ASH:分布式存储要解决的3个基本问题_TEN

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分布式存储要解决的3个基本问题

1.网络结构2.数据不可篡改性

3.最终一致性

网络结构

去中心化的分布式存储是指整个发行的电子货币，以及货币交易数据有不同机构，不通个人的成千上万的计算机共同存储，共同维护了同一份相同的数据，只有共同维护的这份相同的数据才是认为最终正确的数据，任何个人篡改自己的数据都没有意义，并且存储的数据所有人都可访问。

比特币采用了一种更加简单直接的方式，利用P2P协议维护整个比特币网络集群，不需要某个中心节点协调节点之间的通信，不需要所有机器投票维护集群状态。而是通过P2P协议进行节点之间的数据传输，任何节点都可以随时加入或者离开比特币网络集群，而不会对比特币网络集群产生影响，也不需要特意去修复这个集群中的故障机器。

利用P2P协议进行节点之间数据传输主要有两个功能点：

a.把需要存储的数据广播到所有节点上进行储存。b.查询整个网络集群中所有节点的最新数据，如果自己节点的数据与大部分节点的数据不一致，则更新自身的数据与大部分节点存储的数据一致。

比特币是去中心化存储，最大的风险是整个比特币网络集群被破坏，篡改了整个网络存储的数据。但是上述第二个功能点能够有效的防止这种风险，由于系统会自动更新为整个集群中大部分节点存储的相同数据，所以要篡改数据，必须要同时篡改整个网络一半以上的数据，这不是说做不到，但是比特币利用区块链的方式再加上利益博弈机制，当你拥有这种能力的时候，也不需要去做篡改这种投入产出比这么低的事了，在数据不可篡改性一节中再详细描述。

数据不可篡改性

在设计了比特币系统运行的网络结构之后，需要考虑数据的不可篡改性，因为这种数据存储是去中心化的，任何人都可以访问，那么就容易被篡改，上节描述了在这种网络结构的运行机制下，要篡改数据，必须同时更改这个网络集群上一半以上的节点数据，如果每个节点没有一个安全的保护机制的话，那是很容易做到被同时修改网络集群中据很容被更改。

为了防止上个账本的数据被篡改，产生新的账本需要依赖于上一个账本中的所有交易记录的hash值，这样一旦上个账本的数据发生变化就与新账本对应不上。但是账本中所有交易记录计算hash值是一件耗时的计算，因此比特币采用了merkle树对某个账本中的所有交易记录进行hash计算。它主要是解决账本中交易记录hash计算的效率问题。

最终一致性

是分布式存储就绕不开CAP理论，比特币也一样，比特币采用P2P协议进行节点之间的数据传输，放弃了CAP中的Consistency，采用了AP两个维度。如果放弃了Consistency这个属性，那么就产生了拜占庭将军问题，这么多节点如何达成数据一致性。拜占庭军队都是一个个小分队组成，每个小分队都有一个将军负责，将军们通过号令兵传达一系列行动，但是当中出现一些叛将，故意破坏号令怎么办？

分布式存储系统和拜占庭将军问题一样，做到一致性是很难的，在比特币开放式的全球化部署的系统集群更是如此。所以比特币放弃了强一致性，并且通过P2P点对点通信，没有中心节点，整个集群中的服务器故障，离开，加入集群都不会对整个集群产生影响。

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