近年來數(shù)據(jù)的快速增長催生了一個(gè)關(guān)鍵性問題,如何才能安全可靠的保存那些有價(jià)值的數(shù)據(jù)。當(dāng)前以云存儲(chǔ)為代表的中心化存儲(chǔ),可通過存儲(chǔ)集群技術(shù),實(shí)現(xiàn)在部分節(jié)點(diǎn)和硬盤故障的情況下保持存儲(chǔ)業(yè)務(wù)的連續(xù)性。但是,在如何防患數(shù)據(jù)中心級故障、實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的應(yīng)用數(shù)據(jù)就近訪問、防止數(shù)據(jù)篡改等方面一直缺乏切實(shí)可行的解決方案。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展與逐步成熟,去中心化存儲(chǔ)(以下簡稱區(qū)塊鏈存儲(chǔ))為解決上述問題提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)可行性。
區(qū)塊鏈存儲(chǔ)應(yīng)用的目標(biāo)是要在一個(gè)更加分散、范圍更大以及在更多不確定因素的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供一個(gè)安全、可靠、高效的商業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)境。當(dāng)前全球區(qū)塊鏈存儲(chǔ)項(xiàng)目中,影響力最廣泛的當(dāng)屬Filecoin。Protocol Labs(協(xié)議實(shí)驗(yàn)室)成立于2014年5月,由Juan Benet創(chuàng)立,并于2015年1月向世界發(fā)布了IPFS(一種去中心化存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù))。Filecoin是協(xié)議實(shí)驗(yàn)室基于IPFS技術(shù)打造的全球性區(qū)塊鏈存儲(chǔ)項(xiàng)目,旨在通過安全、高效的區(qū)塊鏈存儲(chǔ)平臺(tái)和可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式吸引包括存儲(chǔ)服務(wù)商、應(yīng)用開發(fā)者、數(shù)據(jù)提供和需求者參與,從而形成規(guī)模化的數(shù)據(jù)應(yīng)用生態(tài)。
區(qū)塊鏈存儲(chǔ)與其他區(qū)塊鏈應(yīng)用在模式上有較大區(qū)別,以Filecoin項(xiàng)目為例:1、存儲(chǔ)應(yīng)用為保障合約期內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)的持續(xù)性,要求所有區(qū)塊鏈存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)在每一次存儲(chǔ)數(shù)據(jù)前均需要進(jìn)行費(fèi)用質(zhì)押。2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)前要進(jìn)行密封性操作,整個(gè)流程需要計(jì)算和存儲(chǔ)系統(tǒng)協(xié)同完成。3、區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)須在規(guī)定時(shí)限內(nèi)完成數(shù)據(jù)的有效性證明,以上的應(yīng)用特征也是區(qū)塊鏈存儲(chǔ)應(yīng)用獨(dú)有的。
從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方向上分析,區(qū)塊鏈存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)需求如下:
1、 海量存儲(chǔ)的擴(kuò)展能力
頭部服務(wù)商的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)日均數(shù)據(jù)量增長已達(dá)100TB-1PB級,目前越來越多的節(jié)點(diǎn)累計(jì)存儲(chǔ)容量已超過100PB,如此大規(guī)模的存儲(chǔ)場景對存儲(chǔ)系統(tǒng)的擴(kuò)展性提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
2、 存儲(chǔ)系統(tǒng)的深度定制和優(yōu)化能力
影響存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的收益來自兩類時(shí)空證明(以下使用英文縮寫PoST), 第一是Winning PoST,第二是Window PoST。簡單來說Winning PoST是從已存Sector(扇區(qū))中隨機(jī)抽取1個(gè),然后證明數(shù)據(jù)有效;而Window PoST則是通過Window(窗口)維度進(jìn)行已存Sector的全量抽取并證明這些數(shù)據(jù)有效。兩類PoST的工作均有時(shí)效性且都是隨機(jī)讀操作。另外區(qū)塊鏈存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)要持續(xù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),須不間斷的接收并封裝新扇區(qū),進(jìn)而大量的被封裝完的扇區(qū)持續(xù)寫入存儲(chǔ)系統(tǒng)中,這也對存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能提出很高要求。
3、 企業(yè)級可靠性
區(qū)塊鏈存儲(chǔ)為保證數(shù)據(jù)安全設(shè)置了節(jié)點(diǎn)的費(fèi)用質(zhì)押和服務(wù)異常的懲罰措施。經(jīng)存儲(chǔ)服務(wù)商推算,1PB的數(shù)據(jù)如發(fā)生異常,在3天內(nèi)恢復(fù),將為此付出1333 Fil的代價(jià)。如1PB數(shù)據(jù)丟失并無法找回,則服務(wù)商將面臨10364Fil的高額處罰。在如此嚴(yán)苛的運(yùn)營條件下,存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)需要采用可靠性更高的企業(yè)級存儲(chǔ)產(chǎn)品。
綜上所述,區(qū)塊鏈存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)內(nèi)需要一套大容量、高性能、易擴(kuò)展、可靠性極高的存儲(chǔ)系統(tǒng)來支撐該節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)服務(wù)。由此可見,提升存儲(chǔ)效率、降低數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)以及在規(guī)模化應(yīng)用場景下實(shí)現(xiàn)簡化運(yùn)維是決定存儲(chǔ)服務(wù)商水平高低的關(guān)鍵要素。如何選擇和運(yùn)維一套高效的存儲(chǔ)系統(tǒng),也是擺在存儲(chǔ)服務(wù)商面前的一項(xiàng)重要工作。