分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：確保數(shù)據(jù)可追溯

 

 

既然區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)去中心化的分布式賬本數(shù)據(jù)庫(kù)，首先涉及的就是分布式數(shù)據(jù)如何進(jìn)行存儲(chǔ)的問題。

 

先來說分布式存儲(chǔ)。過去的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)都是采用集中的存儲(chǔ)設(shè)備來存放所有設(shè)備，存儲(chǔ)設(shè)備往往會(huì)帶來系統(tǒng)性能問題，以及可靠性和安全性等問題，無法滿足大規(guī)模存儲(chǔ)的需要；而分布式存儲(chǔ)就是將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在多臺(tái)獨(dú)立的設(shè)備上。打個(gè)比方，過去是把100個(gè)雞蛋放在一個(gè)籃子里，而現(xiàn)在則是把100個(gè)雞蛋放在100個(gè)籃子里。

 

再說說區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，借助分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，區(qū)塊鏈采用了區(qū)塊的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存儲(chǔ)。也就是說，新增的區(qū)塊就知道前一個(gè)區(qū)塊是什么，可以一級(jí)一級(jí)向上追溯。每一個(gè)區(qū)塊都有自己的“哈希值”或者“時(shí)間戳”，你可以理解這是區(qū)塊的“指紋”；而鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)則是為了記錄業(yè)務(wù)軌跡，在新增交易時(shí)根據(jù)前面的記錄進(jìn)行校驗(yàn)，確保區(qū)塊的內(nèi)容不被篡改。

 

 

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸：真正去中心化

 

 

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸也就是我們過去所說的P2P，還記得用電驢下載電影和音樂的經(jīng)歷嗎？電驢采取的就是一種基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸原理的文件共享網(wǎng)絡(luò)，它可以通過檢索分段從多個(gè)用戶那里下載文件，最終將下載的文件片斷拼成整個(gè)文件，因此每個(gè)人既是下載方也是上傳方，越多的人參與其中，資源下載的速度就越快。

 

 

區(qū)塊鏈既然是一個(gè)分布式的賬本數(shù)據(jù)庫(kù)，就必須要解決數(shù)據(jù)可靠傳輸問題。而點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸依賴網(wǎng)絡(luò)中參與者的計(jì)算能力和帶寬，而不是依賴和聚集在較少的幾臺(tái)服務(wù)器上，這就大大增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃浴Ｕ驗(yàn)槿绱?，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸成功應(yīng)用到了區(qū)塊鏈中。

 

區(qū)塊鏈中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，也就是讓用戶之間可以直接進(jìn)行轉(zhuǎn)賬和交易，而不需要經(jīng)過中間機(jī)構(gòu)的確認(rèn)和授權(quán)。這樣一來，不僅節(jié)省了成本，也提高了交易的效率，并且保證了數(shù)據(jù)安全。目前，區(qū)塊鏈的記賬節(jié)點(diǎn)之間、非記賬節(jié)點(diǎn)之間、客戶端與記賬節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸都是采用的這一模式。區(qū)塊鏈的去中心化特性正是由此而來。

 

 

共識(shí)機(jī)制：靈魂所在

 

 

分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸也帶來了一個(gè)新問題，那就是不同的區(qū)塊所記錄的交易事務(wù)順序不可能完全一致，共識(shí)機(jī)制順勢(shì)而生。

 

所謂共識(shí)機(jī)制，就是在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)對(duì)事物的前后順序達(dá)成共識(shí)的一種算法，它就像是區(qū)塊鏈領(lǐng)域的法律一樣，持續(xù)維系著區(qū)塊鏈的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。打個(gè)比方，在區(qū)塊鏈上每個(gè)人都有一個(gè)記錄鏈上交易的賬本，如果干壞事的人發(fā)布了一個(gè)錯(cuò)誤信息，這時(shí)就需要一個(gè)人把所有人接收到的信息進(jìn)行驗(yàn)證，最后公布最正確的信息。

 

以下是幾種常用的共識(shí)機(jī)制。

工作量證明機(jī)制(Proof of Work-PoW)：誰能最快的猜出這個(gè)唯一的數(shù)字，誰就能做信息公示人；

權(quán)益證明機(jī)制(Proof of Stake-PoS)：持有最多Token（區(qū)塊鏈上可流通的加密數(shù)字權(quán)益證明）的人來公示最終信息；

拜占庭共識(shí)算法（Practical Byzantine Fault Tolerance-PBFT）：由鏈上所有人參與投票，少于（N-1）/3個(gè)節(jié)點(diǎn)反對(duì)時(shí)就獲得公示信息的權(quán)利。

 

 

共識(shí)機(jī)制很大程度上決定了整個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間的相互信任程度，也決定了其他使用者對(duì)于區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)的信任程度，因此它也被看作是區(qū)塊鏈的靈魂。

 

 

加密算法：為數(shù)據(jù)加把鎖

 

 

嚴(yán)格來說，在互聯(lián)網(wǎng)中是沒有秘密可言的；而加密算法就是在我們希望保密的內(nèi)容上加上一把“鎖”，只有那些拿到“鑰匙”的人才能看到。這有點(diǎn)類似于QQ中的加密相冊(cè)，即便是好友也需要輸入訪問密碼才能打開相冊(cè)。

 

在區(qū)塊鏈中，交易數(shù)據(jù)是相對(duì)透明的，既需要在一定程度上公開，又要有所保留，因此如何加密非常關(guān)鍵。因?yàn)橐坏┘用芊椒ㄔ獾狡平?，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)安全將受到挑戰(zhàn)，區(qū)塊鏈的不可篡改性將不復(fù)存在。

 

現(xiàn)代加密算法的典型組件包括：加解密算法、加密密鑰、解密密鑰。其中，加解密算法自身是固定不變的，一般是公開可見的；密鑰則往往每次不同，并且需要保護(hù)起來。一般來說，對(duì)同一種算法，密鑰長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則加密強(qiáng)度越大。根據(jù)加解密的密鑰是否相同，算法又可以分為對(duì)稱加密和非對(duì)稱加密以及混合加密，它們負(fù)責(zé)確保區(qū)塊鏈中的信息安全。

 

百度的“超級(jí)鏈”

 

了解了以上的幾個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)，再來看看百度做了哪些事？

 

通過成立區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)室，百度在區(qū)塊鏈領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得突破進(jìn)展，同時(shí)借助百度云的to B商業(yè)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并行打造起具有高性能、安全可靠的一站式區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，在區(qū)塊鏈科研和區(qū)塊鏈商業(yè)化領(lǐng)域都具備領(lǐng)先的產(chǎn)品和技術(shù)能力。

 

其中，超級(jí)鏈?zhǔn)前俣扔?jì)劃開源的具備強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)吞吐力和高并發(fā)的通用智能合約處理能力的區(qū)塊鏈3.0解決方案。它基于可插拔的共識(shí)機(jī)制、DAG可并行計(jì)算網(wǎng)絡(luò)和立體網(wǎng)絡(luò)，真正突破了當(dāng)前區(qū)塊鏈的技術(shù)瓶頸。是可信公有鏈、可信聯(lián)盟鏈的最強(qiáng)大標(biāo)準(zhǔn)，百度云也將推出超級(jí)鏈的BaaS服務(wù)，讓企業(yè)用戶也能夠低成本、快捷方便地享受最先進(jìn)的區(qū)塊鏈技術(shù)。

具體而言，百度云區(qū)塊鏈解決方案整體技術(shù)架構(gòu)包含云基礎(chǔ)設(shè)施、區(qū)塊鏈PaaS、區(qū)塊鏈服務(wù)三個(gè)層面，在私有部署、公有云多場(chǎng)景支持、SLA保障、安全可控等的基礎(chǔ)上，搭建支持容器、微服務(wù)的高性能區(qū)塊鏈平臺(tái)，定位于云端的區(qū)塊鏈賦能中心，會(huì)持續(xù)的將單鏈百萬并發(fā)、單鏈多租戶、立體鏈網(wǎng)、跨鏈中間層等先進(jìn)技術(shù)，以及萊茨狗、圖騰、綠洲、度宇宙等Dapp實(shí)踐在云端開放給用戶，促進(jìn)區(qū)塊鏈全場(chǎng)景解決方案的覆蓋面，切實(shí)推動(dòng)區(qū)塊鏈的落地和推廣。