《区块链基础以及应用》 课件——3-2 网络层.pptxVIP

网络层《区块链基础以及应用》BlockChain

目录01网络层概述Networklayeroverview02P2P网络Peer-to-peernetwork03数据传播协议Datadisseminationprotocol04数据验证机制Dataverificationmechanism05比特币网络Bitcoinnetwork06以太坊网络Ethereumnetwork

网络层概述NetworklayeroverviewPart01

网络层概述 网络层封装了区块链系统的组网方式，消息传播协议和数据验证机制等要素。 网络层的主要目的是实现区块链网络中节点之间的信息交流。网络层主要通过P2P技术实现分布式网络的机制，网络层包括P2P组网机制、数据传播机制和数据验证机制，因此区块链本质上是一个P2P（点对点）网络,具备自动组网的机制，节点之间通过维护一个共同的区块链结构来保持通信。每一个节点既接收信息，也产生信息。

P2P网络Peer-to-peernetworkPart02

P2P网络P2P网络主要功能包括实现网络拓扑，交互共识协议信息以及广播/接收交易和区块信息等。一个新的节点依赖与种子节点的交互，实现网络邻居节点自动发现与组网，形成去中心化网络拓扑。

数据传播协议DatadisseminationprotocolPart03

数据传播协议比特币交易节点将新生成的交易数据向全网所有节点进行广播。每个节点都将收集到的交易数据存储到一个区块中。每个节点基于自身算力在区块中找到一个具有足够难度的工作量证明。当节点找到区块的工作量证明后，就向全网所有节点广播此区块。仅当包含在区块中的所有交易都是有效的且之前未存在过的，其他节点才认同该区块的有效性。其他节点接受该数据区块，并在该区块的末尾制造新的区块以延长该链条，而将被接受区块的随机哈希值视为先于新区块的随机哈希值。

数据验证机制DataverificationmechanismPart04

数据验证机制 P2P网络中的每个节点都时刻监听比特币网络中广播的数据与新区块。节点接受到邻近节点发来的数据后，将首先验证该数据的有效性。如果数据有效，则按照接受顺序为新数据建立存储池以暂存尚未记入区块的有效数据，同时继续向邻近节点转发；如果数据无效，则立即废弃该数据，从而保证无效数据不会在区块链网络继续传播。

比特币网络BitcoinnetworkPart05

比特币网络挖矿路由钱包区块链数据库

比特币网络一些节点包含完整的区块链数据库，数据库中包含所有的交易数据，这类节点被称为全节点。全节点可以独立自主的校验所有交易。还有一些节点只包含了部分区块链数据，一般只包含区块头，该类节点被称为SPV节点或者轻量级节点。矿工节点是通过在特殊的设备上面运行工作量证明（PoW）算法的方式（挖矿）来相互竞争的生成新的区块。

以太坊网络EthereumnetworkPart06

以太坊网络以太坊使用P2P网络是有结构的，其P2P网络通过Kademlia（简称Kad）算法来实现。Kad算法作为DHT（分布式哈希表）技术的一种，可以在分布式环境下实现快速而又准确的路由和定位数据的功能。

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