區塊鏈分布式存儲節點

① 區塊鏈究竟是什麼呢

區塊鏈究竟是什麼呢？本質上講，區塊鏈是一種分布式、去中心化的網路資料庫系統， 這個系統會讓數據的存儲、更新、維護、操作變得不同。區塊鏈有四項不可缺的核心技術， 分別是：分布式存儲、共識機制、密碼學原理、智能合約。

那麼我們下面就講一講，與傳統數據處理相比，區塊鏈到底有什麼不同，幫助大家了 解區塊鏈是什麼，讓大家對區塊鏈有一個總的認知。

一、區塊鏈中的數據存儲：塊鏈式數據結構

在數據存儲方面，區塊鏈技術利用的是「塊鏈式數據結構」來驗證與存儲數據的。

塊鏈式結構是什麼意思呢？鐵鏈子大家都見過吧，一環套一環那種，那其實，每一環 我們可以看作是一個區塊，很多環節扣在一起就形成了區塊鏈。

這個所謂的「鐵鏈」是如何存儲數據的呢？簡單來講，區塊鏈和普通存儲數據的不同 之處在於：在區塊鏈上，後一個區塊里的數據是包含前一個區塊里的數據的。

以讀書為例：我們平時看書，看完第 1 頁，接著讀第 2 頁、第 3 頁......
那在區塊鏈裡面呢，如果給每個區塊標註上頁碼，那麼第 2 頁的內容是包含第 1 頁的 內容的，第 3 頁的內容包含第 1 頁和第 2 頁的內容......第 10 頁包含了前 9 頁的內容， 就是這樣一個層層嵌套的鏈條，這樣一來，就可以追溯到最本源的數據了，這就是區塊鏈 的可追溯性。

區塊鏈這種「塊鏈式數據結構」使之具備可追溯性，這就天然適用於許多領域，譬如： 食品溯源、葯品溯源等等。這樣一來，毒奶粉、假疫苗、偽劣食品事件出現的概率就會大 大降低，因為一旦出現問題，通過溯源可以清晰知道到底是哪個環節出現問題，問責追償 將會更加清晰。

二、區塊鏈中的數據更新：分布式節點共識演算法

在數據更新方面，區塊鏈技術是利用「分布式節點共識演算法」來生成和更新數據。

每每生成新的區塊（也就是更新數據的時候），都需要通過一種演算法，獲得全網 51% 以上節點的認可才能構成新的區塊。說白了就是投票，超過半數人同意就可以生成，這就 使得區塊鏈上的數據不容篡改。

為什麼這么說呢？我們還是打一個比喻：我們把區塊鏈比作一個賬本，因為都是記錄 數據的嘛，傳統世界裡，記賬權力在於記賬先生，賬本屬於記賬先生一個人的。那麼在區 塊鏈裡面，每一個人都擁有這個賬本，想要更新賬目呢，就要投票，半數人以上贊成才可 以去更新賬目數據。

在這個過程中，我們會涉及到這么幾個名詞：分布式、節點、共識演算法，這幾個名詞 其實非常好理解：

每個人都記賬（也就是人人擁有賬本，賬本分散在每個人手裡），就是所謂的「分布 式」；

大家討論、投票產生的、一致贊同的記賬辦法，就是所謂的「共識演算法」；

每一個參與記賬的人，就是所謂的「節點」。

三、 區塊鏈中的數據維護：密碼學

在數據維護階段，區塊鏈的不同之處就在於：它利用密碼學的方式來保證數據傳輸和 訪問的安全。

區塊鏈中所應用的密碼學原理主要有：哈希演算法、Merkle 哈希樹、橢圓曲線演算法、 Base58。這些原理，其實都是通過一系列復雜的運算以及換算，來保證區塊鏈上數據安全。

四、 區塊鏈中的數據操作：智能合約

智能合約，是由計算機程序定義並自動執行的承諾協議，說白了，就是用代碼執行的 一套交易准則，類似於現在的信用卡自動還款功能，開啟這個功能，你自己什麼都不用管， 到期銀行會自動扣除你欠的錢。

智能合約的突出優勢就是，很大程度上避免了由信任產生的一系列問題。
我們很多人，都遇到過被借錢的事情：朋友手頭緊了跟你借 2000 塊錢，承諾下個月 發了工資還錢，到了下個月他又找別的借口不還，拖來托去這事兒就沒譜了。本來沒多少 錢，還是朋友，雖然你很郁悶，這事也就算了。

那麼，有了智能合約以後，他就不能賴賬了，因為在智能合約上，一旦觸發合約中的 條款，代碼就會自動執行，不管他願不願意，只要他發了工資、賬戶上有了錢，他就得還 你。

總結一下本節內容，區塊鏈中有四項不可缺的核心技術，分別是：分布式存儲、共識 機制、密碼學原理、智能合約。

我們可以這樣理解：分布式存儲對應的是數據存儲這個階段，共識機制對應的是數據 的處理更新這個階段，密碼學對應的是數據安全，智能合約對應的是數據的操作問題。

② 區塊鏈分布式存儲：生態大數據的存儲新模式

區塊鏈，當之無愧的2019最靚的詞，在 科技 領域閃閃發亮，在實體行業星光熠熠。

2019年的1024講話，讓區塊鏈這個詞煥然一新，以前它總是和傳銷和詐騙聯系在一起，「區塊鏈」這個詞總是蒙上一層灰色。但是如今，區塊鏈則是和實體經濟融合緊密相連，成為國家的戰略技術， 這個詞瞬間閃耀著熱情的紅色和生意盎然的綠色 。

「產業區塊鏈」在這個時代背景下應運而生， 是繼「互聯網」後的又一大熱門詞彙，核心就是區塊鏈必須和實體產業融合，脫虛向實，讓區塊鏈技術找到更多業務場景才是正道。

區塊鏈的本質就是一個資料庫，而且是採用的分布式存儲的方式。作為一名區塊鏈從業者，今天就來講講 區塊鏈的分布式存儲和生態大數據 結合後，碰撞產生的火花。

當前的存儲大多為中心化存儲，存儲在傳統的中心化伺服器。如果伺服器出現宕機或者故障，或者伺服器停止運營，則很多數據就會丟失。

比如我們在微信朋友圈發的圖片，在抖音上傳的視頻等等，都是中心化存儲。很多朋友會把東西存儲在網上，但是某天打開後，網頁呈現404，則表示存儲的東西已經不見了。

區塊鏈，作為一個分布式的資料庫，則能很好解決這方面的問題。這是由區塊鏈的技術特徵決定了的。 區塊鏈上的數字記錄，不可篡改、不可偽造，智能合約讓大家更高效地協同起來，從而建立可信的數字經濟秩序，能夠提高數據流轉效率，打破數據孤島，打造全新的存儲模式。

生態大數據，其實和我們每天的生活息息相關，比如每天的天氣預報，所吃的農產品的溯源數據等等，都是生態大數據的一部分。要來談這個結合，首先咱們來看看生態大數據存儲的特點。

伴隨著互聯網的發展，當前，生態大數據在存儲方面有具有如下特點：

從數據規模來看，生態數據體量很大，數據已經從TB級躍升到了PB級別。

隨著各類感測器技術、衛星遙感、雷達和視頻感知等技術的發展，數據不僅來源於傳統人工監測數據，還包括航空、航天和地面數據，他們一起產生了海量生態環境數據。近10年以來，生態數據以每年數百個TB的數據在增長。

生態環境大數據需要動態新數據和 歷史 數據相結合來處理，實時連續觀測尤為重要。只有實時處理分析這些動態新數據，並與已有 歷史 數據結合起來分析，才能挖掘出有用信息，為解決有關生態環境問題提供科學決策。

比如在當前城市建設中，提倡的生態環境修復、生態模型建設中，需要大量調用生態大數據進行分析、建模和制定方案。但是目前很多 歷史 數據因為存儲不當而消失，造成了數據的價值的流失。

既然生態大數據有這些特點，那麼它有哪些存儲需求呢？

當前，生態大數據面臨嚴重安全隱患，強安全的存儲對於生態大數據而言勢在必行。

大數據的安全主要包括大數據自身安全和大數據技術安全，比如在大數據的數據存儲中，由於黑客外部網路攻擊和人為操作不當造成數據信息泄露。外部攻擊包括對靜態數據和動態數據的數據傳輸攻擊、數據內容攻擊、數據管理和網路物理攻擊等。

例如，很多野外生態環境監測的海量數據需要網路傳輸，這就加大了網路攻擊的風險。如果涉及到軍用的一些生態環境數據，如果被黑客獲得這些數據，就可能推測到我國軍方的一些信息，或者獲取敏感的生態環境數據，後果不堪設想。

生態大數據的商業化應用需要整合集成政府、企業、科研院所等 社會 多來源的數據。只有不同類型的生態環境大數據相互連接、碰撞和共享，才能釋放生態環境大數據的價值。

以當前的智慧城市建設為例，很多城市都在全方位、多維度建立知識產權、種質資源、農資、農產品、病蟲害疫情等農業信息大數據中心，為農業產供銷提供全程信息服務。建設此類大數據中心，離不開各部門生態大數據的共享。

但是，生態大數據共享面臨著巨大挑戰。首先，我國生態環境大數據包括氣象、水利、生態、國土、農業、林業、交通、 社會 經濟等其他部門的大數據，涉及多領域多部門和多源數據。雖然目前這些部門已經建立了自己的數據平台，但這些平台之間互不連通，只是一個個的數據孤島。

其次，相關部門因為無法追蹤數據的軌跡，擔心數據的利益歸屬問題，便無法實現數據的共享。因此，要想挖掘隱藏在生態大數據背後的潛在價值，實現安全的數據共享是關鍵，也是生態大數據產生價值的前提和基礎。

生態大數據來之不易，是研究院所、企業、個人等 社會 來源的集體智慧。

其中，很多生態大數據涉及到了知識產權的保護。但是目前的中心化存儲無法保證知識產權的保護，無法對數據的使用進行溯源管理，容易造成知識產權的侵犯和隱私數據的泄露。

這些就是生態大數據在存儲方面的需求。在當前產業區塊鏈快速發展的今天，區塊鏈的分布式存儲是可以為生態大數據存儲提供全新的存儲方式的。 這個核心前提就是區塊鏈的分布式存儲、不可篡改和數據追蹤特性 。

把區塊鏈作為底層技術，搭建此類平台，專門存儲生態大數據，可以設置節點管理、存儲管理、用戶管理、許可管理、業務通道管理等。針對上層業務應用提供高可用和動態擴展的區塊鏈網路底層服務的實現。在這個平台的應用層，可以搭建API介面，讓整個平台的使用靈活可擴展。區塊鏈分布式存儲有如下特點：

利用區塊鏈的分布式存儲，能夠實現真正的生態大數據安全存儲。

首先，數據永不丟失。這點對於生態大數據的 歷史 數據特別友好，方便新老數據的調用和對比。

其次，數據不易被泄露或者攻擊。因為數據採取的是分布式存儲，如果遭遇攻擊，也只能得到存儲在部分節點里的數據碎片，無法完全獲得完整的數據信息或者數據段。

區塊鏈能夠實現生態數據的存儲即確權，這樣就能夠避免知識產權被侵害，實現安全共享。畢竟生態大數據的獲取，是需要生態工作者常年在野外駐守，提取數據的。

生態大數據來之不易，是很多生態工作者的工作心血和結晶，需要得到產權的保護，讓數據體現出應用價值和商業價值，保護生態工作者的工作動力，讓他們能夠深入一線，採集出更多優質的大數據。

同時，利用區塊鏈的數據安全共享機制，也能夠打破氣象、林業、濕地等部門的數據壁壘，構建安全可靠的數據共享機制，讓數據流轉更具價值。

現在有部分生態工作者，為了牟取私利，會將生態數據篡改。如果利用區塊鏈技術，則沒有那麼容易了。

利用加密技術，把存儲的數據放在分布式存儲平台進行加密處理。如果生態大數據發生變更，平台就可以記錄其不同版本，便於事後追溯和核查。

這個保護機制主要是利用了數據的不可篡改，滿足在使用生態大數據的各類業務過程中對數據的安全性的要求。

區塊鏈能夠對數據提供安全監控，記錄應用系統的操作日誌、資料庫的操作日誌數據，並加密存儲在系統上，提供日誌預警功能，對於異常情況通過區塊鏈瀏覽器展示出來，便於及時發現違規的操作和提供證據。

以上就是區塊鏈的分布式存儲能夠在生態大數據方面所起的作用。未來，肯定會出現很多針對生態大數據存儲的平台誕生。

生態大數據是智慧城市建設的重要基礎資料 ，引用區塊鏈技術，打造相關的生態大數據存儲和管理平台，能夠保證生態大數據的安全存儲和有效共享，為智慧城市建設添磚加瓦，推動產業區塊鏈的發展。

作者：Justina，微信公眾號：妙譯生花，從事於區塊鏈運營，擅長內容運營、海外媒體運營。

題圖來自Unsplash, 基於CC0協議。

③ 區塊鏈的數據存在哪裡的,區塊鏈數據會丟失嗎

1. 區塊鏈中的信息存儲在分布式網路中的各個節點上，這些節點可以是個人的電腦或者機構的伺服器。每個節點都保存著整個區塊鏈的一個副本，以確保數據的去中心化和安全。
2. 區塊鏈上的數據不僅存儲在智能合約中，還存儲在區塊頭和區塊體中。一旦數據被寫入區塊鏈，它將永久存在，不可篡改，但可以被後續的交易記錄所補充和擴展。
3. 區塊鏈內的數據是以加密的形式存儲的。每個區塊都包含一個指向前一個區塊的加密哈希指針，形成了一條不斷延伸的鏈條。這種結構不僅確保了數據的完整性，還提供了可追溯性。
4. 區塊鏈的交易數據主要存儲在區塊頭部的一個特殊結構中，稱為默克爾樹（Merkle Tree）。它能夠有效地驗證數據完整性，並允許在不需要訪問完整數據集的情況下驗證單個交易。
5. 區塊鏈的分布式存儲技術確保了數據的可靠性。即使某些節點失效，只要超過一半的節點仍然運行，整個區塊鏈網路就能繼續正常工作。每個節點都承擔著數據驗證和存儲的角色。
6. 區塊鏈系統中的數據存儲是高度安全且不可篡改的。每個交易都被打包進一個區塊，並與其他區塊鏈接在一起。這種結構使得一旦數據被寫入，它就不能被修改或刪除，只能通過後續的交易進行延伸。
7. 對於大文件如圖片、視頻等，區塊鏈並不直接存儲這些文件，而是存儲它們的哈希值。原始文件則可以存儲在傳統的雲存儲服務中，並通過哈希值與區塊鏈上的交易信息相關聯。
8. 區塊鏈資料庫被設計為只寫入一次，之後成為只讀資料庫。這種設計確保了數據的完整性和不可篡改性，因為每個參與節點都在實時監控和記錄所有交易活動。
9. 泰科雲（Techcloudpro）提供的區塊鏈解決方案旨在有效保護用戶數據，確保數據的安全性和隱私性。通過採用區塊鏈技術，企業和個人可以在一個透明、可靠且不可變的數據環境中存儲和交易信息。

④ 區塊鏈的概念是什麼

從字面理解，區塊鏈包含了兩個概念：區塊、鏈。區塊鏈本身是由一個個區塊（Block）組成，而不同節點鏈接在一起構建的網路，就是區塊鏈。區塊鏈的主要作用是儲存信息，任何需要保存的信息，都可以寫入區塊鏈，也可以從裡面讀取。

每個區塊存儲：一些有效的記錄或交易；涉及該塊的信息；通過每個塊的散列到前一個塊和下一個塊的鏈接——可以被認為是塊的指紋的唯一代碼。

因此，每個塊在鏈內具有特定且不可移動的位置，因為每個塊包含來自前一塊的散列的信息。整個鏈存儲在構成區塊鏈的每個網路節點中，因此鏈的精確副本存儲在所有網路參與者中。

用途

從本質上講，區塊鏈可用於存儲任何類型的信息，這些信息必須保持完整，並且比通過中間人以安全，分散和更便宜的方式保持可用。此外，由於存儲的信息是加密的，因此可以保證其機密性，因為只有擁有加密密鑰的人才能訪問它。

在醫療保健中使用區塊鏈。例如，健康記錄可以合並並存儲在區塊鏈中。這意味著每個患者的病史都是安全的，同時，每個被授權的醫生都可以使用，無論患者接受治療的健康中心如何。甚至制葯行業也可以使用這種技術來驗證葯品並防止偽造。

區塊鏈對於管理數字資產和文檔也非常有用。到目前為止，數字化的問題在於一切都很容易復制，但Blockchain允許您記錄購買，契約，文檔或任何其他類型的在線資產，而不會被偽造。