区块链技术的发展和日益增长的分散化需求

Amazon、Microsoft、谷歌和IBM等组织在云计算和存储领域占据主导地位。今天，云计算是完全集中的，服务提供商可以完全控制存储在云上的数据。由于其集中性，很容易出现单点故障。此外，将数据存储在集中的云中很容易遭到破坏。例如，在2017年7月，Verizon发生了一次数据泄露，1400万客户信息丢失。Verizon的入侵是一个典型的例子，一个组织将他们的数据提供给流行的云存储提供商，名为Nice Systems。

集中式与分散式系统

集中式与分散式网络每10次运营的平均成本（以美元计算）的比较

大多数提供商的隐私策略允许与第三方共享客户信息，从而赋予提供商对数据的权限。因此，对于计划将基础设施迁移到云上的人来说，不断增加的成本、数据的隐私和安全性已经成为主要的关注点。

集中式网络存在可扩展性、可靠性等性能瓶颈，也存在单点故障、数据隐私等重大问题。分散式云存储服务已经在企业的日常流程中得到了巩固。有许多云存储提供商，如Storj、Siacoin、IPFS等，通过提供传统客户端-服务器提供商无法比拟的高安全性，在市场上站稳了脚跟。许多区块链公司目前正在研究和实现各种用例的分散式存储解决方案，如存储文件，这些解决方案不会破坏隐私、安全和客户信息自由等核心价值。过去，像Limewire这样的P2P文件共享系统在下载视频和音频文件方面非常流行，用户可以存储和维护一个文件的多个副本，并将该文件的片段发送到网络上的其他节点。但是，网络参与者没有任何真正的动机继续在线，系统内部也没有任何治理措施禁止不良行为者发送敏感信息。

您可以将分散式的存储想象为对等网络，其中成员将磁盘空间汇集在一起，创建一个共享的全局内存，就像Dropbox一样。但分散式的储存只有拥有该文件的人才能通过密钥的所有权访问该文件。它更安全，数据隐私不会被破坏，不像Dropbox或其他集中式系统，它们的安全性在过去曾受到威胁。

第一代区块链(区块链1.0)

自2009年1月首次实施区块链即比特币起源区块以来，区块链技术一直在不断发展。第一代区块链被称为“区块链1.0”，即比特币通过一个分布式分散的数据库将货币、金融交易、数据和信息存储分散化，以及通过分布式、分散的数据库存储信息。不需要像银行或其他金融机构这样受信任的第三方来核实金融交易。比特币成为第一个解决双重支出问题的数字货币。网络是抗审查的，不可改变的，廉洁的。最后，工作量证明(PoW)协商共识算法通过结合连接到网络的计算处理能力来保护和验证事务，从而保护分布式账本，从而使工作量证明(Proof-of-Work, PoW)成为可能。但一些专家认为，区块链的用例远远超出比特币所能提供的。他们强调，比特币可以作为TCP/IP协议套件中的一个平台，该协议套件位于应用程序层之下，您可以在其上构建应用程序。但是比特币的源代码并不完整，区块链即比特币无法模拟人类行为，比特币也不能作为平台使用。

区块链第二代(区块链2.0)

以太坊项目于2014年首创的第二代区块链 “区块链2.0”引入了分布式虚拟机的概念，可以在区块链层之上构建分散式的应用程序。新一代的区块链引入了图灵完备智能合约，允许多个微事务发生并处理更大的事务量。在以太坊，比特币每秒的交易次数从7次提高到15次，这是一个显著的提高。现在可以使用区块链作为平台。最后，它产生了DAO 且完全基于智能合约运行的分散自治组织的思想，该组织在区块链上管理财务和公司政策。但是这一代区块链无法处理可伸缩性问题，例如，Litecoin可以处理56个tps，而Ripple可以处理高达1500个tps。相比之下，Visa和PayPal每秒可以处理大约2万笔交易。另一个问题是当所有这些不同的区块链项目需要相互通信。

第三代区块链(区块链3.0)

随后出现了“区块链3.0”，它为这些具有挑战性的问题提供了解决方案。并行事务是通过有向无环图引入的，它允许多个并行数据流在网络上运行，从而划分工作并防止网络上的瓶颈。这样做的另一个好处是分散开采者和尽量减少交易费用。它还介绍了侧链的概念,可以将代币化的资产转移到另一个区块,其主链释放更多的事务,而用户资产转移到侧链可以运行他们的事务,直到他们想返回他们的资产为止。off-chain事务扩展解决方案为小型社区之间的事务提供了一种独立于主链完成的方式。只有当主链需要更新其数据库或需要将资产转移到其他地方时，这些资产和附带的数据才需要与主链交互。跨链互操作性的问题是通过跨链技术解决的，比如正在建设的闪电网络，它允许用户和资产与来自其他区块链的资产进行通信和交易。

随着 filecoin、sia、storj 等项目的出现, 区块链的第三代已经将分散式的存储和计算带到了画面中。这允许用户将其加密的文件存储在支持冗余的分布式存储提供商网络中, 因为不同提供程序节点上会有多个文件副本。云存储设备将分布在全球各地, 并将激励存储提供商存储文件。

与亚马逊S3、Dropbox等集中式存储解决方案相比，它们的价格绝对更低。例如，您可以在新航的网络上存储1TB存储，月成本为2美元，而亚马逊S3则为23美元。用户很容易赚钱，因为他们可以出租他们的存储空间，并保持在线以提供持续的正常运行时间，从而获得奖励。您可以将分散式存储想象为一个对等网络，其中成员共享他们的磁盘空间，创建一个共享的全局内存，就像Dropbox那样。只有拥有该文件的人可以通过密钥的所有权访问该文件。它更加安全，数据隐私不像Dropbox或其他集中式系统那样，它们的安全性在过去受到了损害。

结论

分散管理需要适当的治理，并应涵盖各个方面，例如谁维持分布式分类账，谁有权决定哪些交易是有效的，谁创造代币，谁决定何时改变规则等等。像2017年2月美国焊接学会（AWS）那样出现了大规模的停电，当时很多网站瘫痪，并开始面临诸如链接中断、图片未加载等问题。支持分散式计算的观点是，集中式云中的所有Internet设备都将其数据存储在云提供商可以访问的集中式服务器上。在分散式云中，节点可以通过云进行操作，在本地处理数据，直接通信，直接共享资源，而不需要使用中央服务器来促进对等通信。此外，开源软件可以很好地与分散式计算系统一起工作。