分布式存储技术:从“你说了算”到“大家说了算”

OK区块链商学院 2019.03.20 02:27

一、何为“分布式存储技术”

按照官方的定义:分布式存储就是一种数据存储技术,通过网络使用每台机器上的磁盘空间,并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备,数据分散地存储在网络中的各个角落。

听起来有些枯燥乏味对不对?其实用简单的语言来讲,“分布式存储技术”顾名思义,是一种用来“存储数据”的技术,只不过它受到了“分布式”这一特点的加持,拥有了其他“存储技术”没有的特殊“光环”。

在区块链体系中,分布式存储技术并不是只由一个数据库、或只由某一个人来决定数据的有效和更新,“分布式”意味着每一个节点(可以理解成每个人)都拥有更新数据的权利。

如果我们把区块链存储的数据比作一个“账本”,就好像全村的“账本”并不集中在村长一个人的手里,村里的每一个人都手握一份"账本",人人都有记录账目的权利。记录账目不再是一个人的工作,而是全体节点的工作,大多数人达成一致的账目才能被视作有效的账目。

为了更好地理解“分布式”这一概念,我们将这种存储技术跟传统互联网“集中式”的存储技术作对比:

(图一:大概是这样的一张图,左边是集中式存储技术,右边是分布式存储技术)

从图中可以看出,在传统的“集中式”的存储技术下,全网只支持一个中心,所有的数据都集中放在同一个地方,就比如所有微信用户的聊天数据都存储在小马哥他一家的服务器上,在数据量小的时候,它尚且能够满足需求,但在互联网应用爆炸式增长的现在,就慢慢显现出弊端。

一旦“单点式”的中心被摧毁或者发生数据丢失、造假的情况,那么整个网络都会随之瘫痪,或者接收到错误的信息,将会产生很严重的后果;

而在“分布式”存储技术下,每一个节点都可以被看作一个中心,这样即使一个节点遭受攻击或数据篡改,其他中心也能够保证整体网络的正常运行。

“分布式存储技术”实现了把“中心”从一个变成无数个,怎么样?是不是脑袋里想起了一个熟悉的词——“去中心化”?没错,这就是区块链最大的特点“去中心化”的基本逻辑,而这些都需要通过“分布式存储技术”来实现。

二、分布式存储技术的由来

在久远的时代,美索不达米亚人就在石板上记录了税收、支付、工人薪水和个人财产,使复杂的事情变得更有效率。早期的“账簿”由少数人管理,它建立了人与人之间最初的“共识”。

而后随着社会发展,实体货币诞生,群体中的人数爆炸式增长,这种信任关系被赋予了新的需求,有不少人希望我们的信息能够从“你说了算”改变成“大家说了算”,从“交给你管理”发展到“我们一起管理”。

1982年,大卫·乔姆(David Chaum,密码学奠基人之一)提出了一种不可追踪的密码学网络支付系统,他认为,银行能够通过交易就获得用户全部隐私的行为是不应该的,因此他提出了一个去中心化的方案,密码学匿名现金系统:Ecash。

通过Ecash,银行无法通过追踪交易获得用户的全部信息。但是Ecash仍然依赖于一个中心化的中介机构维护和保存,并未达成真正的“去中心”,不过它为未来几十年的创新和研究奠定了基础。

1998 年,戴伟(Wei Dai)在论文中提出了一种匿名的、分布式的电子现金系统,并给它命名为b-money。他在当中设计了一个去中心化的分布式系统,在这个系统中,每个用户都保留着一个共同分类账的副本,是“分布式存储技术”的一个重大突破。他首次提出通过解决计算难题和去中心化共识创造货币,但是由于技术限制,该建议并未给出如何实现去中心化共识的具体方法,但我们已经清晰地看到了“去中心化”的形状。

三、分布式存储技术的应用场景

我们说了这么多,深度理解了“分布式”这一概念,又整理了它的“祖宗八代”,现在我们就具体到某个场景中,看看分布式存储技术如何给这些应用场景“注入灵魂”。

分布式存储技术作为区块链技术的根底组成部分,对比特币产生了不可或缺的支持力量:对于比特币来说,它的交易记录必须要有地方存放,这种交易记录是很有必要的,但是怎么放、放在哪呢?

根据去中心化的思想,这些交易记录不能够只存在一台电脑里面,不能被某一个机构或组织控制,那么就只能存放在世界上所有的电脑里面,依靠全世界的见证来维护每一笔交易的安全。

这样做的好处是:某一个“中心”的容量一定是有限的,安全性也很容易被攻破,但是所有人共同记录,其容量几乎是无限的,而且就算你通过黑客手段修改了自己计算机里面的交易记录,但是你没法修改全世界每台电脑的交易记录。

上面说的这种存储方式很粗暴——毕竟每台电脑都存放世界上所有人的交易数据就意味着,每一个节点加入进来都要下载全网所有的交易记录。但其实,对于比特币来说,只有矿工们的电脑才能完整地记录下世界上所有的交易记录,而且大家不用担心矿工修改记录,因为世界上的矿工有很多,同时他们修改记录需要付出的代价非常大,没有人能承担这个成本。

去中心化的分布式存储数据可以说是区块链的特色之一,它可以在所有节点上完成分布式的数据存储并完好保存下来,可是它的用处又不只仅于此。

它不仅可以实现存储加密货币的买卖记载,还能存储其他类型的数据,在许多行业都能有所运用。例如:沃尔玛运用区块链的“分布式存储技术”为供货商存储付款数据,确保付款数据安全有效。

以上就是我们本期科普的全部内容啦!如果您对区块链有什么看法或是疑问,可以在后台留言,小K君会为大家答疑解惑哦,欢迎大家留言提问。

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