區(qū)塊鏈從第一代區(qū)塊鏈1.0到3.0的發(fā)展理念介紹

Amazon、Microsoft、谷歌和IBM等組織在云計(jì)算和存儲(chǔ)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。今天，云計(jì)算是完全集中的，服務(wù)提供商可以完全控制存儲(chǔ)在云上的數(shù)據(jù)。由于其集中性，很容易出現(xiàn)單點(diǎn)故障。此外，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在集中的云中很容易遭到破壞。例如，在2017年7月，Verizon發(fā)生了一次數(shù)據(jù)泄露，1400萬客戶信息丟失。Verizon的入侵是一個(gè)典型的例子，一個(gè)組織將他們的數(shù)據(jù)提供給流行的云存儲(chǔ)提供商，名為Nice Systems。

集中式與分散式系統(tǒng)

集中式與分散式網(wǎng)絡(luò)每10次運(yùn)營的平均成本（以美元計(jì)算）的比較

大多數(shù)提供商的隱私策略允許與第三方共享客戶信息，從而賦予提供商對(duì)數(shù)據(jù)的權(quán)限。因此，對(duì)于計(jì)劃將基礎(chǔ)設(shè)施遷移到云上的人來說，不斷增加的成本、數(shù)據(jù)的隱私和安全性已經(jīng)成為主要的關(guān)注點(diǎn)。

集中式網(wǎng)絡(luò)存在可擴(kuò)展性、可靠性等性能瓶頸，也存在單點(diǎn)故障、數(shù)據(jù)隱私等重大問題。分散式云存儲(chǔ)服務(wù)已經(jīng)在企業(yè)的日常流程中得到了鞏固。有許多云存儲(chǔ)提供商，如Storj、Siacoin、IPFS等，通過提供傳統(tǒng)客戶端-服務(wù)器提供商無法比擬的高安全性，在市場(chǎng)上站穩(wěn)了腳跟。許多區(qū)塊鏈公司目前正在研究和實(shí)現(xiàn)各種用例的分散式存儲(chǔ)解決方案，如存儲(chǔ)文件，這些解決方案不會(huì)破壞隱私、安全和客戶信息自由等核心價(jià)值。過去，像Limewire這樣的P2P文件共享系統(tǒng)在下載視頻和音頻文件方面非常流行，用戶可以存儲(chǔ)和維護(hù)一個(gè)文件的多個(gè)副本，并將該文件的片段發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)。但是，網(wǎng)絡(luò)參與者沒有任何真正的動(dòng)機(jī)繼續(xù)在線，系統(tǒng)內(nèi)部也沒有任何治理措施禁止不良行為者發(fā)送敏感信息。

您可以將分散式的存儲(chǔ)想象為對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，其中成員將磁盤空間匯集在一起，創(chuàng)建一個(gè)共享的全局內(nèi)存，就像Dropbox一樣。但分散式的儲(chǔ)存只有擁有該文件的人才能通過密鑰的所有權(quán)訪問該文件。它更安全，數(shù)據(jù)隱私不會(huì)被破壞，不像Dropbox或其他集中式系統(tǒng)，它們的安全性在過去曾受到威脅。

第一代區(qū)塊鏈（區(qū)塊鏈1.0）

自2009年1月首次實(shí)施區(qū)塊鏈即比特幣起源區(qū)塊以來，區(qū)塊鏈技術(shù)一直在不斷發(fā)展。第一代區(qū)塊鏈被稱為“區(qū)塊鏈1.0”，即比特幣通過一個(gè)分布式分散的數(shù)據(jù)庫將貨幣、金融交易、數(shù)據(jù)和信息存儲(chǔ)分散化，以及通過分布式、分散的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)信息。不需要像銀行或其他金融機(jī)構(gòu)這樣受信任的第三方來核實(shí)金融交易。比特幣成為第一個(gè)解決雙重支出問題的數(shù)字貨幣。網(wǎng)絡(luò)是抗審查的，不可改變的，廉潔的。最后，工作量證明（PoW）協(xié)商共識(shí)算法通過結(jié)合連接到網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算處理能力來保護(hù)和驗(yàn)證事務(wù)，從而保護(hù)分布式賬本，從而使工作量證明（Proof-of-Work， PoW）成為可能。但一些專家認(rèn)為，區(qū)塊鏈的用例遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出比特幣所能提供的。他們強(qiáng)調(diào)，比特幣可以作為TCP/IP協(xié)議套件中的一個(gè)平臺(tái)，該協(xié)議套件位于應(yīng)用程序?qū)又?，您可以在其上?gòu)建應(yīng)用程序。但是比特幣的源代碼并不完整，區(qū)塊鏈即比特幣無法模擬人類行為，比特幣也不能作為平臺(tái)使用。

區(qū)塊鏈第二代（區(qū)塊鏈2.0）

以太坊項(xiàng)目于2014年首創(chuàng)的第二代區(qū)塊鏈 “區(qū)塊鏈2.0”引入了分布式虛擬機(jī)的概念，可以在區(qū)塊鏈層之上構(gòu)建分散式的應(yīng)用程序。新一代的區(qū)塊鏈引入了圖靈完備智能合約，允許多個(gè)微事務(wù)發(fā)生并處理更大的事務(wù)量。在以太坊，比特幣每秒的交易次數(shù)從7次提高到15次，這是一個(gè)顯著的提高?，F(xiàn)在可以使用區(qū)塊鏈作為平臺(tái)。最后，它產(chǎn)生了DAO 且完全基于智能合約運(yùn)行的分散自治組織的思想，該組織在區(qū)塊鏈上管理財(cái)務(wù)和公司政策。但是這一代區(qū)塊鏈無法處理可伸縮性問題，例如，Litecoin可以處理56個(gè)tps，而Ripple可以處理高達(dá)1500個(gè)tps。相比之下，Visa和PayPal每秒可以處理大約2萬筆交易。另一個(gè)問題是當(dāng)所有這些不同的區(qū)塊鏈項(xiàng)目需要相互通信。

第三代區(qū)塊鏈（區(qū)塊鏈3.0）

隨后出現(xiàn)了“區(qū)塊鏈3.0”，它為這些具有挑戰(zhàn)性的問題提供了解決方案。并行事務(wù)是通過有向無環(huán)圖引入的，它允許多個(gè)并行數(shù)據(jù)流在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，從而劃分工作并防止網(wǎng)絡(luò)上的瓶頸。這樣做的另一個(gè)好處是分散開采者和盡量減少交易費(fèi)用。它還介紹了側(cè)鏈的概念，可以將代幣化的資產(chǎn)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)區(qū)塊，其主鏈釋放更多的事務(wù)，而用戶資產(chǎn)轉(zhuǎn)移到側(cè)鏈可以運(yùn)行他們的事務(wù)，直到他們想返回他們的資產(chǎn)為止。off-chain事務(wù)擴(kuò)展解決方案為小型社區(qū)之間的事務(wù)提供了一種獨(dú)立于主鏈完成的方式。只有當(dāng)主鏈需要更新其數(shù)據(jù)庫或需要將資產(chǎn)轉(zhuǎn)移到其他地方時(shí)，這些資產(chǎn)和附帶的數(shù)據(jù)才需要與主鏈交互。跨鏈互操作性的問題是通過跨鏈技術(shù)解決的，比如正在建設(shè)的閃電網(wǎng)絡(luò)，它允許用戶和資產(chǎn)與來自其他區(qū)塊鏈的資產(chǎn)進(jìn)行通信和交易。

隨著 filecoin、sia、storj 等項(xiàng)目的出現(xiàn)， 區(qū)塊鏈的第三代已經(jīng)將分散式的存儲(chǔ)和計(jì)算帶到了畫面中。這允許用戶將其加密的文件存儲(chǔ)在支持冗余的分布式存儲(chǔ)提供商網(wǎng)絡(luò)中， 因?yàn)椴煌峁┏绦蚬?jié)點(diǎn)上會(huì)有多個(gè)文件副本。云存儲(chǔ)設(shè)備將分布在全球各地， 并將激勵(lì)存儲(chǔ)提供商存儲(chǔ)文件。

與亞馬遜S3、Dropbox等集中式存儲(chǔ)解決方案相比，它們的價(jià)格絕對(duì)更低。例如，您可以在新航的網(wǎng)絡(luò)上存儲(chǔ)1TB存儲(chǔ)，月成本為2美元，而亞馬遜S3則為23美元。用戶很容易賺錢，因?yàn)樗麄兛梢猿鲎馑麄兊拇鎯?chǔ)空間，并保持在線以提供持續(xù)的正常運(yùn)行時(shí)間，從而獲得獎(jiǎng)勵(lì)。您可以將分散式存儲(chǔ)想象為一個(gè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，其中成員共享他們的磁盤空間，創(chuàng)建一個(gè)共享的全局內(nèi)存，就像Dropbox那樣。只有擁有該文件的人可以通過密鑰的所有權(quán)訪問該文件。它更加安全，數(shù)據(jù)隱私不像Dropbox或其他集中式系統(tǒng)那樣，它們的安全性在過去受到了損害。

結(jié)論

分散管理需要適當(dāng)?shù)闹卫?，并?yīng)涵蓋各個(gè)方面，例如誰維持分布式分類賬，誰有權(quán)決定哪些交易是有效的，誰創(chuàng)造代幣，誰決定何時(shí)改變規(guī)則等等。像2017年2月美國焊接學(xué)會(huì)（AWS）那樣出現(xiàn)了大規(guī)模的停電，當(dāng)時(shí)很多網(wǎng)站癱瘓，并開始面臨諸如鏈接中斷、圖片未加載等問題。支持分散式計(jì)算的觀點(diǎn)是，集中式云中的所有Internet設(shè)備都將其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云提供商可以訪問的集中式服務(wù)器上。在分散式云中，節(jié)點(diǎn)可以通過云進(jìn)行操作，在本地處理數(shù)據(jù)，直接通信，直接共享資源，而不需要使用中央服務(wù)器來促進(jìn)對(duì)等通信。此外，開源軟件可以很好地與分散式計(jì)算系統(tǒng)一起工作。