區塊鏈存儲和分布式存儲與

1. 區塊鏈分布式存儲：生態大數據的存儲新模式

區塊鏈，當之無愧的2019最靚的詞，在 科技 領域閃閃發亮，在實體行業星光熠熠。

2019年的1024講話，讓區塊鏈這個詞煥然一新，以前它總是和傳銷和詐騙聯系在一起，「區塊鏈」這個詞總是蒙上一層灰色。但是如今，區塊鏈則是和實體經濟融合緊密相連，成為國家的戰略技術， 這個詞瞬間閃耀著熱情的紅色和生意盎然的綠色 。

「產業區塊鏈」在這個時代背景下應運而生， 是繼「互聯網」後的又一大熱門詞彙，核心就是區塊鏈必須和實體產業融合，脫虛向實，讓區塊鏈技術找到更多業務場景才是正道。

區塊鏈的本質就是一個資料庫，而且是採用的分布式存儲的方式。作為一名區塊鏈從業者，今天就來講講 區塊鏈的分布式存儲和生態大數據 結合後，碰撞產生的火花。

當前的存儲大多為中心化存儲，存儲在傳統的中心化伺服器。如果伺服器出現宕機或者故障，或者伺服器停止運營，則很多數據就會丟失。

比如我們在微信朋友圈發的圖片，在抖音上傳的視頻等等，都是中心化存儲。很多朋友會把東西存儲在網上，但是某天打開後，網頁呈現404，則表示存儲的東西已經不見了。

區塊鏈，作為一個分布式的資料庫，則能很好解決這方面的問題。這是由區塊鏈的技術特徵決定了的。 區塊鏈上的數字記錄，不可篡改、不可偽造，智能合約讓大家更高效地協同起來，從而建立可信的數字經濟秩序，能夠提高數據流轉效率，打破數據孤島，打造全新的存儲模式。

生態大數據，其實和我們每天的生活息息相關，比如每天的天氣預報，所吃的農產品的溯源數據等等，都是生態大數據的一部分。要來談這個結合，首先咱們來看看生態大數據存儲的特點。

伴隨著互聯網的發展，當前，生態大數據在存儲方面有具有如下特點：

從數據規模來看，生態數據體量很大，數據已經從TB級躍升到了PB級別。

隨著各類感測器技術、衛星遙感、雷達和視頻感知等技術的發展，數據不僅來源於傳統人工監測數據，還包括航空、航天和地面數據，他們一起產生了海量生態環境數據。近10年以來，生態數據以每年數百個TB的數據在增長。

生態環境大數據需要動態新數據和 歷史 數據相結合來處理，實時連續觀測尤為重要。只有實時處理分析這些動態新數據，並與已有 歷史 數據結合起來分析，才能挖掘出有用信息，為解決有關生態環境問題提供科學決策。

比如在當前城市建設中，提倡的生態環境修復、生態模型建設中，需要大量調用生態大數據進行分析、建模和制定方案。但是目前很多 歷史 數據因為存儲不當而消失，造成了數據的價值的流失。

既然生態大數據有這些特點，那麼它有哪些存儲需求呢？

當前，生態大數據面臨嚴重安全隱患，強安全的存儲對於生態大數據而言勢在必行。

大數據的安全主要包括大數據自身安全和大數據技術安全，比如在大數據的數據存儲中，由於黑客外部網路攻擊和人為操作不當造成數據信息泄露。外部攻擊包括對靜態數據和動態數據的數據傳輸攻擊、數據內容攻擊、數據管理和網路物理攻擊等。

例如，很多野外生態環境監測的海量數據需要網路傳輸，這就加大了網路攻擊的風險。如果涉及到軍用的一些生態環境數據，如果被黑客獲得這些數據，就可能推測到我國軍方的一些信息，或者獲取敏感的生態環境數據，後果不堪設想。

生態大數據的商業化應用需要整合集成政府、企業、科研院所等 社會 多來源的數據。只有不同類型的生態環境大數據相互連接、碰撞和共享，才能釋放生態環境大數據的價值。

以當前的智慧城市建設為例，很多城市都在全方位、多維度建立知識產權、種質資源、農資、農產品、病蟲害疫情等農業信息大數據中心，為農業產供銷提供全程信息服務。建設此類大數據中心，離不開各部門生態大數據的共享。

但是，生態大數據共享面臨著巨大挑戰。首先，我國生態環境大數據包括氣象、水利、生態、國土、農業、林業、交通、 社會 經濟等其他部門的大數據，涉及多領域多部門和多源數據。雖然目前這些部門已經建立了自己的數據平台，但這些平台之間互不連通，只是一個個的數據孤島。

其次，相關部門因為無法追蹤數據的軌跡，擔心數據的利益歸屬問題，便無法實現數據的共享。因此，要想挖掘隱藏在生態大數據背後的潛在價值，實現安全的數據共享是關鍵，也是生態大數據產生價值的前提和基礎。

生態大數據來之不易，是研究院所、企業、個人等 社會 來源的集體智慧。

其中，很多生態大數據涉及到了知識產權的保護。但是目前的中心化存儲無法保證知識產權的保護，無法對數據的使用進行溯源管理，容易造成知識產權的侵犯和隱私數據的泄露。

這些就是生態大數據在存儲方面的需求。在當前產業區塊鏈快速發展的今天，區塊鏈的分布式存儲是可以為生態大數據存儲提供全新的存儲方式的。 這個核心前提就是區塊鏈的分布式存儲、不可篡改和數據追蹤特性 。

把區塊鏈作為底層技術，搭建此類平台，專門存儲生態大數據，可以設置節點管理、存儲管理、用戶管理、許可管理、業務通道管理等。針對上層業務應用提供高可用和動態擴展的區塊鏈網路底層服務的實現。在這個平台的應用層，可以搭建API介面，讓整個平台的使用靈活可擴展。區塊鏈分布式存儲有如下特點：

利用區塊鏈的分布式存儲，能夠實現真正的生態大數據安全存儲。

首先，數據永不丟失。這點對於生態大數據的 歷史 數據特別友好，方便新老數據的調用和對比。

其次，數據不易被泄露或者攻擊。因為數據採取的是分布式存儲，如果遭遇攻擊，也只能得到存儲在部分節點里的數據碎片，無法完全獲得完整的數據信息或者數據段。

區塊鏈能夠實現生態數據的存儲即確權，這樣就能夠避免知識產權被侵害，實現安全共享。畢竟生態大數據的獲取，是需要生態工作者常年在野外駐守，提取數據的。

生態大數據來之不易，是很多生態工作者的工作心血和結晶，需要得到產權的保護，讓數據體現出應用價值和商業價值，保護生態工作者的工作動力，讓他們能夠深入一線，採集出更多優質的大數據。

同時，利用區塊鏈的數據安全共享機制，也能夠打破氣象、林業、濕地等部門的數據壁壘，構建安全可靠的數據共享機制，讓數據流轉更具價值。

現在有部分生態工作者，為了牟取私利，會將生態數據篡改。如果利用區塊鏈技術，則沒有那麼容易了。

利用加密技術，把存儲的數據放在分布式存儲平台進行加密處理。如果生態大數據發生變更，平台就可以記錄其不同版本，便於事後追溯和核查。

這個保護機制主要是利用了數據的不可篡改，滿足在使用生態大數據的各類業務過程中對數據的安全性的要求。

區塊鏈能夠對數據提供安全監控，記錄應用系統的操作日誌、資料庫的操作日誌數據，並加密存儲在系統上，提供日誌預警功能，對於異常情況通過區塊鏈瀏覽器展示出來，便於及時發現違規的操作和提供證據。

以上就是區塊鏈的分布式存儲能夠在生態大數據方面所起的作用。未來，肯定會出現很多針對生態大數據存儲的平台誕生。

生態大數據是智慧城市建設的重要基礎資料 ，引用區塊鏈技術，打造相關的生態大數據存儲和管理平台，能夠保證生態大數據的安全存儲和有效共享，為智慧城市建設添磚加瓦，推動產業區塊鏈的發展。

作者：Justina，微信公眾號：妙譯生花，從事於區塊鏈運營，擅長內容運營、海外媒體運營。

題圖來自Unsplash, 基於CC0協議。

2. 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。

3. 迅雷投資公司推分布式區塊鏈存儲產品有何意義

1月23日消息，北京雲匯天下科技有限推出的區塊鏈存儲「我家雲」近日在京東眾籌上線，眾籌價為1499元。截止今日上午11時眾籌總額已經超過600萬。

目前多家公司正在利用區塊鏈激勵用戶。區塊鏈可被分拆為兩大部分：一是點對點的去中心化的電子賬簿系統；另一個是用以維護這一系統的激勵機制。比特幣、萊特幣、以太坊等數字貨幣都是區塊鏈技術中激勵機制的產物。迅雷萬科雲、暴風播控雲和極路由等都在探索這一激勵體系。

4. 區塊鏈究竟是什麼呢

區塊鏈究竟是什麼呢？本質上講，區塊鏈是一種分布式、去中心化的網路資料庫系統， 這個系統會讓數據的存儲、更新、維護、操作變得不同。區塊鏈有四項不可缺的核心技術， 分別是：分布式存儲、共識機制、密碼學原理、智能合約。

那麼我們下面就講一講，與傳統數據處理相比，區塊鏈到底有什麼不同，幫助大家了 解區塊鏈是什麼，讓大家對區塊鏈有一個總的認知。

一、區塊鏈中的數據存儲：塊鏈式數據結構

在數據存儲方面，區塊鏈技術利用的是「塊鏈式數據結構」來驗證與存儲數據的。

塊鏈式結構是什麼意思呢？鐵鏈子大家都見過吧，一環套一環那種，那其實，每一環 我們可以看作是一個區塊，很多環節扣在一起就形成了區塊鏈。

這個所謂的「鐵鏈」是如何存儲數據的呢？簡單來講，區塊鏈和普通存儲數據的不同 之處在於：在區塊鏈上，後一個區塊里的數據是包含前一個區塊里的數據的。

以讀書為例：我們平時看書，看完第 1 頁，接著讀第 2 頁、第 3 頁......
那在區塊鏈裡面呢，如果給每個區塊標註上頁碼，那麼第 2 頁的內容是包含第 1 頁的 內容的，第 3 頁的內容包含第 1 頁和第 2 頁的內容......第 10 頁包含了前 9 頁的內容， 就是這樣一個層層嵌套的鏈條，這樣一來，就可以追溯到最本源的數據了，這就是區塊鏈 的可追溯性。

區塊鏈這種「塊鏈式數據結構」使之具備可追溯性，這就天然適用於許多領域，譬如： 食品溯源、葯品溯源等等。這樣一來，毒奶粉、假疫苗、偽劣食品事件出現的概率就會大 大降低，因為一旦出現問題，通過溯源可以清晰知道到底是哪個環節出現問題，問責追償 將會更加清晰。

二、區塊鏈中的數據更新：分布式節點共識演算法

在數據更新方面，區塊鏈技術是利用「分布式節點共識演算法」來生成和更新數據。

每每生成新的區塊（也就是更新數據的時候），都需要通過一種演算法，獲得全網 51% 以上節點的認可才能構成新的區塊。說白了就是投票，超過半數人同意就可以生成，這就 使得區塊鏈上的數據不容篡改。

為什麼這么說呢？我們還是打一個比喻：我們把區塊鏈比作一個賬本，因為都是記錄 數據的嘛，傳統世界裡，記賬權力在於記賬先生，賬本屬於記賬先生一個人的。那麼在區 塊鏈裡面，每一個人都擁有這個賬本，想要更新賬目呢，就要投票，半數人以上贊成才可 以去更新賬目數據。

在這個過程中，我們會涉及到這么幾個名詞：分布式、節點、共識演算法，這幾個名詞 其實非常好理解：

每個人都記賬（也就是人人擁有賬本，賬本分散在每個人手裡），就是所謂的「分布 式」；

大家討論、投票產生的、一致贊同的記賬辦法，就是所謂的「共識演算法」；

每一個參與記賬的人，就是所謂的「節點」。

三、 區塊鏈中的數據維護：密碼學

在數據維護階段，區塊鏈的不同之處就在於：它利用密碼學的方式來保證數據傳輸和 訪問的安全。

區塊鏈中所應用的密碼學原理主要有：哈希演算法、Merkle 哈希樹、橢圓曲線演算法、 Base58。這些原理，其實都是通過一系列復雜的運算以及換算，來保證區塊鏈上數據安全。

四、 區塊鏈中的數據操作：智能合約

智能合約，是由計算機程序定義並自動執行的承諾協議，說白了，就是用代碼執行的 一套交易准則，類似於現在的信用卡自動還款功能，開啟這個功能，你自己什麼都不用管， 到期銀行會自動扣除你欠的錢。

智能合約的突出優勢就是，很大程度上避免了由信任產生的一系列問題。
我們很多人，都遇到過被借錢的事情：朋友手頭緊了跟你借 2000 塊錢，承諾下個月 發了工資還錢，到了下個月他又找別的借口不還，拖來托去這事兒就沒譜了。本來沒多少 錢，還是朋友，雖然你很郁悶，這事也就算了。

那麼，有了智能合約以後，他就不能賴賬了，因為在智能合約上，一旦觸發合約中的 條款，代碼就會自動執行，不管他願不願意，只要他發了工資、賬戶上有了錢，他就得還 你。

總結一下本節內容，區塊鏈中有四項不可缺的核心技術，分別是：分布式存儲、共識 機制、密碼學原理、智能合約。

我們可以這樣理解：分布式存儲對應的是數據存儲這個階段，共識機制對應的是數據 的處理更新這個階段，密碼學對應的是數據安全，智能合約對應的是數據的操作問題。

5. 區塊鏈與大數據存儲究竟有著怎樣的關系

區塊鏈和大數據存儲的關系如下：
一、數據安全：區塊鏈讓數據真正「放心」流動起來
區塊鏈以其可信任性、安全性和不可篡改性，讓更多數據被解放出來。用一個典型案例來說明，即區塊鏈是如何推進基因測序大數據產生的。區塊鏈測序可以利用私鑰限制訪問許可權，從而規避法律對個人獲取基因數據的限制問題，並且利用分布式計算資源，低成本完成測序服務。區塊鏈的安全性讓測序成為工業化的解決方案，實現了全球規模的測序，從而推進數據的海量增長。
二、數據開放共享：區塊鏈保障數據私密性
政府掌握著大量高密度、高價值數據，如醫療數據、人口數據等。政府數據開放是大勢所趨，將對整個經濟社會的發展產生不可估量的推動力。然而，數據開放的主要難點和挑戰是如何在保護個人隱私的情況下開放數據。基於區塊鏈的數據脫敏技術能保證數據私密性，為隱私保護下的數據開放提供了解決方案。數據脫敏技術主要是採用了哈希處理等加密演算法。例如，基於區塊鏈技術的英格碼系統(Enigma)，在不訪問原始數據情況下運算數據，可以對數據的私密性進行保護，杜絕數據共享中的信息安全問題。例如，公司員工可放心地開放可訪問其工資信息的路徑，並共同計算出群內平均工資。每個參與者可得知其在該組中的相對地位，但對其他成員的薪酬一無所知。
數據HASH脫敏處理示意圖
三、數據存儲：區塊鏈是一種不可篡改的、全歷史的、強背書的資料庫存儲技術
區塊鏈技術，通過網路中所有節點共同參與計算，互相驗證其信息的真偽以達成全網共識，可以說區塊鏈技術是一種特定資料庫技術。迄今為止我們的大數據還處於非常基礎的階段，基於全網共識為基礎的數據可信的區塊鏈數據，是不可篡改的、全歷史的、也使數據的質量獲得前所未有的強信任背書，也使資料庫的發展進入一個新時代。
四、數據分析：區塊鏈確保數據安全性
數據分析是實現數據價值的核心。在進行數據分析時，如何有效保護個人隱私和防止核心數據泄露，成為首要考慮的問題。例如，隨著指紋數據分析應用和基因數據檢測與分析手段的普及，越來越多的人擔心，一旦個人健康數據發生泄露，將可能導致嚴重後果。區塊鏈技術可以通過多簽名私鑰、加密技術、安全多方計算技術來防止這類情況的出現。當數據被哈希後放置在區塊鏈上，使用數字簽名技術，就能夠讓那些獲得授權的人們才可以對數據進行訪問。通過私鑰既保證數據私密性，又可以共享給授權研究機構。數據統一存儲在去中心化的區塊鏈上，在不訪問原始數據情況下進行數據分析，既可以對數據的私密性進行保護，又可以安全地提供給全球科研機構、醫生共享，作為全人類的基礎健康資料庫，對未來解決突發疾病、疑難疾病帶來極大的便利。
五、數據流通：區塊鏈保障數據相關權益
對於個人或機構有價值的數據資產，可以利用區塊鏈對其進行注冊，交易記錄是全網認可的、透明的、可追溯的，明確了大數據資產來源、所有權、使用權和流通路徑，對數據資產交易具有很大價值。
一方面，區塊鏈能夠破除中介拷貝數據威脅，有利於建立可信任的數據資產交易環境。數據是一種非常特殊的商品，與普通商品有著本質區別，主要是具有所有權不清晰、 「看過、復制即被擁有」等特徵，這也決定了使用傳統商品中介的交易方式無法滿足數據的共享、交換和交易。因為中介中心有條件、有能力復制和保存所有流經的數據，這對數據生產者極不公平。這種威脅僅僅依靠承諾是無法消除的，而這種威脅的存在也成為阻礙數據流通巨大障礙。基於去中心化的區塊鏈，能夠破除中介中心拷貝數據的威脅，保障數據擁有者的合法權益。
另一方面，區塊鏈提供了可追溯路徑，能有效破解數據確權難題。區塊鏈通過網路中多個參與計算的節點來共同參與數據的計算和記錄，並且互相驗證其信息的有效，既可以進行信息防偽，又提供了可追溯路徑。把各個區塊的交易信息串起來，就形成了完整的交易明細清單，每筆交易來龍去脈非常清晰、透明。另外，當人們對某個區塊的「值」有疑問時，可方便地回溯歷史交易記錄進而判別該值是否正確，識別出該值是否已被篡改或記錄有誤。
一切在區塊鏈上有了保障，大數據自然會更加活躍起來。
幣盈中國平台上眾籌項目的代幣都是基於區塊鏈技術開發出來的，相關的信息都會記錄到區塊鏈上。

6. 區塊鏈技術是什麼

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。所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學演算法
區塊鏈（Blockchain）是比特幣的一個重要概念，它本質上是一個去中心化的資料庫，同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的信息，用於驗證其信息的有效性（防偽）和生成下一個區塊。
狹義來講，區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構，並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式

7. 現階段的區塊鏈技術中的分布式儲存與傳統的相比的差異是什麼

一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據，傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。
二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的，依靠共識機制保證存儲的一致性，而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。
數據節點可以是不同的物理機器，也可以是雲端不同的實例。
以上就是金窩窩網路分析的區塊鏈技術中與傳統的分布式儲存的差異化，可供參考。

8. 區塊鏈是怎樣防止數據篡改的

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。

跟傳統的分布式存儲有所不同，區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面：一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據，傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的，依靠共識機制保證存儲的一致性，而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。

沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據，從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多，理論上講除非所有的節點被破壞，否則賬目就不會丟失，從而保證了賬目數據的安全性。

存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到，從而保證了數據的安全和個人的隱私。

區塊鏈提出了四種不同的共識機制，適用於不同的應用場景，在效率和安全性之間取得平衡。

基於以上特點，這種數據存儲技術是可以完美防止數據被篡改的可能性，在現實中也可以運用到很多領域之中，比我們的電子存證技術在電子合同簽署上提供了更安全可靠的保證。