Web3庞大而又复杂，结合了各种组件、技术和概念。无论你是 Web3、区块链和加密货币的新手还是老手，通过这篇稿子，你都将获得一个关于支持 Web3 的各种组件的高层次概述，使你能够理解每个组件的目的和好处。具体来说，这个系列的目的是：

1.提供 Web3 基本组件的概述

2.评估各种组件的目的

我们将 Web3 定义为互联网的次迭代，将如今的互联网中我们所喜爱的东西与可验证的数字所有权、开放系统、透明度和不可更改性相结合。Web3、区块链和加密是三个密切相关的主题，但在本篇中会被视为三个独立的术语。

  • 区块链：一种技术创新，能够实现可验证的数字所有权、透明度和不可更改性

  • Crypto：加密货币的简称，描述了区块链网络上加密安全的代币

  • Web3：包括区块链、加密货币，以及建立在它们之上的所有生态系统和创新

要了解 Web3，我们必须首先了解基础的区块链和加密技术。虽然 Web3 仍然是一个相对年轻的概念，比特币在 2009 年才推出，但随着新的技术创新以疯狂的速度进入市场，这个行业正在迅速发展。

我希望这个系列能帮助你深入钻研 Web3，并能帮助你找到可以在这个系列之外自己研究的感兴趣的领域。在每一个主题中，都可以找到几十个更深入的补充材料的链接，以帮助引导你找到有用的内容。

这个系列分为三个部分，你所在的第一个部分涵盖了从 Web3 节点基础设施到 layer 1 区块链网络如何工作的所有内容。下一篇文章将介绍 layer 2、互操作性和建立在本篇文章所概述的基元上的庞大的 dApp 生态系统。最后，最后一块将涵盖链外环境和链上/链下通信。

Web3 基础设施概述

我们将 Web3 基础设施分为多个部分，反映了链上生态系统、支持链上生态系统的链下环境以及将去中心化的网络相互连接并允许这些网络与链下环境连接的中间件。

  • 链上生态系统

    • 第一层网络：单体网络、模块化网络、共识（PoW、PoS）、共享账本技术、虚拟机与 EVM 兼容、智能合约和 ERC 代币标准

    • 第二层网络：闪电网络、optimistic rollup、零知识 rollup

    • 节点层：挖矿/验证节点、节点客户端软件、挖矿/盯盘池

    • 网络层：

    • 去中心化的应用程序（dApp）层

  • 链外环境：分析、审计与安全、钱包、中心化交易所（CEX）、开发者工具（框架、IDE）、去中心化云（存储、计算、索引）。

  • 互操作性层（“中间件”）：

    • 网络互操作性：链桥、原子 swap

    • 链上/链下通信工具。区块链 API、Oracle

链上生态系统

链上生态系统分为三个主要层：

  • 去中心化的应用程序（dApp）层

  • 网络层

  • 节点层

这三层结合在一起，实现了 Web3 最著名的由智能合约驱动的生态系统和应用。我们从节点层开始看链上的生态系统，然后一直到 dApp 层。

节点层

这一层也经常被称为硬件层，因为在这一层，硬件以及与操作硬件参与特定区块链网络有关的一切都被设置好了。

节点客户端

节点是一个服务器，它运行一个被称为客户端的网络专用软件，它允许节点参与网络的区块创建过程，允许访问整个区块链的历史数据，并允许执行 RPC 命令（在Layer1部分有更多介绍）。RPC 是指远程程序调用，它允许节点调用和执行某些命令。

在撰写这篇文章时，按市值计算，最大的两个区块链网络是比特币和以太坊。虽然参与每个网络有不同的要求，但它们都需要一个符合客户硬件规格的服务器（任何计算机），一个互联网连接，以及客户端软件。对于比特币，最流行的客户端软件是Bitcoin Core，而对于以太坊，最流行的客户端是GETH（Go Ethereum）.

客户端还编纂了区块链的规则，并确保任何被验证的新区块也遵守同样的规则。这很重要，因为如果一个节点验证了一个其他节点不接受的区块，网络就会分叉：一组节点遵循一套规则，而其余节点遵循另一套规则。虽然他们可能共享相同的历史，但在不同的验证规则被引入的那一刻，一个新的链被创建并只被接受新规则的节点所接受。

虽然以上是最流行的客户端，但它们并不是可以用来参与区块链网络的唯一客户端。只要其他客户端使用相同的验证规则，他们就可以验证区块并为区块链作出贡献。

  • 比特币客户端

  • 以太坊客户端

要阅读更多关于区块链如何工作的信息，请跳到Layer 1 网络部分。

节点基础设施供应商

通常鼓励普通用户运行自己的节点，以支持公共网络的去中心化。当更多的用户运行他们自己的节点时，单个行为者积累大多数运行节点并攻击网络的机会就会减少。用户被鼓励通过区块奖励和交易费用来运行他们自己的节点，网络将这些费用分配给节点运营商。

尽管有这些激励措施，用户不愿意自己建立节点的原因有很多：复杂的技术设置，购买必要硬件的前期资金有限，或者只是暂时需要节点。这就是节点基础设施供应商的作用。这些供应商负责节点的设置和操作，为客户提供端到端的服务。一些专门从事节点基础设施的大型供应商包括Blockdaemon和Atlas.

这些节点基础设施供应商的一个经常被忽视的目的是为那些尚未建立强大的、去中心化的节点网络的新区块链项目建立节点。这些较新的网络可以利用节点基础设施供应商来启动一个全球分布式网络，而不需要在每个国家建立自己的基础设施。

矿池和质押提供商

节点基础设施提供商为客户建立节点，而挖矿池和质押提供商则运营自己的节点，但允许用户在其节点下汇集资源。这增加了节点从网络中获得区块奖励和交易费收入的可能性。对于想把自己的闲置硬件投入使用的用户来说，这意味着他们可以加入一个矿池，而不需要任何复杂的技术设置，并开始用他们现有的资源赚取收入。

不同共识机制的网络节点操作有一些细微差别。基本上，使用工作证明的网络汇集了计算资源，而权益证明的网络汇集了网络代币。对于工作证明网络来说，矿池大大降低了进入的技术门槛，而对于权益证明网络来说，质押提供者则大大降低了进入的财务门槛（所需的最低质押）。更多细节将在共识部分介绍。

一些最大的矿池包括Foundry USA和F2POOL，而一些最大的质押提供商包括Lido和Rocketpool.

节点层总结

Web3 的节点层由数千个全球分布的节点组成，每个属于特定网络的节点都运行该网络所需的客户端软件。只要客户端软件的验证规则与网络上的其他节点相同，该节点就可以正常运行，而不会造成区块链的分叉。

虽然任何人都可以在去中心化公链网络上运行自己的节点，但节点基础设施供应商专门负责设置和运营运行节点和启动网络所需的硬件。

最后，矿池和质押供应商的行为降低了采矿和质押业务的进入门槛。这使得用户可以参与挖矿和质押活动，赚取网络奖励，而不必满足全部网络要求。

网络层

区块链网络建立在上述的节点基础设施之上。网络层由各部分组成，包括各种技术，基本层是 layer 1 网络、layer 2 网络和在这些网络之间进行通信的互操作层。

Layer 1 网络

比特币、以太坊和Solana可能是在撰写本文时最知名的 Layer 1 网络。Layer 1 网络是指 Web3 生态系统中结算交易的主要网络。Layer 2 网络是作为 Layer 1 网络的更深层存在的，交易可以被降级到 Layer 2 网络上（在我的下一篇文章中会有更多介绍）。虽然在架构上有很大的不同，但它们都依赖于一组类似的架构基元。

  • 它们都有一个共享账本，跟踪网络上的交易

  • 它们都采用机制来实现与哪些交易和区块被认为是有效的共识

  • 它们都有一种方法来计算发送到网络的命令（以太坊、 Solana 和其他 EVM 兼容链的虚拟机，以及比特币网络的 Bitcoin Script）

在下面的章节中，我们将分别研究这三个要素，并剖析