区块链与分布式存储:构建数据要素和市场基础设施

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什么是分布式存储(IPFS)?

分布式存储有两种技术解释。一种是将数据分散存储在多台独立设备上,实现技术架构上的分布式。不过,所属权仍然是集中式的。另一种解释是指以IPFS为代表的新一代分布式存储技术,在区块链应用领域中被广泛使用。与传统的存储技术不同,新一代的分布式存储改变了存储方式、系统架构和网络传输协议。这使得分布式存储真正实现了在不同所有方之间分布存储的能力,并提供了对数据的隐私保护与安全。

那么,什么是IPFS?

IPFS全称为InterPlanetary File System,中文名为星际文件系统。IPFS希望通过点对点传输网络构建一个完全分布式的互联网,类似于BitTorrent,但有所不同。在传统的互联网中,如果想要下载一张照片,需要告诉电脑照片所在的IP地址或域名,也就是"地址寻址"。但是如果地址不存在,即服务器关闭,就无法获取照片了。然而,可能有其他人之前已经下载过照片,并在他们的电脑上备份,但你的电脑无法获取备份。为了解决这个问题,IPFS改变了寻址方式,从"地址寻址"变为"内容寻址"。也就是说,你只需告诉电脑你想要什么资源,而不用告诉它去哪里寻找。这种从"地址寻址"到"内容寻址"的改变是IPFS与现有存储技术和互联网协议最重要的区别。此外,IPFS还是一种复合技术,其中包括BitTorrent、DHT、Git和SFS等技术。

(1)DHT是分布式哈希表(Distributed Hash Table)的缩写,是一种分布式存储方法。DHT的原理是在不需要服务器的情况下,每个客户端存储一小部分数据,并负责一定区域的检索,实现整个DHT网络的寻址和检索。所有信息都以哈希表条目的形式分散存储在各个节点上,形成一张巨大的分布式哈希表。可以将这张表类比为一本字典:只要知道信息的索引键,就可以通过Kademlia协议查询与该键对应的值,无论该值存储在哪个节点上。IPFS正是利用这一特性,确保了它成为一个没有中心调度节点的分布式系统。

(2)BitTorrent是IPFS借鉴的技术之一,在BitTorrent的客户端上传数据会获得积分奖励,而长期不上传的消极节点会被扣分。如果积分低于一定限度,网络会拒绝为这些节点提供服务。此外,BitTorrent优先分享稀缺的文件,各个客户端之间相互补充,增加了文件的可用性并提高了传输效率。

(3)Git在大文件传输或修改时经常遇到存储或传输压力大的问题,但是Git在版本迭代方面非常出色。Git将文件拆分成多个部分,并计算每个部分的哈希值,利用这些部分构建有向无环图(DAG),DAG的根节点就是文件的哈希值。这种设计的好处是,在需要修改文件时,只需修改少数节点;需要

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