分布式存储技术：从“你说了算”到“大家说了算”

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2103 天前

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我们总说区块链就是一个分布式账本，但实际上，区块链的核心技术包含智能合约、共识机制、加密算法等等，分布式存储技术只是其核心技术之一，主要起到对数据的存储功能，今天小K君就给大家介绍一下，分布式存储技术到底是什么？其原理究竟是什么？

一、何为“分布式存储技术”

按照官方的定义：分布式存储就是一种数据存储技术，通过网络使用每台机器上的磁盘空间，并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散地存储在网络中的各个角落。

听起来有些枯燥乏味对不对？其实用简单的语言来讲，“分布式存储技术”顾名思义，是一种用来“存储数据”的技术，只不过它受到了“分布式”这一特点的加持，拥有了其他“存储技术”没有的特殊“光环”。

在区块链体系中，分布式存储技术并不是只由一个数据库、或只由某一个人来决定数据的有效和更新，“分布式”意味着每一个节点（可以理解成每个人）都拥有更新数据的权利。

如果我们把区块链存储的数据比作一个“账本”，就好像全村的“账本”并不集中在村长一个人的手里，村里的每一个人都手握一份"账本"，人人都有记录账目的权利。记录账目不再是一个人的工作，而是全体节点的工作，大多数人达成一致的账目才能被视作有效的账目。

为了更好地理解“分布式”这一概念，我们将这种存储技术跟传统互联网“集中式”的存储技术作对比：

（图一：大概是这样的一张图，左边是集中式存储技术，右边是分布式存储技术）

从图中可以看出，在传统的“集中式”的存储技术下，全网只支持一个中心，所有的数据都集中放在同一个地方，就比如所有微信用户的聊天数据都存储在小马哥他一家的服务器上，在数据量小的时候，它尚且能够满足需求，但在互联网应用爆炸式增长的现在，就慢慢显现出弊端。

一旦“单点式”的中心被摧毁或者发生数据丢失、造假的情况，那么整个网络都会随之瘫痪，或者接收到错误的信息，将会产生很严重的后果；

而在“分布式”存储技术下，每一个节点都可以被看作一个中心，这样即使一个节点遭受攻击或数据篡改，其他中心也能够保证整体网络的正常运行。

“分布式存储技术”实现了把“中心”从一个变成无数个，怎么样？是不是脑袋里想起了一个熟悉的词——“去中心化”？没错，这就是区块链最大的特点“去中心化”的基本逻辑，而这些都需要通过“分布式存储技术”来实现。

但这一概念的形成并不是某人“啪！”一拍脑袋就想出来的，从形成“去中心”这一概念到“分布式存储技术”慢慢能够实现经历了长期的理论探索和技术积累，接下来小K君就给大家追溯一下它的本源。

二、分布式存储技术的由来

在久远的时代，美索不达米亚人就在石板上记录了税收、支付、工人薪水和个人财产，使复杂的事情变得更有效率。早期的“账簿”由少数人管理，它建立了人与人之间最初的“共识”。

而后随着社会发展，实体货币诞生，群体中的人数爆炸式增长，这种信任关系被赋予了新的需求，有不少人希望我们的信息能够从“你说了算”改变成“大家说了算”，从“交给你管理”发展到“我们一起管理”。

1982年，大卫·乔姆（David Chaum，密码学奠基人之一）提出了一种不可追踪的密码学网络支付系统，他认为，银行能够通过交易就获得用户全部隐私的行为是不应该的，因此他提出了一个去中心化的方案，密码学匿名现金系统：Ecash。

通过Ecash，银行无法通过追踪交易获得用户的全部信息。但是Ecash仍然依赖于一个中心化的中介机构维护和保存，并未达成真正的“去中心”，不过它为未来几十年的创新和研究奠定了基础。

1998 年，戴伟（Wei Dai）在论文中提出了一种匿名的、分布式的电子现金系统，并给它命名为b-money。他在当中设计了一个去中心化的分布式系统，在这个系统中，每个用户都保留着一个共同分类账的副本，是“分布式存储技术”的一个重大突破。他首次提出通过解决计算难题和去中心化共识创造货币，但是由于技术限制，该建议并未给出如何实现去中心化共识的具体方法，但我们已经清晰地看到了“去中心化”的形状。

中间又经历了多年技术上的进步，直到2008年金融危机爆发，同年11月1日，在前人的理论和实践基础之上，神秘人中本聪发表了《一种点对点的现金支付系统》, 阐述了他对电子货币的新构想，比特币随之诞生，“分布式存储技术”在区块链技术中大显身手，成为了区块链核心技术之一。

三、分布式存储技术的应用场景

我们说了这么多，深度理解了“分布式”这一概念，又整理了它的“祖宗八代”，现在我们就具体到某个场景中，看看分布式存储技术如何给这些应用场景“注入灵魂”。

分布式存储技术作为区块链技术的根底组成部分，对比特币产生了不可或缺的支持力量：对于比特币来说，它的交易记录必须要有地方存放，这种交易记录是很有必要的，但是怎么放、放在哪呢？

根据去中心化的思想，这些交易记录不能够只存在一台电脑里面，不能被某一个机构或组织控制，那么就只能存放在世界上所有的电脑里面，依靠全世界的见证来维护每一笔交易的安全。

这样做的好处是：某一个“中心”的容量一定是有限的，安全性也很容易被攻破，但是所有人共同记录，其容量几乎是无限的，而且就算你通过黑客手段修改了自己计算机里面的交易记录，但是你没法修改全世界每台电脑的交易记录。

上面说的这种存储方式很粗暴——毕竟每台电脑都存放世界上所有人的交易数据就意味着，每一个节点加入进来都要下载全网所有的交易记录。但其实，对于比特币来说，只有矿工们的电脑才能完整地记录下世界上所有的交易记录，而且大家不用担心矿工修改记录，因为世界上的矿工有很多，同时他们修改记录需要付出的代价非常大，没有人能承担这个成本。

去中心化的分布式存储数据可以说是区块链的特色之一，它可以在所有节点上完成分布式的数据存储并完好保存下来，可是它的用处又不只仅于此。

它不仅可以实现存储加密货币的买卖记载，还能存储其他类型的数据，在许多行业都能有所运用。例如：沃尔玛运用区块链的“分布式存储技术”为供货商存储付款数据，确保付款数据安全有效。