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CAP:分布式存儲要解決的3個基本問題_40億比特幣能提現嗎

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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。

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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。

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利用P2P協議進行節點之間數據傳輸主要有兩個功能點:

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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。

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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。

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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