概念，就是一个典型的扩展层面的应用开发。

合约层：以前的区块链没有这一层。 因此，原有的区块链只能进行交易，不能用于其他领域，不能进行其他逻辑处理。 但是合约层的出现，“智能合约”是“可编程合约”，或者说是“合约智能”，其中的“智能”就是执行的智能，也就是说当满足一定的条件时，自动合约的执行使得其他领域使用区块链成为现实。

应用层：类似于计算机中的各种软件程序，区块链的表现层。 DAPP产品其实就是这个层面的应用。 智能合约发布在区块链上。 人们通过地址访问这个区块，然后与智能合约进行交互。 以太坊使用 truffle 和 web3-js。 区块链应用层可以是移动端、Web端，也可以集成到现有的服务器中，将当前的业务服务器视为应用层。 基于此开发的DAPP实际上是在智能合约的基础上封装了一层Web应用。 代币的发行就在这一层，DAPP提供的Web应用与智能合约进行交互。

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