如何利用區塊鏈技術進行數據存儲？

在大型、集中式的數據中心中存儲數據，往往存在性能、可用性和可擴展性等方面問題，同時也會帶來較高的資本或運營支出。而且，集中存儲數據也極易受到複雜網路攻擊。出於這些原因，企業開始尋求去中心化數據存儲的方法——區塊鏈存儲正是其中一種。

區塊鏈存儲是一種相對年輕的技術，但它正漸漸受到更多人的歡迎。而且潛在的企業用例已經開始出現，以幫助數據中心提高數據存儲的安全性和可靠性。在確定這項技術是否適合你的企業之前，你需要了解它的工作原理。

區塊鏈存儲工作原理

區塊鏈是近年十分火熱的一門技術，很多人對它已經非常了解了，它是一種分散式賬本技術，用於記錄兩方或多方之間的交易。到現在位置，該技術主要還是用於加密貨幣，如比特幣，但它在其他領域也正取得進展。

區塊鏈分類帳作為一個去中心化的資料庫，用於保存每個事務的詳細信息。交易按時間順序添加到分類帳，並存儲為一系列的塊，每個塊引用前面的塊以形成一個互連的鏈條。

分類帳分布在多個節點上，每個節點都保存一個完整的副本。區塊鏈自動同步和驗證所有節點上的事務。分類帳對所有參與成員都是透明的，可以驗證，無需中央機構或第三方驗證服務。

由於其分散式特性，區塊鏈技術被評價為「天然適合P2P，去中心化存儲」。在這個場景(數據存儲)中，區塊鏈提供了創建一個地理上分散的存儲資源的邏輯存儲池所需的結構，其中，這些存儲池可充當區塊鏈節點。

下圖概述了區塊鏈存儲的工作原理。

基於區塊鏈的存儲系統，會為存儲準備數據，然後通過一個去中心化的基礎架構進行分發，這個過程可以分為以下六個步驟：

·創建數據分片。存儲系統將數據分成更小的片段，這個過程稱為分片(Sharding)。這一步將數據分解為可管理的塊，這些塊可以分布在多個節點上。具體的分片方法取決於數據類型和進行分片的應用程序，對關係資料庫進行分片，與NoSQL資料庫或文件共享上的文件是不同的。

·加密每個分片。分片之後，存儲系統需要加密本地系統上的每個數據分片。內容所有者可以完全控制此過程。目標是確保內容所有者以外的任何人都無法查看/訪問分片中的數據，無論數據位於何處、該數據是靜態還是動態。

·為每個分片生成哈希(Hash)。區塊鏈存儲系統根據分片的數據或加密密鑰生成唯一的哈希——即固定長度的加密輸出字元串。哈希將添加到分類帳和分片元數據，以便將事務鏈接到存儲的分片。生成哈希的確切方法因系統而異。

·複製每個分片 。存儲系統會複製每個分片，因此有足夠的冗餘副本，可確保可用性和性能，並防止性能下降和數據丟失。由內容所有者來決定每個分片的副本數量以及這些分片所在的位置。此過程中，內容所有者應該為需要維護的最小副本數建立閾值，以確保不會丟失數據。

·分發複製的分片。P2P網路將複製的分片分發到地理上分散的存儲節點，無論是區域還是全局。多個組織或個人(有時也稱作farmer)擁有存儲節點，通過租用額外的存儲空間可換取某種類型的補償，通常是加密貨幣。沒有一個實體能夠擁有所有存儲資源，或者控制存儲基礎架構。只有內容所有者才能完全訪問其所有數據，無論這些節點位於何處。

·將交易記錄到分類帳。存儲系統記錄區塊鏈分類帳中的所有事務，並在所有節點之間同步該信息。分類帳存儲與事務相關的詳細信息，例如分片位置，分片哈希和租賃成本等等。由於分類帳基於區塊鏈技術，因此它具有透明性、可驗證性、可追溯性以及防篡改性。

雖然本文列出了六個步驟，但區塊鏈集成是一個持續不斷的過程，不局限於這幾步，確切的方法取決於具體存儲系統。例如，當存儲過程首次啟用時，可能最初會在區塊鏈分類帳中記錄事務。然後，會使用信息(例如唯一哈希或特定於節點的詳細信息)來更新事務，因為它們已經是可用的。接著，在參與節點對事務進行了驗證之後，系統會將事務標記為分類帳中的最終事務並進行鎖定，以防止篡改。

所以，以上描述的六個步驟，只是對區塊鏈存儲過程的概念化總結。具體方法取決於特定存儲系統的實際需求，即存儲系統如何針對給定的用例進行實施，以及如何管理數據存儲。

原文來源：TechTarget 作者：Robert Sheldon

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