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區塊鏈是一種採用分布式儲存

發布時間: 2023-12-05 19:13:37

區塊鏈技術的功能特徵

區塊鏈在本質上是一種分布式的存儲系統,由於其採用了交易記賬式的存儲模型,也可以稱其為分布式記賬系統。北京木奇移動技術有限公司,專業的區塊鏈開發公司,歡迎交流合作。下面講一下區塊鏈技術的功能特徵。

在傳統的平台技術中,中心決策是非常常見的一種數據處理方式,例如銀行傳統的轉賬方式中,交易信息要經過銀行的中心伺服器集群進行處理,通過層層的數據上傳和指令分發完成兩個賬戶間的交易。而區塊鏈中的每筆交易都是交易人雙方直接進行溝通和交易的,從發起交易到交易完成確認,不經過任何中介機構,所有節點都是平等的,具有完全相同的許可權,這種在網路中點對點交易的模式,使區塊鏈應用免於中介交易的風險。

需要注意的是,區塊鏈雖然經常被稱為分布式賬本,甚至其本質就是一種分布式的存儲系統,但區塊鏈與常規的分布式系統不同,它的分布式結構更加特殊。分布式是與中心化相對應的一個概念,中心化結構中的所有分節點都只與中心節點進行數據交互,相互之間沒有任何聯系,因此中心節點需要承擔全部的負載,一個中心化系統的效率基本只與中心節點的處理速度相關,同時一旦中心節點出現阻塞、死鎖、宕機等問題,整個中心化系統就會隨之停滯運行甚至直接崩潰。而分布式結構中的特點則是存在多個可以與其他節點的進行數據交互的節點,分布式網路存儲技術則是將數據分散的存儲於多台獨立的機器設備上。這聽起來有些拗口,但如果對其基於中心化特點進行分類描述就容易理解了,分布式結構包括了多中心化結構與去中心化結構。

多中心化系統是指由多個中心化系統構成的系統,其中每一個中心化系統都包括一個主節點和若干個從節點。在進行任務處理時,由主節點將任務拆解為多個分任務,並分別下發至其下屬的多個從節點同時進行處理。從節點將處理結果回傳至主節點後,主節點將對各個分任務的處理結果進行整合,最終完成任務。當然這只是一個簡化的任務處理描述,多中心化系統可能存在多層主從結構,形成樹狀的任務分配結構。同時,從節點還可能聽命於多個主節點的調配,基於復雜的任務管理機制,實現效率最大化。但多中心化與去中心的根本區別在於是否有一個中心節點控制著各個主節點的運行,如果最頂層的節點是多個節點,那麼它就是去中心化,相反,如果頂層只有一個節點,它就是多中心化的。

在去中心化里,還有更為特殊的一種不存在任何中心的結構,可以稱其為完全去中心化結構,這也就是點對點網路結構,這種結構在比特幣網路中就有所體現。點對點網路結構的相對優點是高容錯、節點拓展性強、隱私性強和數據一致等,但相應也存在冗餘通信、消息延遲等問題。

圖5 網路結構劃分示意圖

一般區塊鏈領域內強調的」去中心化」,大多指的是系統的歸屬層面。系統歸於社區和所有賬戶是去中心化的,系統歸於機構甚至某個人則是中心化的。去中心化是區塊鏈的共同特徵,但點對點網路這種完全去中心化結構卻在當前的應用較少,只有比特幣、以太坊等公有鏈屬於這種結構,因為全世界任何人都可以隨時進入到系統中進行讀取數據、發送可確認交易、競爭記賬行為,這導致了其安全性和系統效率不能得到保障。私有鏈往往具有一個或多個中心對節點進行管控,所有操作均需得到該中心的許可並受其約束和限制,雖然其進行常規數據處理時採用去中心化的機制,但它在嚴格意義只是一種分布式的區塊鏈部署模型。而聯盟鏈則可被視為私有鏈的集合,是公有鏈在安全性與高效性上的妥協,它採用了多中心的技術架構。

區塊鏈由於具有不可篡改的天然特點,基於共識演算法保證數據一致,系統中的任何節點都無法篡改和偽造交易,所有交易內容都是確定的、沒有爭議的,交易將不存在信用風險,那麼區塊鏈系統也就具備了去信任化特徵。

基於區塊中承載內容由交易到智能合約的變化,區塊鏈的去信任化有兩個階段,第一階段是對區塊鏈網路中 歷史 交易行為真實性的信任,第二階段是以智能合約規則為基礎,對未來交易行為的信任。

第一階段對 歷史 行為真實性的信任,可以簡單理解為區塊鏈系統免除了證明 歷史 交易的過程。當我們向別人說明某事曾經發生過時,需要有證據才能讓別人相信,而這個證據往往需要一個有公信力的第三機構來證明,並通過驗真手段提供信用保證。例如進行網路購物時購物平台提供的電子交易單是證據、在外用餐時餐廳提供的稅務局發票是證據、或者在使用夫妻身份購房時機構提供的結婚證是證據。而在接受這些信息的人也需要對這些證據驗真才能確信這些事確實是發生過的,與前文對應的,在出現網路購物糾紛時,需要查詢購物平台的電子交易單是否真實存在;進行餐費報銷時,需要對發票的簽章進行核驗;確認兩人夫妻身份時,需要對結婚證的防偽標志進行核驗。但區塊鏈系統的數據被認為是不可篡改和偽造的,因此只要是向鏈上的其他節點說明一件 歷史 發生的事就不需要任何第三方證明,因為數據塊上的信息隨時可以被拿出來直接考證,這便形成了區塊鏈的 歷史 交易去信任化。

第二階段對未來交易行為的信任,因為在理想的狀態下,區塊鏈的智能合約是與業務綁定的,即智能合約在區塊鏈系統中具備強制執行力。因為智能代碼是完全公開的,且被記錄在主鏈中被所有賬戶所儲存。在智能合約被調用或是被某一機制觸發後交易將被強制執行等操作,不存在抵賴的可能性。因此在區塊鏈系統中的用戶不必擔心對方在未來的信用風險,這邊形成了對未來交易去信任化。

在公有鏈中,每一個節點的賬本都完整記錄了所有交易,區塊鏈不直接進行賬戶信息的實時記錄,而是通過交易追溯的方式得出賬戶實時信息,同時由於任何人都可以創建區塊鏈賬戶以形成區塊鏈節點,那麼公有鏈中的信息可以被認為是對所有人公開的,這就形成了區塊鏈的開放與可追溯特徵。且因公有鏈的代碼往往是開源的,那麼開放可追溯的不僅是系統中的交易數據,還有整個系統的交易規則,高度的公開透明化使區塊鏈滿足了許多需要公開數據的應用場景。

不過區塊鏈基於比特幣網路的基礎上還發展出多種變體,例如比輕節點,以及私有鏈與聯盟鏈等,這些變體不能滿足嚴格意義上的開放可追溯。輕節點只能執行和驗證交易,沒有全部的交易數據可供回溯,因此輕節點不具備可追溯性。不過這一問題只是在於用戶的選擇,如果具備足夠好的硬體環境,用戶完全可以選擇成為一個全節點而非輕節點,以便掌握全部數據。另外,加入私有鏈與聯盟鏈是需要准入許可或者被驗證的,讀取許可權是有選擇性地對外開放,並非對全網公開,這也就不滿足嚴格意義上的開放性。

Ⅱ 分布式與區塊鏈之間的關系分析

關於區塊鏈技術的探討我們在前幾期的文章中已經說過很多次了,而且也給大家介紹了使用哪些編程開發語言來實現對區塊告洞悉鏈技術的具現化,今天我們就一起來了解一下,如何從分布式的角度來分析理解區塊鏈的構造。



區塊鏈是源於比特幣中的底層技術,用於實現一個無中心的點對點現金系統,因為沒有中心機構的參與,比特幣以區塊鏈的形式來組織交易數據,防止「雙花」,達成交易共識。


傳統意義上的數字資產,比如游戲幣,是以集中式的方式管理的,僅能在單個系統中流轉,由某個中心化機構負責協調,通常以資料庫的方式來存儲。宏觀上看,區塊鏈和資料庫一樣,都是用來保存數據,只是數據存取襪乎的形式有所不同。


區塊鏈本質上是一個異地多活的分布式資料庫。異地多活的提出,原本是為了在解決系統的容災問題,多年來也一直是分布式資料庫領域在探索的方向,但鮮有成效,因為異地多活需要解決數據沖突的問題,這個問題其實不好解決。然而誕生於比特幣的區塊鏈以一種全新的方式實現了全球大的異地多活資料庫,它完全開放,沒有邊界,支持上萬節點並可隨機的加入和退出。


在區塊鏈中數據沖突問題就更加突出了,區塊鏈里每個節點是完全對等的多活架構,上萬個節點要達成一致,數據以誰為准呢?比特幣採用的方式是POW,大家來算一個謎題,誰先算出來,就擁有記賬權,在這個周期,就以他所記的賬為准,下一個周期大家重新計算。爭奪記賬權的節點決定將哪些顫陸交易打包進區塊,並將區塊同步給其他節點,其他節點仍然需要基於本地數據對區塊中的交易做驗證,並不像資料庫的主從節點間那樣無條件接受,這就是區塊鏈里的共識演算法。POW雖然消耗大量算力,好處是在爭奪記賬權的過程中POW只要在自身節點中計算hash,不需要經過網路投票來選舉,網路通信的代價小,適合大規模節點之間共識。沙河電腦培訓認為POW是目前公有鏈里完備簡單粗暴做法,經得起考驗,但問題是效率太低。


所以後面發展出了PoS、DPoS,誰擁有資產多,誰就擁有記賬權,或者大家投票,但這樣又引入了經濟學方面的問題,比如所謂的賄選的問題,這就不太好控制了。在傳統分布式資料庫里,不叫共識演算法,而叫一致性演算法,本質上也是一回事。但分布式資料庫里一般節點數都很少,而且網路是可信的,通常節點都是安全可靠的,我們基本上可以相信每一個節點,即使它出現故障,不給應答,但絕對不會給出假應答。所以在傳統公司分布式數據里,都用Raft或Paxos協議去做這種一致性演算法。


Ⅲ 區塊鏈內的數據是以什麼形式存儲

區塊鏈是分布式數據存儲,但不同的鏈的具體的存儲形式是不一樣的,分布式存儲技術並不是每台電腦都存放完整的數據,而是把數據切割後存放在不同的電腦里。就像存放100個雞蛋,不是放在同一個籃子里,而是分開放在不同的地方,加起來的總和

Ⅳ 什麼是區塊鏈概念

概念:區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。

區塊鏈的本質是一個分布式的公共賬本,任何人都可以對這個賬本進行核查,但不存在的單一用戶可以對它進行控制。在區塊鏈系統中的參與者共同維護賬本的封信:它只能按照嚴格的規則和共識進行修改。

區塊鏈發展經歷了三個階段:

1、醞釀期:2009-2012年,經濟形態以比特幣及其產業生態為主。

2、萌芽期:時期為2012-2015年,區塊鏈隨著比特幣進入公眾視野,新生的錢包支付和匯款公司出現,區塊鏈經濟擴散到金融領域。區塊鏈底層技術創新不斷。區塊鏈技術從比特幣系統中剝離出來。

3、發展期:2016年開始探索行業應用,出現了大量區塊鏈創業公司。2017年ICO的火熱讓區塊鏈受到前所未有的關注。

(4)區塊鏈是一種採用分布式儲存擴展閱讀:

三區塊鏈的三個特點:

1、區塊鏈的核心思想是去中心化:在區塊鏈系統中,任意節點之間的權利和義務都是均等的,所有的節點都有能力去用計算能力投票,從而保證了得到承認的結果是過半數節點公認的結果。即使遭受嚴重的黑客攻擊,只要黑客控制的節點數不超過全球節點總數的一半,系統就依然能正常運行,數據也不會被篡改。

2、區塊鏈最大的顛覆性在於信用的建立:理論上說,區塊鏈技術可以讓微信支付和支付寶不再有存在價值。《經濟學人》對區塊鏈做了一個形象的比喻:簡單地說,它是「一台創造信任的機器」。區塊鏈讓人們在互不信任並沒有中立中央機構的情況下,能夠做到互相協作。打擊假幣和金融詐騙未來都不需要了。

3、區塊鏈的集體維護可以降低成本:在中心化網路體系下,系統的維護和經營依賴於數據中心等平台的運維和經營,成本不可省略。區塊鏈的節點是任何人都可以參與的,每一個節點在參與記錄的同時也來驗證其他節點記錄結果的正確性,維護效率提高,成本降低。

一句話概括,區塊鏈觸動的是錢、信任和權力,這些人類賴以生存的根本性基礎。

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