来源：Cointelegraph

作者：Jagjit Singh

编译：Techub News-Peace

摘要：

1.区块链交易中元数据的解释

2.链上和链下元数据是如何存储的

3.区块链交易中的元数据示例

4.如何将元数据添加到区块链交易中？5.区块链元数据的用例6.与区块链元数据相关的挑战

1.区块链交易中元数据的解释

可以附加到区块链上加密交易的附加数据或信息被称为区块链交易中的元数据。尽管区块链的主要功能是记录和验证数字资产的转移，包括以太币（ETH）或比特币（BTC）等加密货币，但元数据允许用户在交易中添加额外信息或背景。元数据是“数据的数据”。在区块链交易背景下，它包括那些：与加密货币转移没有直接关系，但可以为交易提供额外功能的信息。

区块链交易中的元数据主要有两种类型：

On-chain metadata链上元数据

由于这些元数据直接存储在区块链上，因此它是存储在那里的交易数据的一部分。任何有权访问区块链的人都可以看到它。交易标签、注释、外部合同或文档的引用部分等信息都可以在链上元数据中找到。

Off-chain metadata链下元数据

这些数据在交易中被引用，但不会直接保存在区块链上。那些指向其他内容的链接，如提供有关交易的进一步详细信息的文件、文档或网站链接等，就可以包含在链下元数据中。链下元数据是用户可以使用以减少区块链混乱的工具。

2.链上和链下元数据的存储方式

链上元数据，如交易细节、智能合约代码和代币财产，是区块链数据结构中不可或缺的组成部分，在网络节点之间被永久的存储和复制。相比之下，链下元数据是被存储在外部的，使用加密链接，提高了区块链的效率和灵活性。

区块链的数据结构本身就包含链上元数据。这些信息在所有网络节点上永久保存和复制，并构成区块链账本的一个组成部分。大部分链上元数据是随着实际交易而被保存的。在区块链上，每一笔交易都有一个带有相关元数据的负载单元。例如，在地址之间发送加密货币时，发送方、接收方、金额和交易日期等就会被记录为链上元数据。

当涉及到智能合约时，合约的代码和附带数据作为链上元数据保存在区块链上。这涵盖了合约的功能、状态变量和相关数据。每个块都有提供某些元数据的头，这些元数据可以很轻易地访问以进行验证，如区块时间戳、区块号和交易ID等。有关代币属性（例如，代币名称、标志、供应量）的元数据经常保留在区块链上，用于例如以太坊的$ERC-721和$ERC-20等代币。相比之下，链下元数据存储在区块链之外。它可以保存在各种地方，包括链下扩容解决方案例如雷电网络（Lightning Network）中、去中心化存储系统以及外部数据库例如星际文件系统（IPFS）中。区块链使用加密哈希或指针来引用链下元数据，这为区块链上更大或不太重要的数据存储腾出了空间，减少了拥塞，并为需要私密或动态的信息的应用程序提供了灵活性。

3.区块链交易中的元数据示例

区块链中的元数据包括时间戳、交易细节、智能合约数据、数字签名、gas费用、IPFS链接、Oracle信息、非无形代币（NFT）元数据等，实现了区块链网络中的各种功能和信息存储。

时间戳

区块链的每个区块都包含一个时间戳，显示区块被添加到链中的时刻。通过此元数据记录交易的时间。

交易明细

发送方和接收方的地址、交易金额和不同的交易ID等，这是区块链上每笔交易所包含的元数据的一些例子

智能合约

数据当智能合约在区块链上执行时，合约操作所需的参数和输入数据可能包含在元数据中

数字签名

为了确认交易的合法性并证明所有权，元数据包含数字签名。

Gas费用

在以太坊等区块链上，元数据可能包括与处理交易相关的gas费用的详细信息。矿工和验证器需要这些信息来确定交易的优先级。

星际文件系统链接 （InterPlanetary File System，缩写为IPFS）是一个旨在实现文件的分布式存储、共享和持久化的网络传输协议

1IPFS的链接可以在区块链元数据中找到。用户可以根据需要通过检索对IPFS文件的引用（通常以哈希的形式）来访问区块链上的数据。可以使用这种方法存储大文件，包括与NFT等链上资产相关的图像、视频或文档。

Oracles(一个可以提供外部数据给智能合约的系统)Oracle是一种外部服务，提供真实世界的数据给智能合约。这些Oracle的信息可能包含在区块链元数据中，从而引发智能合约活动。

不可替代的代币元数据（NFT）NFT通常包含元数据，如创建者、描述和关于其所代表的数字或物理资产的其他细节。

4.如何向区块链交易添加元数据？

当用户想向区块链交易添加元数据时，他们可以通过智能合约来实现，智能合约是一种自动执行的合约，其中包含预先确定的条款。让我们以以太坊为例来理解这个过程，以太坊以其通过智能合约在交易中保存元数据的能力而闻名。

创建一个智能合约

必须先创建智能合约，然后才能添加元数据。关于元数据存储位置和方式的说明包含在本合同中。元数据可以存储在定义的变量中，通常是字符串。

这里是一个用Solidity编写的简化示例：

在上面的示例中，名为MyContract的智能合约有一个公共可读的元数据变量，并具有一个名为setMetadata的函数，该函数可以更新元数据。

与智能合约交互

个人必须通过发送交易向区块链交易添加元数据来与智能合约进行通信。这可以使用像web3.js或ethers.js这样的库来完成，也可以通过以太坊钱包应用程序来完成。

验证元数据

通过与智能合约交互并读取元数据变量，一旦交易被确认并添加到区块链中，任何人都可以验证元数据。然而，重要的是要记住，在向区块链交易添加元数据时，应考虑gas费成本、安全性和隐私等因素。

5.区块链元数据的使用案例

区块链元数据应用于广泛的行业，包括供应链管理、数字身份、智能合约、NFT和医疗保健。

供应链管理

企业可以通过将产品生产、运输和质量相关元数据放在区块链上来提高可追溯性和透明度。例如，食品生产商可以跟踪有关材料来源、通过供应链和质量检查的信息。这些信息对于解决欺诈或召回等问题、保证其合法合规、确认其真实性至关重要。此外，客户可以使用这些元数据对他们购买的财产做出明智的决定。

数字身份和身份验证

区块链元数据可用于安全管理和保存凭据以及个人数据。人们对自己的数据负责，可以允许或禁止进入的人访问，这降低了盗窃身份和侵犯隐私的可能性。企业、政府和教育机构可以使用这项技术来提高服务安全性，加快身份验证程序。

智能合约

区块链元数据至关重要的另一个领域是智能合约。这些自执行合约用元数据来决定何时以及如何执行特定条件。例如，保险智能合约可以使用气象数据作为元数据，为受不利天气条件影响的投保人立即启动赔付。

在金融行业，贷款协议可以根据作为元数据维护的信用评级和交易历史来确定资格和利率，从而实现更自动化和高效的贷款程序。

不可替代的代币元数据（NFT）

NFT和数字资产经常使用区块链信息来提供数字收藏品、艺术品和资产的意义和价值。关于发起人的信息、所有权历史和数字物品的特征都是元数据的例子。来源追踪、艺术品认证和基于NFT的去中心化应用程序（DApp）的创建都可以从这些元数据中受益匪浅。

医疗记录和数据安全

此外，医疗保健部门正在使用区块链元数据来安全管理患者记录并保证数据完整性。病史、患者同意书和数据访问日志都可以存储在元数据中，提高了健康信息的安全性和隐私性。此外，它促进了各种医疗保健系统之间的通信，并使应急人员能够更快地获得重要的医疗信息。

6.与区块链元数据相关的挑战

克服区块链元数据方面的挑战，包括可扩展性问题、数据安全问题和oracle可靠性问题，对于可持续的技术进步和广泛应用至关重要。

保持对可扩展性和存储成本的担忧很重要，因为随着区块链网络规模的增长，它们的效率可能会降低，需要更多的资源。区块链上的大量数据存储可能会给网络架构带来压力，并增加中心化的风险。

另一个问题是数据安全和隐私，尤其是在处理私人或敏感数据时。区块链的透明度可能与隐私法规相矛盾，因此必须谨慎实施和设计。此外，当依赖oracles检索外部数据时，区块链应用程序和智能合约的可靠性可能会受到恶意或错误数据被输入的影响。

应对这些挑战对于区块链技术在各个行业的持续发展和广泛应用至关重要。克服区块链元数据中的这些障碍需要多样化的战略。开发人员可以探索二层解决方案和分片技术，从主链中卸载某些数据，以避免可扩展性方面的难题。

加密区块链和许可区块链可用于提高敏感数据的数据安全性和隐私。通过使用多个数据源进行验证和信誉机制，可以确保Oracle的可靠性。因此，在强大的安全协议、创造性技术和精心设计的帮助下，区块链元数据可以变得更加高效和安全。