区块链架构设计有哪些？区块链作为一种架构设计的实现，与基础语言或平台等差别较大。区块链是加密货币背后的技术，是当下与VR虚拟现实等比肩的热门技术之一，本身不是新技术，类似Ajax，可以说它是一种技术架构，所以我们从架构设计的角度谈谈区块链的技术实现。无论你擅长什么编程语言，都能够参考这种设计去实现一款区块链产品。与此同时，梳理与之相关的知识图谱和体系，帮助大家系统去学习研究。
从架构设计上来说，区块链可以简单的分为三个层次，协议层、扩展层和应用层。其中，协议层又可以分为存储层和网络层，它们相互独立但又不可分割。
区块链架构图
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区块链技术架构中的三个层次是什么？
金窝窝分析区块链技术中的三个层次如下：
协议层
所谓的协议层，就是指代最底层的技术。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，它维护着网络节点，仅提供Api供调用。通常官方会提供简单的客户端(通称为钱包)，这个客户端钱包功能也很简单，只能建立地址、验证签名、转账支付、查看余额等。
扩展层
这个层面类似于电脑的驱动程序，是为了让区块链产品更加实用。
应用层
这个层面类似于电脑中的各种软件程序，是普通人可以真正直接使用的产品，也可以理解为B/S架构的产品中的浏览器端(Browser)。这个层面的应用，目前几乎是空白。
区块链技术系统是由哪些层组成的？一般说来，区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。
其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术；网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。
根据网络划分区块链的分类包括根据网络范围划分区块链的分类包括公有链、联盟链、私有链，具体如下：
1、公有链：主要是指部署在互联网范围之内，没有特别的一个权限的一个设置，也没有其他的一些什么登陆上的一些条件，任何人都可以直接下载节点来使用，任何人也可以直接通过一个客户端来连接一个节点，是没有什么限制的，其中的数据，也能够被任意的访问；
2、联盟链：也就是由若干个节点成员来组成的一个联盟网络，这种类型，主要是使用在商业环境之下，比如说多个商家之间，政府的政务，银行，税务等，他们可以共同组成一个联盟，为某一个具体的场景服务，比如说像企业跟他的客户之间，供应商之间等等可以形成一个联盟网络，联盟链相对于公有链来讲，它一般是有一个身份鉴权的，并不是所有人都可以直接来联入联盟链这个网络的，它有一个身份鉴权，同时对于数据也有一些更多的保护；
3、私有链：更多的是在企业的内部，比如一个集团企业，它的各个部门之间，它的子公司之间，从这个角度来说，这三种，它们的一个主要的区分在于针对不同的应用场景，针对一个网络的分布范围所形成的一个网络部署的差别，它是一个灵活的概念，这三者之间是根据不同的网络范围，根据应用场景的一个划分，并不是一个严格意义上的界定。
区块链正式进入3.0时代，房地产、供应链等将成应用重点领域随着区块链的不断发展，区块链的应用覆盖的范围越来越广，伴随可扩展性和效率的提高，区块链应用范围将超越金融范畴，拓展到物流、地产和物联网等领域，成为未来社会的一种最底层的协议，这也就意味着区块链将进入3.0时代。
区块链1.0时代是以BTC(去中心化概念)为代表，更多的是起到一种分布式记账的作用如BTC、Ripple、BCH、莱特币、狗狗币等。更多的是充当数字货币记账用的。当然第一个阶段发展的也并不完美，比特币还有很多问题需要解决，比如扩容，闪电支付，硬分叉等。
随着进一步完成，区块链来到了2.0时代，以ETH(智能合约)代表，进入合约阶段。
ETH为代表的区块链2.0是一大进步，但仍然存在着很多问题，比如通道拥堵，交易速度慢，分叉风险，高额手续费等等。举例来说，风靡一时的加密猫(CryptoKitties)在以太坊平台上线后，最高时占据了约25%的以太坊网络,造成了整个以太坊网络的拥堵,严重地影响了其他以太坊用户的体验。目前的发展就是处于第一个阶段到第二个阶段的过度过程。
在告别了1.0和2.0时代之后，得益于技术的不断发展，区块链变得更加实用。这也意味着区块链将彻底脱离去初创时期的金融属性，凭借其去中心化等特性，进入到各行各业的实际应用场景中去。
这也意味着区块链正式开启其3.0时代——全面应用的时代。而3.0时代的区块链产业结构，也更加复杂，今天就为大家简单分析一下。
3.0时代区块链产业分为基础层、服务层、应用层三个层次。
（1）、基础层
对应的产业链上中下游包括：上游底层技术及基础设施（核心技术、设备、底层平台部署方式），中游服务层主要是面向开发者提供基于区块链技术的应用；下游应用层包括金融、供应链管理、智能制造、政府企业、服务、社会应用等。
硬件、技术及基础设施厂商主要提供区块链应用所必备的芯片、矿机、矿池、硬盘、路由器等基础设施。
底层平台部署方式可以分为公有链、联盟链、私有链。
底层技术包括核心基础组件、协议和算法。基于底层核心技术组件，针对不同应用场景提供不同功能，包括智能合约、可编程资产、激励机制、成员管理等。
基础层提供底层区块链或分布式账本技术框架，主要包括以太坊、HyperledgerFabric、R3Corda、FISCOBCOS等。
（2）、服务层
服务层是指BaaS（BlockchainasaService）平台，国内主要的BaaS平台有蚂蚁区块链BaaS平台、腾讯云TBaaS、平安壹账链BaaS平台等。
主要是面向开发者提供基于区块链技术的应用，是在底层技术的基础上提供智能合约、信息安全、数据服务等产品化服务，提高开发者在平台层开发应用的便捷性和可拓展性。
应用及服务厂商负责区块链通用技术及技术扩展平台研发、数字货币教育与存储平台搭建等工作，为行业应用层提供技术支持。
（3）、应用层
应用层表现为核心应用组件，包括智能合约、可编程资产、激励机制、成员管理等。
是指区块链的终端使用者或服务供应商，现在区块链的主要应用场景有跨境支付、防伪溯源、供应链金融、贸易融资、电子票据、ABS等。
服务对象分为两大类：B端（起步阶段）：区块链+（金融、供应链管理、版权保护、教育）；C端（率先落地）：区块链+（共享经济、泛娱乐）。
下游区块链应用领域为区块链技术与现有行业的结合运作，现在，多个行业已经开启了区块链3.0的应用时代。
（1）、区块链+供应链
区块链+供应链实现商品信息全流程追溯。传统供应链的溯源防伪系统存在信息不透明、数据容易篡改、安全性差和相对封闭等弊端，而利用区块链技术和物联网技术，可将商品的原材料采买过程，生产过程和流通过程的信息进行整合和追溯，真正实现跨越品牌商、渠道商、零售商、消费者，精细到一物一码的全流程正品追溯，显著提升用户信任体验。
（2）、区块链+物联网
搭建万物互联时代的信息交流网络。随着物联网中设备数量的增长，区块链的分布式特性为物联网自我治理提供了途径，可以帮助物联网中的设备理解彼此，并了解不同设备间的关联，从而实现对物联网的分布式控制。
（3）、区块链+医疗
保障医疗数据安全共享。运用区块链技术对医疗数据进行数学加密，可有效防止医疗数据被恶意修改等风险。应用区块链技术开发的医疗数据共享和交换系统，将加密后的医疗数据上传，可以实现数据在患者、各医疗机构之间快速、高效、安全地进行共享和流通，有效简化了医疗数据的调用流程，为精确诊断病情提供数据保障。
（4）、区块链+房地产
区块链在房地产行业的潜在应用场景非常多，常见的如房产交易。买卖产权的过程中的痛点在于：交易过程中和交易后缺乏透明，大量的文书工作，潜在的欺诈行为，公共记录中的错误等等，而这些还仅仅只是一部分。区块链提供了一个途径去实现无纸化和快速交易的需求。此外，房地地产区块链应用可以帮助记录、追溯和转移地契、房契、留置权等等，还给金融公司、产权公司和抵押公司提供了一个平台。区块链技术致力于安全保存文件，同时增强透明性，降低成本。此外，区块链还应用建筑工程领域，在当前大火的城市更新也有很多企业在应用这一技术。例如深圳的兰房链就基于区块链提出了区块链+城市更新/建筑工程/房地产开发等一揽子解决方案，全面服务于房地产行业诸多领域，目前其官网、移动应用均已上线。
此外，区块链在供应链金融、股票交易、银行业等已经有了很多的应用，此处不再一一赘述。
作为我国十四五规划的重要内容之一，官方早已提出要加快推动区块链技术和产业创新发展，积极推进区块链和经济社会融合发展。
而要实现上述两个发展，其关键在于以下两点：
1、区块链技术核心技术突破。
区块链技术是目前我国和欧美差距最小的技术，官方特别强调在这个新兴领域我国要走在理论最前沿、占据创新制高点、取得产业新优势。要推动协同攻关，加快推进核心技术突破，为区块链应用发展提供安全可控的技术支撑。
目前区块链技术大多数依然停留在概念炒作阶段，很多业务场景单纯为了区块链而区块链。目前为止我国还没有人能在全球范围内解决三元悖论等核心技术困境，因此我们必须回归基础理论和核心技术，通过长期潜心研究，才能取得重大突破。
事实上，官方对区块链技术理论技术和后续的应用发展提出了非常高的要求，做好区块链基础理论研究，着力攻克一批关键核心技术，真正把技术研发的担子挑起来，是当前区块链发展的关键。
2、提升国际话语权和规则制定权。
不同于以往的信息技术，区块链技术具有很强的扩张性，或者叫侵略性，它的规则或者话语权决定了它的影响范围，因为每一个上链开展业务的个体或机构必须服从区块链所定的规则，无论中外均是如此。举个例子，大家使用windows系统时必须要服从windows的规则，但是windows只是为用户规定了信息交互的规则，这对我们来说是可以接受的，而区块链则规定了产业治理规则，区块链的治理规则凭借其分布式特征，其影响力可迅速超越国界和地域限制。
为了实现上述两点，我们要加强人才队伍建设，建立完善人才培养体系，打造多种形式的高层次人才培养平台，培育一批领军人物和高水平创新团队。
区块链作为架构性创新技术，对复合型人才需求巨大，要求从事者掌握涉及密码学、信息科学、基础数学等多种专业技术知识。发展区块链，必须加强学科深度交叉融合的人才队伍建设，从基础研究、应用研发、产业融合等方面前瞻和系统性地建立人才培育体系。
区块链技术是未来数字经济的重要组成部分，对于各行各业，它都有着丰富的优势。尽管已经进入3.0时代，但区块链在各行各业的垂直落地应用，才刚刚开始。
对于区块链的未来，你怎么看？