比特幣:分布式存儲要解決的3個基本問題

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分布式存儲要解決的3個基本問題

1.網絡結構2.數據不可篡改性

3.最終一致性

網絡結構

去中心化的分布式存儲是指整個發行的電子貨幣，以及貨幣交易數據有不同機構，不通個人的成千上萬的計算機共同存儲，共同維護了同一份相同的數據，只有共同維護的這份相同的數據才是認為最終正確的數據，任何個人篡改自己的數據都沒有意義，并且存儲的數據所有人都可訪問。

Apron Network將集成Crust Network分布式存儲協議:3月16日，波卡生態去中心化存儲項目Crust Network發文宣布，已與波卡生態去中心化基礎設施平臺Apron Network合作。Apron Network將集成Crust Network分布式存儲協議，允許開發者在Apron網絡平臺上直接使用Crust去中心化存儲網絡。[2021/3/16 18:49:08]

比特幣采用了一種更加簡單直接的方式，利用P2P協議維護整個比特幣網絡集群，不需要某個中心節點協調節點之間的通信，不需要所有機器投票維護集群狀態。而是通過P2P協議進行節點之間的數據傳輸，任何節點都可以隨時加入或者離開比特幣網絡集群，而不會對比特幣網絡集群產生影響，也不需要特意去修復這個集群中的故障機器。

動態 | 北方信托將為基于分布式賬本技術的債券交易平臺提供資產服務:金融服務業巨頭北方信托與BondEvalue宣布建立戰略合作伙伴關系，為固定收益債券的部分所有權提供集成資產服務和數字解決方案。BondEvalue平臺結合了基于區塊鏈的分布式分類帳技術（DLT）的功能，以增強透明度和流動性，同時為新類別的投資者提供機構級投資機會。而Northern Trust將為其提供獨家資產服務。此次合作是在最近有消息稱BondEvalue平臺已獲準進入新加坡沙盒快遞的金融管理局以啟動其基于區塊鏈的債券交換的消息之后。（Businesswire）[2019/11/13]

利用P2P協議進行節點之間數據傳輸主要有兩個功能點：

動態 | 德國電信子公司T-Systems與馬耳他政府與合作提供分布式分類帳技術:德國電信子公司T-Systems與馬耳他政府簽署諒解備忘錄，T-Systems將為馬耳他區塊鏈企業提供分布式分類帳技術。（Malta Today）[2019/11/1]

a.把需要存儲的數據廣播到所有節點上進行儲存。b.查詢整個網絡集群中所有節點的最新數據，如果自己節點的數據與大部分節點的數據不一致，則更新自身的數據與大部分節點存儲的數據一致。

比特幣是去中心化存儲，最大的風險是整個比特幣網絡集群被破壞，篡改了整個網絡存儲的數據。但是上述第二個功能點能夠有效的防止這種風險，由于系統會自動更新為整個集群中大部分節點存儲的相同數據，所以要篡改數據，必須要同時篡改整個網絡一半以上的數據，這不是說做不到，但是比特幣利用區塊鏈的方式再加上利益博弈機制，當你擁有這種能力的時候，也不需要去做篡改這種投入產出比這么低的事了，在數據不可篡改性一節中再詳細描述。

現場 | InVault創始人兼CEO許斌：中心化與分布式交易所將一直并存 ?:金色財經現場報道，2018年8月11日，在2018紛智金融科技峰會（香港）上，InVault創始人兼CEO許斌指出:私鑰數據本身就是用戶的資產，通過搭建安全的體系去保護私鑰是永恒的問題。資產被盜的外部原因是黑客入侵；內部原因是不排除監守自盜的可能。甚至用戶輸入錯誤的地址也可能會導致資產丟失。加密貨幣價值的暴漲還是有巨大的趨勢的，區塊鏈安全的建設還是體系化的過程。分布式交易所和中心化交易所會一直并存，分布式交易所也不一定是安全的，兩種交易所各有利弊，適用的是不同用戶的風險偏好。[2018/8/11]

數據不可篡改性

在設計了比特幣系統運行的網絡結構之后，需要考慮數據的不可篡改性，因為這種數據存儲是去中心化的，任何人都可以訪問，那么就容易被篡改，上節描述了在這種網絡結構的運行機制下，要篡改數據，必須同時更改這個網絡集群上一半以上的節點數據，如果每個節點沒有一個安全的保護機制的話，那是很容易做到被同時修改網絡集群中據很容被更改。

為了防止上個賬本的數據被篡改，產生新的賬本需要依賴于上一個賬本中的所有交易記錄的hash值，這樣一旦上個賬本的數據發生變化就與新賬本對應不上。但是賬本中所有交易記錄計算hash值是一件耗時的計算，因此比特幣采用了merkle樹對某個賬本中的所有交易記錄進行hash計算。它主要是解決賬本中交易記錄hash計算的效率問題。

最終一致性

是分布式存儲就繞不開CAP理論，比特幣也一樣，比特幣采用P2P協議進行節點之間的數據傳輸，放棄了CAP中的Consistency，采用了AP兩個維度。如果放棄了Consistency這個屬性，那么就產生了拜占庭將軍問題，這么多節點如何達成數據一致性。拜占庭軍隊都是一個個小分隊組成，每個小分隊都有一個將軍負責，將軍們通過號令兵傳達一系列行動，但是當中出現一些叛將，故意破壞號令怎么辦？

分布式存儲系統和拜占庭將軍問題一樣，做到一致性是很難的，在比特幣開放式的全球化部署的系統集群更是如此。所以比特幣放棄了強一致性，并且通過P2P點對點通信，沒有中心節點，整個集群中的服務器故障，離開，加入集群都不會對整個集群產生影響。

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