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2020-03-14 · 赣州新闻网 · 科技

区块连的兴起:从集中计算到单机计算再到分布式计算

任何突破性的技术都不是凭空出现的,它往往凝聚了几代人的智慧成果,于某一时间点突然爆发,令我们措手不及,又受益匪浅。

《黑天鹅》的作者塔勒布说过这样一句话:“现代社会给我们的双重惩罚是,既让我们衰老得更早,又让我们活得更长。”然而更可怕的是,互联网时代变革太快,或许连我们都不知道自己已经衰老。

比如,云计算概念刚刚兴起时,很多人野心勃勃想要一头扎进去大干一番的时候,就有硅谷的投资大佬语出惊人,他以“我将为你们展示什么才是未来”为开场白,随后论述了关于云计算昨天、今天和明天的“疯狂观点”指出云计算时代还没有正式启动,就将很快“终结”,中央计算将很快被分布式计算取代,他非常乐于投资云计算的“终结者们”。

也许有人会认为这一观点只是嘘头,但是我们却不能忽视,自云计算概念提出后,紧随其后的便是雾计算、网格计算、边缘计算等各种计算,它们各有道理又让我们眼花缭乱不明就里。其实它们的本质是随着人类信息的高度发达,产生了前所未有的大量数据,进而对网络结构产生巨大的压力,人们为缓解现状进行的互联网计算模式的变革。

互联网计算模式的变革概括起来分为三个阶段。

第一阶段:集中式计算模式。从1945年至1985年,计算机设备庞大且昂贵,因此并未普及。为了节约成本,这种计算机系统大都以一台主机为核心,连接着若干个终端设备,所有的数据存储和计算都在核心主机上进行,终端设备只负责接收用户的请求和计算结果。

第二阶段:单机计算模式。20世纪80年代,随着集成电路技术的不断进步、微型计算机的诞生,人类开始进入个人电脑时代。从8位、16位、32位到今天的64位CPU(中央处理器),机型发展非常迅速,许多PC(个人计算机)机和工作站已经具备了曾经只有大型计算机オ具备的计算功能,不仅可以存储大量数据,而且能进行相对复杂的计算,价格也便宜,计算机开始在寻常百姓中普及,计算机计算模式的主流从以一台主机为核心转移到以用户个人计算机为核心。

第三阶段:分布式计算模式。20世纪90年代,计算机技术最显著的进步之一就是高速计算机网络技术的飞速发展,特别是 Internet的发展。局域网(LAN)可使同一建筑内的数十台甚至上百台计算机连接在一起,让大量的信息得以以107-109比特/秒或更高的速度在计算机间传送;而广域网(WAN)则能让全球范围内的数百万台计算机连接起来,大量的计算转移到了网络环境下的各种资源和个人电脑,这就是分布式计算。

计算模式发展至今,分布式计算技术已经成为影响当今计算机技术发展的关键,改变了人们传统获取、交换、处理信息的方式,其最大的特点是每个节点都有计算功能,但却需要每个用户去管理自己的节点、硬件软件。后来云计算出现,将大量数据的处理“权利”由人交给“云”去做,将人解放了出来。但云计算本质也是一种中心化计算,直到区块链技术的出现分布式计算才真正实现了去中心化,具体表现如下。

1.中央控制方的“开放”

传统分布式系统往往是由一个机构进行控制,统一调度各个节点参与运算,而区块链不存在中央控制方,没有一个节点可以控制或协调数据的生成,各个节点只通过共识算法进行协调,生成一致的账本。

2.区块链的规则是共识机制

虽然区块链共识机制(共识算法只是其中一部分)一般是由一个人或一个团队设计并制定,然后形成相应的程序,提供给加入社区的人使用,这一点和传统分布式系统样,但是区块链共识机制的改变、升级需要社区成员对此达成一致共识才行,任何人或中心都不可能对此实施硬分又,另建一个社区或一条链。这就是区块链在规则上的去中心化。

3.区块链的不同计算模式保证系统的公正结果

很多时候网络节点之间不具有互相信任关系,为了解决这个问题,保证计算结果的一致性、公正性,区块链通过智能合约代码在网络上的所有节点上同时运行,并将执行的结果通过共识算法在全网验证,虽然计算上比较冗余,但可以很好地保证计算结果的一致性。而传统分布式系统则无须考虑这个间题,其中心化的运作模式,令同样的计算只需在一个或少数几个节点上进行,结果也不需要其他节点验证,效率虽高,但计算结果可信度却不如块链高。

区块链是一种特殊的分布式系统,如果剔除了区块链的去中心化因素,则会退化为一般的传统的分布系统。区块链这种先进的技术让分布式计算再度成为一个热词加之物联网时代的到来,新的计算局面已经形成:计算权利由“人”转移到“物”,将极大助力计算机计算自动集成资源,是一个可扩展性非常强的弹性计算技术支撑,比现有的云计算更加准确、公正,正在掀起新一轮的分布式计算热潮,打造着通证经济的节点基础。

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