如何利用区块链技术进行数据存储？

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在大型、集中式的数据中心中存储数据，往往存在性能、可用性和可扩展性等方面问题，同时也会带来较高的资本或运营支出。而且，集中存储数据也极易受到复杂网络攻击。出于这些原因，企业开始寻求去中心化数据存储的方法——区块链存储正是其中一种。

区块链存储是一种相对年轻的技术，但它正渐渐受到更多人的欢迎。而且潜在的企业用例已经开始出现，以帮助数据中心提高数据存储的安全性和可靠性。在确定这项技术是否适合你的企业之前，你需要了解它的工作原理。

区块链存储工作原理

区块链是近年十分火热的一门技术，很多人对它已经非常了解了，它是一种分布式账本技术，用于记录两方或多方之间的交易。到现在位置，该技术主要还是用于加密货币，如比特币，但它在其他领域也正取得进展。

区块链分类帐作为一个去中心化的数据库，用于保存每个事务的详细信息。交易按时间顺序添加到分类帐，并存储为一系列的块，每个块引用前面的块以形成一个互连的链条。

分类帐分布在多个节点上，每个节点都保存一个完整的副本。区块链自动同步和验证所有节点上的事务。分类帐对所有参与成员都是透明的，可以验证，无需中央机构或第三方验证服务。

由于其分布式特性，区块链技术被评价为“天然适合P2P，去中心化存储”。在这个场景(数据存储)中，区块链提供了创建一个地理上分散的存储资源的逻辑存储池所需的结构，其中，这些存储池可充当区块链节点。

下图概述了区块链存储的工作原理。

基于区块链的存储系统，会为存储准备数据，然后通过一个去中心化的基础架构进行分发，这个过程可以分为以下六个步骤：

·创建数据分片。存储系统将数据分成更小的片段，这个过程称为分片(Sharding)。这一步将数据分解为可管理的块，这些块可以分布在多个节点上。具体的分片方法取决于数据类型和进行分片的应用程序，对关系数据库进行分片，与NoSQL数据库或文件共享上的文件是不同的。

·加密每个分片。分片之后，存储系统需要加密本地系统上的每个数据分片。内容所有者可以完全控制此过程。目标是确保内容所有者以外的任何人都无法查看/访问分片中的数据，无论数据位于何处、该数据是静态还是动态。

·为每个分片生成哈希(Hash)。区块链存储系统根据分片的数据或加密密钥生成唯一的哈希——即固定长度的加密输出字符串。哈希将添加到分类帐和分片元数据，以便将事务链接到存储的分片。生成哈希的确切方法因系统而异。

·复制每个分片。存储系统会复制每个分片，因此有足够的冗余副本，可确保可用性和性能，并防止性能下降和数据丢失。由内容所有者来决定每个分片的副本数量以及这些分片所在的位置。此过程中，内容所有者应该为需要维护的最小副本数建立阈值，以确保不会丢失数据。

·分发复制的分片。P2P网络将复制的分片分发到地理上分散的存储节点，无论是区域还是全局。多个组织或个人(有时也称作farmer)拥有存储节点，通过租用额外的存储空间可换取某种类型的补偿，通常是加密货币。没有一个实体能够拥有所有存储资源，或者控制存储基础架构。只有内容所有者才能完全访问其所有数据，无论这些节点位于何处。

·将交易记录到分类帐。存储系统记录区块链分类帐中的所有事务，并在所有节点之间同步该信息。分类帐存储与事务相关的详细信息，例如分片位置，分片哈希和租赁成本等等。由于分类帐基于区块链技术，因此它具有透明性、可验证性、可追溯性以及防篡改性。

虽然本文列出了六个步骤，但区块链集成是一个持续不断的过程，不局限于这几步，确切的方法取决于具体存储系统。例如，当存储过程首次启用时，可能最初会在区块链分类帐中记录事务。然后，会使用信息(例如唯一哈希或特定于节点的详细信息)来更新事务，因为它们已经是可用的。接着，在参与节点对事务进行了验证之后，系统会将事务标记为分类帐中的最终事务并进行锁定，以防止篡改。

所以，以上描述的六个步骤，只是对区块链存储过程的概念化总结。具体方法取决于特定存储系统的实际需求，即存储系统如何针对给定的用例进行实施，以及如何管理数据存储。

原文来源：TechTarget 作者：Robert Sheldon

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