將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在大型集中式數(shù)據(jù)中心會(huì)帶來性能、可用性和可伸縮性以及高資本或運(yùn)營成本問題。集中的數(shù)據(jù)也會(huì)招致復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)攻擊。由于這些原因，公司正在尋找分散數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法。區(qū)塊鏈存儲(chǔ)是一種方法。

區(qū)塊鏈存儲(chǔ)仍然是一項(xiàng)相對年輕的技術(shù)，但它的受歡迎程度正在提高。為了提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性和可靠性，潛在的企業(yè)用例已經(jīng)開始出現(xiàn)。了解這項(xiàng)技術(shù)是如何工作的，是確定該技術(shù)是否適合您的組織的第一步。

區(qū)塊鏈存儲(chǔ)是如何工作的

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N分布式分類賬技術(shù)，用于記錄兩個(gè)或多個(gè)參與方之間的交易。直到最近，這項(xiàng)技術(shù)還主要用于支持比特幣等加密貨幣，但現(xiàn)在它在其他領(lǐng)域也取得了進(jìn)展。

區(qū)塊鏈分類賬作為一個(gè)分散的數(shù)據(jù)庫，用于維護(hù)每個(gè)交易的詳細(xì)信息。這些交易按時(shí)間順序加到分類賬上，并以一組數(shù)據(jù)塊的形式存儲(chǔ)。每個(gè)塊引用前面的塊以形成一個(gè)相互連接的鏈。

由于區(qū)塊鏈的分布式特性，它被吹捧為P2P、分散存儲(chǔ)的天然選擇。

分類賬分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)完整的副本。區(qū)塊鏈自動(dòng)同步并驗(yàn)證所有節(jié)點(diǎn)上的事務(wù)。該分類賬對所有參與成員都是透明的，并可由所有成員核查，從而消除了對中央權(quán)力機(jī)構(gòu)或第三方核查服務(wù)的需要。

由于它的分布式特性，區(qū)塊鏈被吹捧為一種適合點(diǎn)對點(diǎn)（P2P）的分散存儲(chǔ)。在這個(gè)場景中，區(qū)塊鏈提供了創(chuàng)建地理上分散存儲(chǔ)資源的邏輯存儲(chǔ)池所需的結(jié)構(gòu)，這些存儲(chǔ)池充當(dāng)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)。

下圖概述了區(qū)塊鏈存儲(chǔ)的工作原理。

基于區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)系統(tǒng)為存儲(chǔ)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，然后將其分布在分散的基礎(chǔ)設(shè)施上，這個(gè)過程可以分為以下六個(gè)步驟：

1. 創(chuàng)建數(shù)據(jù)分片。存儲(chǔ)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)分成更小的段，這個(gè)過程稱為分片。分片涉及到將數(shù)據(jù)分解為可管理的塊，這些塊可以分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上。分片的確切方法取決于數(shù)據(jù)類型和進(jìn)行分片的應(yīng)用程序。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的分片不同于NoSQL數(shù)據(jù)庫的分片或文件共享上的文件分片。

2. 每個(gè)分片都進(jìn)行加密。然后，存儲(chǔ)系統(tǒng)對本地系統(tǒng)上的每個(gè)數(shù)據(jù)分片進(jìn)行加密。內(nèi)容所有者完全控制這個(gè)過程。我們的目標(biāo)是確保除了內(nèi)容所有者之外，沒有人能夠查看或訪問分片中的數(shù)據(jù)，無論數(shù)據(jù)位于何處，以及該數(shù)據(jù)是處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

3. 為每個(gè)分片生成一個(gè)哈希值。區(qū)塊鏈存儲(chǔ)系統(tǒng)根據(jù)分片的數(shù)據(jù)或加密密鑰生成一個(gè)唯一的哈希值——一個(gè)加密的固定長度輸出字符串。哈希值被添加到分類賬和分片元數(shù)據(jù)中，以將事務(wù)鏈接到存儲(chǔ)的分片。生成哈希值的確切方法因系統(tǒng)而異。

4. 復(fù)制每個(gè)分片。存儲(chǔ)系統(tǒng)復(fù)制每個(gè)分那篇，這樣就有足夠的冗余副本來確保可用性和性能，并防止發(fā)生性能下降和數(shù)據(jù)丟失的情況。內(nèi)容所有者選擇為每個(gè)分片創(chuàng)建多少個(gè)副本，以及這些分片位于何處。作為這個(gè)過程的一部分，內(nèi)容所有者應(yīng)該為要維護(hù)的最小副本數(shù)量設(shè)置一個(gè)閾值，以確保不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。

5. 分發(fā)復(fù)制的分片。P2P網(wǎng)絡(luò)將復(fù)制的分片分布到分散地理上的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，可以是區(qū)域的，也可以是全局的。多個(gè)組織或個(gè)人擁有存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，他們租用額外的存儲(chǔ)空間，以換取某種補(bǔ)償——加密貨幣。沒有一個(gè)實(shí)體會(huì)擁有所有存儲(chǔ)資源或控制存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施。只有內(nèi)容所有者才能完全訪問其所有數(shù)據(jù)，無論這些節(jié)點(diǎn)位于何處。

6. 把交易記錄到分類賬上。存儲(chǔ)系統(tǒng)記錄區(qū)塊鏈分類賬中的所有事務(wù)，并跨所有節(jié)點(diǎn)同步該信息。分類賬存儲(chǔ)與交易相關(guān)的詳細(xì)信息，如分片位置、分片哈希值和租賃成本。因?yàn)榉诸愘~是基于區(qū)塊鏈技術(shù)的，所以它是透明的、可驗(yàn)證的、可追蹤的、防篡改的。

雖然步驟6是最后列出的，但是區(qū)塊鏈集成是一個(gè)正在進(jìn)行的過程，具體的方法取決于存儲(chǔ)系統(tǒng)。例如，當(dāng)存儲(chǔ)過程第一次開始時(shí)，它可能首先在區(qū)塊鏈分類賬中記錄事務(wù)。然后，當(dāng)事務(wù)變得可用時(shí)，它將使用信息（如唯一哈希值或特定于節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)信息）更新事務(wù)。然后，在參與節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證事務(wù)之后，系統(tǒng)在分類賬中將該事務(wù)標(biāo)記為final，并鎖定它以防止更改。

這里描述的六個(gè)步驟是作為一種概念化的區(qū)塊鏈存儲(chǔ)過程方法。確切的方法將取決于特定存儲(chǔ)系統(tǒng)在給定用例中的實(shí)現(xiàn)方式，以及如何管理該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。