转载自 1分钟了解区块链的本质

区块链，比特币这些概念最近都很火，但很多人搞不清楚它究竟是啥，准备从技术的角度，从架构的角度，用通俗的语言谈谈楼主的理解。

究竟啥是区块链？

答：一句话，区块链是一个存储系统。

更细一点，区块链是一个没有管理员，每个节点都拥有全部数据的分布式存储系统。

通常所见的存储系统是啥样的？

答：如上图，一块空间存储数据，一个软件管理数据，提供接口写入数据，这是存储系统，例如mysql。

普通的存储系统会有什么常见的问题？

答：常见的有两个问题：

  • 数据存在一个地方很危险，空间损坏数据就丢了，用技术的话说即“数据不高可用”

  • 写入点只有一个，用技术的话说即“单点控制”

如何保证数据高可用？

答：解决高可用要“冗余”，如上图，如果能把数据冗余到多个地方，就能保证高可用，一个地方的数据挂了，另外的地方仍存有数据。例如mysql主从集群，以及磁盘的RAID都是这个原理。

这里需要强调两点：

  • 数据冗余往往会引发一致性问题，例如mysql主从集群中的读写延时问题

  • 数据冗余往往会降低写入效率，因为同步数据需要消耗额外的资源

画外音：更详细的，可阅读《互联网架构，如何保证高可用》。

可不可以多点写入？

答：可以。可以多个节点都实施写入，例如mysql双主集群，又或者多机房多活数据中心。这里要强调的是，多节点写入往往会引发写写冲突的一致性问题。

画外音：双主一致性，可阅读《mysql双主架构如何保证一致性》。

多点控制写入之后，其实出现了多中心控制，在数据不一致的时候，往往需要有一个算法来协商如何处理不一致数据。

例如，存在两个中心节点时，可以约定这样的算法来处理不一致：

  • 以时间戳最小的数据为准，即先来先得

又例如，存在多个中心节点时，可以约定这样的算法来处理不一致：

  • 投票，以多数票的数据为准

什么是区块链？

答：

  • 区块是一块存储空间，可以存储数据

  • 区块链不但像链表一样把区块串起来，还有约定了一系列的方法管理这些数据，所以它是存储系统

  • 区块链有很多节点，每个节点都保存了全部的数据，所以它是高可用的

  • 每一个中心节点都可以生成区块，并写入数据，所以每一个点都是中心节点，或者说区块链是去中心化的，要想控制整个系统，必须控制一半以上的节点，才能控制投票，于是这个系统没有管理员

综上，区块链实际上是一个没有管理员的，去中心化的，每个节点都拥有全部数据的分布式存储系统。只要你愿意，你随时可以成为区块链中的一个节点，并参与区块的生成与写入，比特币就是基于这个分布式存储上的电子货币。

由于节点很多，很多数据需要同步，这个系统的存储容量其实不大，目前全球存储比特币的区块链也就100多G。

画外音：额，有朋友说他们公司的mysql数据库轻轻松松几百G。

因为节点很多，数据需要保持一致，这个系统的写入效率也很低，存储比特币的区块链每10分钟才生成1个区块，1个区块只有1M的存储空间，只够写入2000笔比特币交易的数据。

画外音：比特币全球交易，每10分钟只能处理2000笔交易。有朋友说他们公司自研的存储系统轻轻松松；每秒处理交易10W笔。

关于区块链，本文只说了概念，作为一个存储系统，数据的生成，写入，管理，数据一致性，数据冲突处理方法，数据完整性保证…很多细节未来再用“通俗技术性文字”和大家分享。

希望这一分钟，大家了解了区块链的本质。

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