比特币:分布式存储要解决的3个基本问题

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分布式存储要解决的3个基本问题

1.网络结构2.数据不可篡改性

3.最终一致性

网络结构

去中心化的分布式存储是指整个发行的电子货币,以及货币交易数据有不同机构,不通个人的成千上万的计算机共同存储,共同维护了同一份相同的数据,只有共同维护的这份相同的数据才是认为最终正确的数据,任何个人篡改自己的数据都没有意义,并且存储的数据所有人都可访问。

现场 | 分布式资本合伙人孙铭:Web3确保用户自主掌控数据:金色财经现场报道,由Web3基金会主办的Web3大会10月29日在上海举行。在圆桌讨论“Web 3.0的投资趋势”上,分布式资本合伙人及总法律顾问孙铭表示,web1和2时代,几个巨头提供了几十亿人的互联网服务,中心化垄断了绝大多数互联网资源,会导致出现店大欺客现象。海量数据掌握在巨头手里,而其实数据属于用户本身。Web3通过去中心化程序提供互联网服务,确保用户自主掌控数据。[2020/10/29]

比特币采用了一种更加简单直接的方式,利用P2P协议维护整个比特币网络集群,不需要某个中心节点协调节点之间的通信,不需要所有机器投票维护集群状态。而是通过P2P协议进行节点之间的数据传输,任何节点都可以随时加入或者离开比特币网络集群,而不会对比特币网络集群产生影响,也不需要特意去修复这个集群中的故障机器。

动态 | 区块链风投公司分布式涉足质押业务,专注于亚洲市场:区块链风险投资公司Fenbushi(分布式)已经开始涉足质押(staking)业务.该公司已经与质押基础设施提供商Staked就相关倡议进行了合作。分布式投资总监Peter Yang表示,该公司的目标是成为“亚洲社区的质押服务门户”。(The Block)[2019/12/18]

利用P2P协议进行节点之间数据传输主要有两个功能点:

a.把需要存储的数据广播到所有节点上进行储存。b.查询整个网络集群中所有节点的最新数据,如果自己节点的数据与大部分节点的数据不一致,则更新自身的数据与大部分节点存储的数据一致。

声音 | 工信部李鸣:正在筹建全国区块链和分布式记账技术标准化委员会:工信部下属的中国电子技术标准化研究院区块链研究室主任李鸣在接受采访时表示,中国的区块链应用走在世界前列,已是百花齐放的态势。不仅如此,当前中国的区块链应用发展迅猛,尽管底层技术平台仍对国外有依赖,但整体水平已跻身国际前列,在区块链国际标准的十余个标准立项中,中国已经贡献了两个重要标准。李鸣认为,标准是行业发展的基石,是在一定范围内形成的共识。标准可以让更多的人能用更方便的方式使用复杂的技术,加速行业发展,造福整个社会。李鸣还透露,目前正在筹建全国区块链和分布式记账技术标准化技术委员会,首个区块链国家标准也正着手研制。[2019/11/8]

比特币是去中心化存储,最大的风险是整个比特币网络集群被破坏,篡改了整个网络存储的数据。但是上述第二个功能点能够有效的防止这种风险,由于系统会自动更新为整个集群中大部分节点存储的相同数据,所以要篡改数据,必须要同时篡改整个网络一半以上的数据,这不是说做不到,但是比特币利用区块链的方式再加上利益博弈机制,当你拥有这种能力的时候,也不需要去做篡改这种投入产出比这么低的事了,在数据不可篡改性一节中再详细描述。

动态 | 中国工业互联网研究院:分布式数据库系统等将成为工业互联网最具成长性技术:据新华财经报道,中国工业互联网研究院26日提出“全球工业互联网十大最具成长性技术展望(2019-2020年)”,其中包括基于签名加密算法的分布式数据库系统。是指以区块链技术为代表的由数据库管理系统和数据库构成的信息逻辑统一、物理节点分立的数据存取技术。[2019/7/27]

数据不可篡改性

在设计了比特币系统运行的网络结构之后,需要考虑数据的不可篡改性,因为这种数据存储是去中心化的,任何人都可以访问,那么就容易被篡改,上节描述了在这种网络结构的运行机制下,要篡改数据,必须同时更改这个网络集群上一半以上的节点数据,如果每个节点没有一个安全的保护机制的话,那是很容易做到被同时修改网络集群中据很容被更改。

为了防止上个账本的数据被篡改,产生新的账本需要依赖于上一个账本中的所有交易记录的hash值,这样一旦上个账本的数据发生变化就与新账本对应不上。但是账本中所有交易记录计算hash值是一件耗时的计算,因此比特币采用了merkle树对某个账本中的所有交易记录进行hash计算。它主要是解决账本中交易记录hash计算的效率问题。

最终一致性

是分布式存储就绕不开CAP理论,比特币也一样,比特币采用P2P协议进行节点之间的数据传输,放弃了CAP中的Consistency,采用了AP两个维度。如果放弃了Consistency这个属性,那么就产生了拜占庭将军问题,这么多节点如何达成数据一致性。拜占庭军队都是一个个小分队组成,每个小分队都有一个将军负责,将军们通过号令兵传达一系列行动,但是当中出现一些叛将,故意破坏号令怎么办?

分布式存储系统和拜占庭将军问题一样,做到一致性是很难的,在比特币开放式的全球化部署的系统集群更是如此。所以比特币放弃了强一致性,并且通过P2P点对点通信,没有中心节点,整个集群中的服务器故障,离开,加入集群都不会对整个集群产生影响。

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