1分钟了解区块链本质

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区块链和比特币的概念最近很流行，但是很多人不知道它是什么。我们打算用通俗易懂的语言从技术和架构的角度谈谈楼主的理解。

究竟什么是区块链？

A：一句话，区块链就是一个存储系统。

在更精细的层面上，区块链是一个没有管理员的分布式存储系统，每个节点都拥有所有数据。

典型的存储系统是什么样的？

A：如上图，一块空间存储数据区块链技术和比特币，一个软件管理数据，提供一个接口写入数据。这是一个存储系统，比如mysql。

常见的存储系统有哪些常见问题？

答：有两个常见的问题：

将数据存储在一个地方是非常危险的。如果空间损坏，数据将丢失。用技术术语来说，“数据不是高度可用的”。

只有一个写入点，用技术术语来说是“单点控制”

如何保证数据的高可用性？

答：要解决高可用，就需要“冗余”。如上图所示，如果可以将数据冗余到多个地方，就可以保证高可用。如果一个地方的数据挂了，那么另一个地方还有数据。比如mysql主从集群和磁盘RAID都是基于这个原理。

这里需要强调两点：

数据冗余往往会导致一致性问题，比如MySQL主从集群的读写延迟

数据冗余往往会降低写入效率，因为同步数据会消耗额外的资源

画外音：更多细节可以阅读《互联网架构，如何保证高可用》。

能不能多写点？

回答：是的。可以在多个节点上实现写入，例如 MySQL 双主集群，或者多个机房和多个活动数据中心。这里需要强调的是，多节点写入往往会导致写-写冲突的一致性问题。

画外音：双主一致性，可以阅读《MySQL双主架构如何保证一致性》。

多点控制写完之后，其实就是多中心控制了。当数据不一致时，往往需要一种算法来协商如何处理不一致的数据。

例如，当有两个中心节点时，可以同意这样的算法来处理不一致：

以时间戳最小的数据为准，即先到先得

再举个例子，当有多个中心节点时，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？

回答：

块是一块可以存储数据的存储空间

区块链不仅像链表一样将区块链接在一起，而且还规定了一系列方法来管理这些数据，所以它是一个存储系统

区块链有很多节点，每个节点都保存着所有的数据，所以它是高可用的

每个中心节点都可以生成区块和写入数据，所以每个点都是一个中心节点，或者说区块链是去中心化的。要控制整个系统区块链技术和比特币，必须控制一半以上的节点。投票，所以这个系统没有管理员

综上所述，区块链实际上是一个没有管理员的去中心化存储系统，每个节点拥有所有数据。只要你愿意，你可以随时成为区块链中的一个节点，参与区块的生成和写入。比特币是一种基于这种分布式存储的电子货币。

由于节点很多，需要同步的数据也很多，所以这个系统的存储容量其实并不大。目前全球用于存储比特币的区块链只有100多GB。

画外音：嗯，有朋友说他们公司的mysql数据库可以轻松上百G。

因为节点多，需要数据一致，这个系统的写入效率也很低。存储比特币的区块链每 10 分钟只产生一个区块，而一个区块只有 1M 的存储空间，仅够写入。2000 次比特币交易的数据。

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很简单；它每秒处理 10W 个事务。

关于区块链，本文只谈概念。作为一个存储系统，数据的生成、写入、管理、数据一致性、数据冲突处理方式、数据完整性保证……很多细节在以后都会用到。《流行技术文》与大家分享。

我希望这一分钟，每个人都明白区块链的本质。