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中年|火龙果财经：什么是“链上”和“链下”


什么是“链上”和“链下”
中年|火龙果财经：什么是“链上”和“链下”
本文插图

区块“链”的链 ， 包含“数据链”和“节点链” 。 数据链指用链式结构组织区块数据 ， 构成数据校验和追溯的链条；“节点链”指多个节点通过网络连接在一起 ， 互相共享信息 ， 其中的共识节点则联合执行共识算法 ， 产生并确认区块 。
交易“上链”的简要过程如下：
1、记账者们收录交易 ， 按链式数据结构打包成“区块” 。
2、共识算法驱动大家验证新区块里的交易 ， 确保计算出一致的结果 。
3、数据被广播到所有节点 ， 稳妥存储下来 ， 每个节点都会存储一个完整的数据副本 。
交易一旦“上链” ， 则意味着得到完整执行 ， 达成了“分布式事务性” 。 简单地说 ， 就像一段话经过集体核准后在公告板上公示于众 ， 一字不错不少 ， 永久可见且无法涂改 。
“上链”意味着“共识”和“存储” ， 两者缺一不可 。 交易不经过共识 ， 则不能保证一致性和正确性 ， 无法被链上所有参与者接受；共识后的数据不被多方存储 ， 意味着数据有可能丢失或被单方篡改 ， 更谈不上冗余可用 。
除此之外 ， 如果仅仅是调用接口查询一下 ， 没有改变任何链上数据 ， 也不需要进行共识确认 ， 则不算“上链” 。
【中年|火龙果财经：什么是“链上”和“链下”】
或者 ， 某个业务服务本身和区块链并不直接相关 ， 或其业务流程无需参与共识 ， 所生成的数据也不写入节点存储 ， 那么这个业务服务称为“链下服务” ， 无论它是否和区块链节点共同部署在一台服务器 ， 甚至和节点进程编译在一起 。
当这个业务服务调用区块链的接口发送交易 ， 且交易完成“共识”和“存储”后 ， 才称为“上链”；如果这个交易没有按预期被打包处理 ， 那么可以叫“上链失败” 。
事实上 ， 几乎所有的区块链系统 ， 尤其是和实体经济、现实世界结合的区块链应用 ， 都需要链上链下协同 ， 用“混合架构“来实现 ， 系统本身就包含丰富的技术生态 。
*注1：交易（transaction）是区块链里的通用术语 ， 泛指发往区块链 ， 会改动链上数据和状态的一段指令和数据
*注2：本节描述的是简要的模型 ， 在多层链、分片模型里 ， 流程会更加复杂 ， 事务划分更细 ， 但“共识”和“存储”才叫上链的基本原则不变
交易之轻和“上链”之重
目前区块链底层平台逐步趋于成熟 ， 性能和成本已经不是什么大问题 ， 只是以下几个开销是因“分布式多方协作”而先天存在的：

共识开销：主流共识算法里 ， PoW（工作量证明 ， 也就是挖矿）消耗电力；PoS（权益证明）要抵押资产获得记账权；PBFT（联盟链常用的拜占庭容错算法）记账者要完成多次往返投票 ， 流程步骤繁杂 。
计算开销：除了加解密、协议解析等计算之外 ， 在支持智能合约的区块链上 ， 为了验证合约的执行结果 ， 所有节点都会无差别地执行合约代码 ， 牵一发而动全身 。
网络开销：与节点数呈指数级比例 ， 节点越多 ， 网络传播次数越多 ， 带宽和流量开销越大 ， 如果数据包过大 ， 就更雪上加霜 。
存储开销：和节点数成正比 ， 所有的链上数据 ， 都会写入所有节点的硬盘 ， 在一个有100个节点的链上 ， 就变成了100份副本 ， 如果有1000个节点 ， 那就是1000份 。
也许有人会说：“这就是‘信任’的成本 ， 值得的！”我同意 。 只是理想无法脱离现实 ， 毕竟硬件资源总是有限的 。
想象一下 ， 如果每个交易都是一个复杂科学计算任务 ， 那么每个节点CPU和内存会跑满；如果每个交易都包含一个大大的图片或视频 ， 那么全网的带宽 ， 以及各节点存储很快被塞爆；如果大家都敞开来滥用“链上”资源 ， “公地悲剧”就不可避免 。


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