详解区块链覆盖网络（从零开始学习区块链100）

与传统的七层网络模型类似，区块链也有自己的网络层。 了解区块链的网络层后，举一反三，快速了解基于区块链的各种服务的实现和原理。 今天我们将重点覆盖网络

通过覆盖网络（Overlay Networks）与区块链的结合，可以实现区块链的网络分层和业务分层。 请看下图了解overlay网络的网络层

从存储数据开始

2013 年，比特币协议引入了一项功能，允许我们：创建一种特殊类型的交易（称为 OP_RETURN 交易），您可以在其中嵌入 40 字节的数据。 最初，它用于向比特币交易添加上下文信息，例如运输信息。 使用此功能的一种更有创意的方法是创建最小金额的交易（0.00000001，或一个聪，加上交易费用）并嵌入任何你想要的合适信息。

因为区块链在时间戳和分布式共识方面做得非常好（这意味着网络中的大多数节点都同意某条信息是真实的 - 在比特币的情况下，该信息是交易信息和交易时间发生），你可以利用交易中存储的信息的不可逆性来永久记录某事。

40 个字节并不多，但限制往往会激发创造力。 使用此功能的有趣应用程序之一是存在证明。 对于任何文件，存在证明服务可以为它创建一个唯一 ID 的散列，而不是整个文件，然后将散列嵌入到区块链中。 之后，你可以用这笔交易的时间戳和其中存储的哈希值，通过将区块链中存储的哈希值与你手中文件的哈希值进行比较，来证明文件当时存在。 如果两个哈希值匹配，那么您就有证据证明该文件在交易发生时存在。

另一个更以用户为中心的应用程序是 Blocksign，这是一种类似于 Docusign 或 Hellosign 的数字签名服务，它使用相同的技术将签名文档存储在区块链中。

这两个应用很有意思，但是相对来说，OP_RETURN处理的是不太重要的应用。 好消息是，各个领域的开发人员都在考虑更智能的方法来更好地利用这 40 个字节。

比特币存储的缺点

比特币生态系统中的许多人都对滥用 OP_RETURN 交易以在区块链上保存数据表示担忧。 主要的担忧是矿工费用增加、充斥着垃圾的臃肿区块链以及更长的交易确认时间。

你可以将信息保存到最小的比特币交易中，但你仍然需要向矿工支付交易费用，矿工将交易确认并写入区块链。 最低交易费用现在为 0.0001 BTC，约合 0.04 美元。 这可能看起来不多，但它会随着比特币的价格而上涨，做很多记录（比如每天 5 亿条推文）是非常昂贵的。 有些人认为，创建这些旨在保存非交易信息的小交易会给比特币网络带来不必要的压力，并使区块链变得臃肿。 最后，比特币需要 10 分钟来确认交易并将交易记录到区块链中btc数据结点交易，这不能满足当前应用程序的速度要求。

这些都是合理的担忧，解决这些问题的传统方法是分叉并创建具有更快确认时间和额外存储空间的新加密货币和协议。 然而，许多团队正在通过创建覆盖网络和更谨慎地使用区块链来开发创造性的方法。我相信这是正确的方法，历史上已经开发了不同的协议

覆盖网络

覆盖网络是建立在另一个网络之上的网络。 该网络中的节点可以看作是通过虚拟或逻辑链路连接的。 虽然底层有很多物理链路，但这些虚拟或逻辑链路与路径一一对应。 例如：许多 P2P 网络是覆盖网络，因为它们运行在 Internet 之上。 覆盖网络允许将信息路由到没有 IP 地址标识符的目标主机。 例如，Freenet 和 DHT（分布式哈希表）可以将信息路由到一个存储特定文件的节点，而这个节点的 IP 地址是事先不知道的。

覆盖网络利用附加功能，例如存储某些类型的数据或文件——一种扩展（或补充）比特币区块链的系统。 它与区块链一起构成共享数据层。

最初，开发分叉了比特币协议，以便新协议支持特定功能并在其自己的区块链上发行山寨币。 然而，在比特币区块链上构建应用程序有很多优势。 通过在比特币上构建应用程序，您可以受益于比特币的流动性和网络效应——这是在独立区块链上推出的新加密货币所不具备的优势。

“覆盖网络”是一个广义术语。 这些系统中的大多数仍在不断涌现，它们必然具有不同的架构。 无论他们采取什么形式，他们的共同点是他们与比特币区块链的联系，并利用这种联系来服务于他们的目标（例如通过使用比特币作为激励、确认数据等），就像区块链一样，它是去中心化的并且可以被任何人使用。

在比特币网络上进行开发是一种无需创建自己的区块链即可开发自己的货币和协议的有效方式。 Counterparty 和 Mastercoin 是两个现成的例子。 Contractcoin 的协议文档详细解释了它的工作原理以及它与比特币的关系。 本质上，虽然合约币种有自己的货币（XCP），但每笔 XCP 交易都需要少量的比特币交易支持。 万事达币与合约币并不完全相同，但原理相似。

另一种方法是利用侧链。 Blockstream 公司开发了这项技术。 侧链的基本概念：理论上，侧链允许开发者在自己的区块链上创建自己的、专用的加密货币或侧链btc数据结点交易，但这些加密货币不同于山寨币，它们可以在比特币区块链和你自己的区块链之间自由转移侧链从比特币的流动性中获益。

覆盖网络的最后一个例子是 Factom，它是一个“区块链数据层”，可用于实时编码和审计大量记录。 Factom 是一个独立的网络，拥有自己的节点，使用分布式哈希表存储数据，这些数据会定期哈希并记录到比特币区块链。 这种方法的不同方面使其对某些应用程序非常有用，而对其他应用程序则不是那么有用，但它是您可以构建覆盖的一个很好的例子。

那里有更多新兴的覆盖网络，我认为我们将来会看到更多成熟的覆盖网络（我真的很想看到一个去中心化的 MongoDB 兼容数据库）。 丰富的覆盖供应——每一个都提供服务——将使开发人员能够为其应用程序实施低成本、安全的去中心化架构。

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今天排号的时候才发现是第100篇。 我有些感动，但还是坚持了下来。 层次结构是一个很好的逻辑概念，有利于协议的维护和扩展。 其中许多是相互关联的。 您也可以分享这篇文章，让更多人关注。 您的支持和鼓励是我最大的动力。 长按二维码关注

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