Ujednoznacznienie terminu. Cztery sposoby definiowania blockchain

Struktura danych
W informatyce i inżynierii oprogramowania struktura danych jest sposobem na uporządkowanie danych, niezależnie od ich konkretnej treści informacyjnej. Możesz myśleć o strukturze danych pod względem planu piętra dla budynku w architekturze. Plan piętra dla budynku adresowany jest do oddzielania i łączenia przestrzeni ze ścianami, podłogami i schodami, niezależnie od ich konkretnego zastosowania. Kiedy jest używana jako nazwa dla struktury danych, blockchain odnosi się do danych złożonych w jednostki zwane blokami. Można pomyśleć o tych blokach bardzo podobnych do stron w książce. Bloki te są połączone ze sobą jak łańcuch, stąd nazwa blockchain. W odniesieniu do książki słowa i zdania są informacjami do przechowywania. Są napisane na różnych stronach, zamiast zapisywać je na dużej szpuli. Strony są połączone ze sobą za pośrednictwem ich pozycji w książce i poprzez numery stron. Możesz ustalić, czy ktoś usunął stronę z książki, sprawdzając, czy numery stron są kontynuowane, nie pomijając numeru. Ponadto, informacje na stronach, a także strony w książce są uporządkowane. Zamówienie jest ważnym szczegółem, który będzie szeroko stosowany. Dodatkowo łańcuch bloków danych w strukturze danych uzyskuje się za pomocą specjalnego systemu numerowania, który różni się od numerowania stron w zwykłych książkach.

Algorytm

W inżynierii oprogramowania termin “algorytm” odnosi się do sekwencji instrukcji do wypełnienia przez komputer. Instrukcje te często obejmują struktury danych. W przypadku użycia jako nazwy algorytmu, blockchain odnosi się do sekwencji instrukcji, która negocjuje zawartość informacyjną wielu struktur danych blockchain w czysto rozproszonym systemie peer-to-peer, podobnym do demokratycznego schematu głosowania.

Pakiet technologii

W przypadku użycia w odniesieniu do zestawu technologii, blockchain odnosi się do kombinacji  blockchain-data- struktura , blockchain-algorytm, a także łączonych technologii kryptograficznych i bezpieczeństwa, które można wykorzystać do osiągnięcia integralności w czysto rozproszonych systemach peer-to-to-peer. systemy równorzędne, niezależnie od celu aplikacji.

Określenie zbiorowe dla czysto rozproszonego Peer-to-Peer. Systemy ze wspólnym obszarem aplikacji

Blockchain może być również używany jako określenie zbiorowe  dla czysto rozproszonego peer-to-peer systemu  księgi, które wykorzystują pakiet technologii blockchain. Zauważ, że w tym kontekście blockchain odnosi się do czysto rozproszonego systemu jako całości, zamiast odnosić się do jednostki oprogramowania, która jest częścią czysto rozproszonego systemu.

Używanie terminu w blogu

W dalszej części blogu blockchain odnosi się do skrótu do określenia zbiorwego dla czysto rozproszonych systemów peer-to-peer w księgach, które wykorzystują pakiet technologii blockchain. Jeśli zamierzone jest jakiekolwiek inne znaczenie, wskażę to poprzez jawne użycie terminu blockchain-dane-struktura, blockchain-algorytm lub blockchain-pakiet technologiie.

Zagrożenia integralności w systemach peer-to-peer

Dla uproszczenia można rozważyć dwa główne zagrożenia integralności w  systemach peer-to-peer:

Awarie techniczne

Złośliwi peers

Awarie techniczne

Systemy peer-to-peer składają się z poszczególnych komputerów użytkowników, którzy komunikują się za pośrednictwem sieci. Wszystkie komponenty sprzętowe i programowe systemu komputerowego, a także dowolny komponent sieci komputerowej, mają immanentne ryzyko niepowodzenia lub tworzenia błędów. W związku z tym każdy system rozproszony musi zmierzyć się z problemem, który powoduje, że jego komponenty mogą zawieść lub mogą generować błędne wyniki przez przypadek.

Złośliwi Peers

Złośliwi peers są drugim zagrożeniem integralności w systemach peer-to-peer. To źródło niezgodności nie jest problemem technicznym, ale raczej problemem spowodowanym celami osób, które decydują się wykorzystać system do własnych celów. Można powiedzieć, że zagrożenie to jest bardziej związane z socjologią i dynamiką grupy niż z technologią. Nieuczciwi i złośliwi peers stanowią najpoważniejsze zagrożenie dla systemu peer-to-peer, ponieważ atakują fundament, na którym zbudowany jest system peer-to-peer: zaufanie. Gdy użytkownicy nie będą już mogli ufać swoim peerom, odwrócą się i przestaną dostarczać zasoby obliczeniowe do systemu. W związku z tym liczba członków spadnie, a cały system stanie się mniej atrakcyjny dla pozostałych członków, co z kolei przyspieszy upadek systemu, który ostatecznie zostanie całkowicie porzucony.

Podstawowy problem do rozwiązania przez Blockchain

Osiągnięcie integralności i zaufania w najlepszych warunkach jest łatwe. Prawdziwym wyzwaniem jest osiągnięcie integralności i zaufania do rozproszonego systemu w najgorszym ze wszystkich warunków. I to jest problem, który ma rozwiązać blockchain. Podstawowym problemem do rozwiązania przez blockchain jest osiągnięcie i utrzymanie integralności w czysto rozproszonym systemie peer-to-peer, który składa się z nieznanej liczby rówieśników o nieznanej niezawodności i wiarygodności. Ten problem nie jest nowy. Jest to właściwie znany i szeroko dyskutowany problem w informatyce. Wykorzystując metaforę wojskową, problem ten jest powszechnie uważany za ogólny problem bizantyński.

Uwaga

Problem rozwiązywany przez blockchain to osiągnięcie i utrzymanie integralności w czysto rozproszonym systemie peer-to-peer, który składa się z nieznanej liczby peerów o nieznanej niezawodności i wiarygodności

Dlaczego potrzebny jest Blockchain?

Ten etap wyjaśnia problem, jaki ma rozwiązać blockchain i dlaczego rozwiązanie tego problemu jest ważne. Ten etap również pogłębi twoje zrozumienie dziedziny problemu, w której znajduje się blockchain, środowiska, w którym zapewnia największą wartość, oraz jego relacji do zaufania, integralności i zarządzania własnością. Pod koniec tego etapu uzyskasz głębsze zrozumienie celu blockchaina i osiągniesz zróżnicowane zrozumienie samego pojęcia blockchain.

Jak zgromadzić grupę niezależnych komputerów?

W poprzednich dwóch krokach wskazano ogólnie cel blockchaina i podkreślono jego znaczenie dla czysto rozproszonychh systemów peer-to-peer. Okazało się, że utrzymanie integralności w systemach rozproszonych jest głównym celem blockchain. Ale dlaczego zachowanie integralności w systemach rozproszonych i czysto rozproszonych systemach peer-to-peer jest szczególnie trudne? Ten krok odpowiada na to pytanie, odkrywając subtelną relację między zaufaniem a integralnością czysto rozproszonych systemów peer-to-peer. W rezultacie ten krok pogłębi zrozumienie wagi integralności i odkryje główny problem, który ma zostać rozwiązany przez blockchain. Wreszcie, ten krok opisuje środowisko, w którym oczekuje się, że blockchain zapewni największą wartość.

Metafora

Wiele języków ma obrazkowe powiedzonko opisujące sytuację, gdy ktoś próbuje zorganizować chaotyczną grupę osób. Na przykład w języku angielskim można by opisać taką sytuację jako próbę stada kotów, ponieważ ilustruje ona wyzwania związane z hodowaniem grupy upartych i trudnych zwierząt, które nie akceptują lub nawet nie uznają centralnego autorytetu. Czy problem próby zorganizowania grupy osób, które nie akceptują lub nie uznają organu centralnego, brzmi znajomo? Zdarza się, że jest to dokładnie sytuacja czysto rozproszonego systemu peer-to-peer, który składa się z pojedynczych i niezależnych węzłów bez jakiejkolwiek centralnej kontroli lub koordynacji. Ten krok wyjaśnia główne wyzwanie czysto dystrybuowanych systemów peer-to-peer i ich związku z blockchain.

Zaufanie i integralność w systemach peer-to-peer

Zaufanie i integralność to dwie strony tej samej monety. W kontekście systemów oprogramowania integralność jest niefunkcjonalnym aspektem systemu, który jest bezpieczny, kompletny, spójny, poprawny i wolny od korupcji i błędów. Zaufanie to także silne przekonanie ludzi o wiarygodności, prawdzie lub zdolnościach kogoś lub czegoś bez dowodów, dowodów lub dochodzenia. Zaufanie jest udzielane z góry i będzie wzrastać lub zmniejszać się w zależności od wyników interakcji na bieżąco. W odniesieniu do systemów peer-to-peer oznacza to, że ludzie przyłączą się i nadal będą wnosić wkład do systemu, jeśli mu ufają i jeśli wyniki interakcji z systemem na bieżąco potwierdzają i wzmacniają ich zaufanie. Integralność systemu jest potrzebna, aby spełnić oczekiwania użytkowników i wzmocnić ich zaufanie do systemu. Jeśli zaufanie użytkowników nie zostanie wzmocnione przez system z powodu braku integralności, użytkownicy zrezygnują z systemu, co w rezultacie spowoduje jego zakończenie. Ze względu na znaczenie zaufania dla istnienia systemów peer-to-peer, główne pytanie brzmi: w jaki sposób osiągamy i utrzymujemy integralność w czysto rozproszonym systemie peer-to-peer? Osiągnięcie i utrzymanie integralności w czysto rozproszonych systemach zależy od wielu czynników, niektóre z najważniejszych to:

* Wiedza na temat liczby węzłów lub równorzędnych

* Wiedza o wiarygodności rówieśników

Szanse na osiągnięcie integralności w rozproszonym systemie peer-to-peer są wyższe, jeśli znana jest liczba węzłów, a także ich wiarygodność. Ta sytuacja jest porównywalna do prowadzenia prywatnego klubu, który przestrzega wysokich standardów moralnych i stosuje rygorystyczny proces wejścia na pokład dla nowych członków. Jednak najgorsze okoliczności dla osiągnięcia integralności w rozproszonym systemie peer-to-peer są podane, gdy liczba węzłów i ich wiarygodność jest nieznana. Dzieje się tak w przypadku, gdy w Internecie działa wyłącznie rozproszony system peer-to-peer, otwarty dla wszystkich.

Terminologia i łącze do Blockchain

Teraz, gdy dowiedziałeś się o potencjale systemów peer-to-peer, konieczne jest wyjaśnienie terminologii dziedziny problemowej i wyjaśnienie jej związku z blockchainem. W szczególności należy omówić następujące kwestie:

Definicja systemu peer-to-peer

Architektura systemów peer-to-peer

Połączenie między systemami peer-to-peer i blockchain

Definicja systemu Peer-to-Peer

Systemy peer-to-peer to rozproszone systemy oprogramowania, które składają się z węzłów (pojedynczych komputerów), które udostępniają swoje zasoby obliczeniowe (np. Moc obliczeniową, pojemność pamięci lub dystrybucję informacji) bezpośrednio innym. Przyłączając się do systemu peer-to-peer, użytkownicy zamieniają swoje komputery w węzły systemu, które są równe pod względem ich praw i ról. Chociaż użytkownicy mogą się różnić pod względem zasobów, które wnoszą, wszystkie węzły systemu mają taką samą funkcjonalność i odpowiedzialność. W związku z tym komputery wszystkich użytkowników są zarówno dostawcami, jak i konsumentami zasobów. Na przykład w systemie udostępniania plików peer-to-peer poszczególne pliki są przechowywane na komputerach użytkowników. Gdy ktoś chce pobrać plik w takim systemie, pobiera go z komputera innej osoby, który może być najbliższym sąsiadem lub osobą znajdującą się w połowie drogi dookoła świata.

Architektura systemów peer-to-peer

Systemy peer-to-peer są rozproszonymi systemami komputerowymi z uwagi na konstrukcję, ponieważ są zbudowane z pojedynczych węzłów, które dzielą swoje zasoby obliczeniowe innych. Istnieją jednak systemy peer-to-peer, które wciąż wykorzystują elementy centralizacji. Scentralizowane systemy peer-to-peer utrzymują węzły centralne które ułatwiają interakcję między rówieśnikami, aby zachować katalogi, które opisują usługi oferowane przez węzły równorzędne lub do przeprowadzania przeglądów i identyfikacji węzłów. Scentralizowane systemy peer-to-peer zazwyczaj wykorzystują architekture hybrydową , taka jak ta, która została zilustrowana po lewej stronie rysunku. Taka architektura pozwala na łączenie zalet scentralizowanego i rozproszonego przetwarzania. Z drugiej strony, czysto rozproszone systemy peer-to-peer nie mają żadnego elementu centralnej kontroli ani koordynacji. Dlatego wszystkie węzły w tych systemach wykonują te same zadania, działając zarówno jako dostawcy, jak i konsumenci zasobów i usług. Przykładem scentralizowanego systemu peer-to-peer jest Napster, który utrzymywał centralną bazę danych wszystkich węzłów połączonych z systemem oraz utwory dostępne na tych węzłach.

Połączenie między systemami peer-to-peer i Blockchain

Jak omówiono w Kroku 2, blockchain można uznać za narzędzie do osiągnięcia i utrzymania integralności w systemach rozproszonych. Czysto rozproszone systemy peer-to-peer mogą wykorzystywać blockchain w celu osiągnięcia i utrzymania integralności systemu. Stąd związek między czysto rozproszonymi systemami peer-to-peer i blockchain jest jego wykorzystaniem do osiągnięcia i utrzymania integralności w czysto rozproszonych systemach.

Potencjał Blockchaina

Relacja między czysto rozproszonymi systemami peer-to-peer a blockchain polega na tym, że ten drugi używa tego ostatniego jako narzędzia do osiągnięcia i utrzymania integralności. Dlatego argumentem, który wyjaśnia emocje i potencjał blockchain, jest: Czysto rozproszone systemy peer-to-peer mają ogromny potencjał komercyjny, ponieważ mogą zastąpić scentralizowane systemy i zmienić cały przemysł z powodu dezintermediacji. Ponieważ czysto rozproszone systemy peer-to-peer mogą wykorzystywać blockchain do osiągania i utrzymywania integralności, blockchain również staje się ważny. Jednak głównym faktem, który podnieca ludzi, jest dezintermediacja. Blockchain jest tylko środkiem do celu, który pomaga to osiągnąć

Uwaga

Emocje związane z blockchain opierają się na jego zdolności do służenia jako narzędzie do osiągania i utrzymywania integralności w czysto rozproszonych systemach peer-to-peer, które mają potencjał do zmiany całego przemysłu z powodu dezintermediacji.

Potencjał systemów peer-to-peer

Sprawa Napstera nauczyła nas, że systemy peer-to-peer mogą przekształcić całe gałęzie przemysłu w oparciu o prosty pomysł: zastąpienie pośrednika peer-to-peer . W przypadku przemysłu muzycznego, tradycyjne studia i ich kanały marketingowe i dystrybucyjne, które działały jako pośrednicy między artystami a konsumenci zostali zastąpieni przez systemy wymiany plików peer-to-peer. Główne cechy, które sprawiły, że przemysł muzyczny jest tak podatny na zastąpienie systemy peer-to-peer to niematerialna natura muzyki i niskie koszty kopiowania i przesyłania danych. Potęga systemów peer-to-peer nie ogranicza się do przemysłu muzycznego. Każda branża, która działa głównie jako pośrednik między producentami a klientami niematerialnych lub cyfrowych towarów i usług, jest podatna na zastąpienie przez system peer-to-peer. To stwierdzenie może zabrzmieć nieco abstrakcyjnie, ale możesz odkryć wielu pośredników w zakresie niematerialnych i cyfrowych towarów i usług wokół ciebie, gdy rozpoznasz największą z nich wszystkich: przemysł finansowy. Co masz na swoim koncie bankowym lub na karcie kredytowej lub debetowej? Czy to naprawdę pieniądze? Pieniądze, które posiadasz, zostały zamienione w niematerialne bity i bajty dawno temu. Tylko niewielka ilość faktycznych pieniędzy istnieje jako fizyczne banknoty i monety. Ogromna większość pieniędzy i aktywów na świecie istnieje w postaci nieistotnych bitów i bajtów w scentralizowanych systemach informatycznych przemysłu finansowego. Banki i wielu innych graczy branży finansowej to pośrednicy między producentami a konsumentami bitów i bajtów, które składają się na nasze pieniądze i nasze bogactwo. Czynność polegająca na pożyczaniu, pożyczaniu lub przekazywaniu pieniędzy z jednego konta na drugie jest tylko przeniesieniem niematerialnego towaru, którym zarządzają pośrednicy, zwani również pośrednikami. Zadziwiające jest, jak wielu pośredników jest zaangażowanych w pozornie proste transakcje (np. Przelewanie pieniędzy z jednego konta bankowego na inny w innym kraju wiąże się z maksymalnie pięcioma pośrednikami, którzy wszyscy potrzebują czasu przetwarzania  i nakładają własne opłaty). W rezultacie coś tak prostego jak przeniesienie kwoty pieniędzy z jednego konta bankowego na inny w innym kraju wiąże się z długim czasem przetwarzania i wiąże się z wysokimi kosztami transakcji. W systemie peer-to-peer ten sam transfer byłby znacznie prostszy i wymagałoby mniej czasu i kosztów, ponieważ można by go przetworzyć jako to, co to jest: przeniesienie bitów i bajtów odpowiednio pomiędzy dwoma równorzędnymi węzłami lub węzłami. Zaletą systemów peer-to-peer nad scentralizowanymi systemami jest to, że między partnerami kontraktowymi zachodzą bezpośrednie interakcje, a nie pośrednie interakcje za pośrednictwem pośrednika, w związku z czym czas przetwarzania jest mniejszy, a koszty niższe. Zalety systemów peer-to-peer nie ograniczają się do transferu pieniędzy. Każda branża, która działa głównie jako pośrednik między producentami a klientami niematerialnych lub cyfrowych towarów i usług, jest podatna na zastąpienie przez system peer-to-peer. W miarę postępującej cyfryzacji coraz więcej przedmiotów codziennego życia i coraz większa ilość towarów i usług stanie się nieistotna i odniesie korzyści z wydajności systemów peer-to-peer. Zwolennicy systemów peer-to-peer twierdzą, że na prawie wszystkie aspekty naszego życia wpłynie pojawienie się digitalizacji i sieci typu peer-to-peer, takich jak płatności, oszczędzanie pieniędzy, pożyczki, ubezpieczenie, a także wydawanie i zatwierdzanie narodzin certyfikaty, prawa jazdy, paszporty, dowody osobiste, świadectwa wykształcenia oraz patenty i umowy o pracę. Większość z nich istnieje już w formie cyfrowej w scentralizowanych systemach prowadzonych przez instytucje, które są niczym innym jak pośrednikiem między naturalnymi dostawcami a klientami.

Uwaga

Zastąpienie pośrednika jest również nazywane dezintermediacja .Jest uważany za poważne zagrożenie dla wielu firm i firm, które działają głównie jako  pośrednicy między różnymi grupami ludzi, takimi jak kupujący i sprzedawca, kredytobiorcy i pożyczkodawcy, producenci i konsumenci.

Rozpoznanie potencjału.

W jaki sposób systemy peer-to-peer mogą zmienić świat?

Ten krok pogłębia naszą wiedzę na temat celu blockchain, biorąc pod uwagę  konkretny rodzaj systemu rozproszonego: system peer-to-peer. W rezultacie ten krok pomoże ci zrozumieć, dlaczego tak bardzo ekscytuje  blockchain technologów i profesjonalistów. Ten krok wskazuje również na główny obszar zastosowania, w którym oczekuje się, że blockchain zapewni największą wartość. Ponadto w tym kroku omówiono niektóre konsekwencje systemów peer-to-peer w realnym świecie.

Metafora

Czy pamiętasz, kiedy ostatnio kupiłeś płytę CD w sklepie muzycznym lub w sklepie? Większość ludzi nie kupiła aktualnych płyt od dłuższego czasu, ponieważ przemysł muzyczny przeszedł dramatyczną zmianę. W dzisiejszych czasach ludzie pobierają pojedyncze utwory z portali muzycznych, udostępniają pliki mp3 znajomym lub używają strumieni muzyki na urządzeniach mobilnych, zamiast kupować płyty CD. Ta zmiana rozpoczęła się wraz z pojawieniem się oprogramowania, które umożliwiło ludziom dzielenie się swoimi plikami muzycznymi. Ale co było takiego specjalnego w tym oprogramowaniu? Oto co jeden z wynalazców miał do powiedzenia na ten temat:

“Ten system, który jest najbardziej interesujący, polega na interakcji z rówieśnikami, wymianie informacji z osobą na ulicy.” -Shawn Fanning, współzałożyciel Napstera

To, co Fanning i jego współpracownicy wymyślili, to system peer-to-peer do dzielenia się muzyką. Już pod koniec lat 90. XX wieku oprogramowanie to zapoczątkowało nową erę dla ustalonego modelu biznesowego przemysłu muzycznego. Ten krok wyjaśnia, w jaki sposób pojawienie się Napstera, spadek sprzedaży płyt CD i dramatyczne zmiany w branży muzycznej mają związek z blockchainem.

W jaki sposób system peer-to-peer zmienił cały przemysł muzyczny?

Przemysł muzyczny pracował przez długi czas w następujący sposób: muzycy podpisywali umowy ze studiami, które nagrywały piosenki, produkowały i sprzedawały płyty muzyczne na różnych nośnikach (np. Winylu, taśmie lub płycie CD), co z kolei zostały sprzedane klientom za pośrednictwem różnych kanałów dystrybucji, w tym domów towarowych i sklepów specjalistycznych. Studia faktycznie pracowały jako pośrednicy między muzykami i ludźmi, którzy lubią słuchać muzyki. Studia muzyczne mogą utrzymać swoją rolę pośredników ze względu na ich wyłączną wiedzę i umiejętności w zakresie produkcji, marketingu i dystrybucji nagrań. Jednak w pierwszej dekadzie 2000 roku środowisko, w którym działały studia muzyczne, zmieniło się dramatycznie. Cyfryzacja muzyki, dostępność sprzętu nagraniowego po przystępnych cenach, rosnąca popularność prywatnych komputerów oraz pojawienie się internetowych studiów muzycznych jest zbędne. Trzy funkcje studiów muzycznych – produkcja, marketing i dystrybucja płyt – mogą być wykonywane przez samych artystów i samych konsumentów. Napster odegrał ważną rolę w zastąpieniu studiów muzycznych jako pośredników. Z Napsterem ludzie nie polegali już na studiach muzycznych, by zdobyć najnowsze hity. Możliwe było udostępnianie indywidualnych plików muzycznych ludziom na całym świecie bez konieczności kupowania jakichkolwiek płyt CD. Podejście peer-to-peer Napstera, będące właściwie rodzajem cyfrowego bazaru udostępniania plików mp3, dało konsumentom dostęp do szerszej gamy muzyki niż kiedykolwiek wcześniej, co spowodowało, że studia muzyczne były częściowo zbędne i powodowały znaczące straty

Rozproszone systemy peer-to-peer

Sieci typu peer-to-peer są szczególnym rodzajem systemów rozproszonych. Składają się z pojedynczych komputerów (zwanych również węzłami), dzięki którym ich zasoby obliczeniowe (np. Moc obliczeniowa, pojemność pamięci, przepustowość danych lub sieci) są bezpośrednio dostępne dla wszystkich pozostałych członków sieci bez centralnego punktu koordynacji. Węzły w sieci są równe pod względem ich praw i ról w systemie. Co więcej, wszyscy oni są zarówno dostawcami, jak i konsumentami zasobów. Systemy peer-to-peer mają interesujące aplikacje, takie jak udostępnianie plików, dystrybucja treści i ochrona prywatności. Większość z tych aplikacji wykorzystuje prosty, ale potężny pomysł: przekształcenie komputerów użytkowników w węzły, które składają się na cały rozproszony system. W rezultacie im więcej użytkowników lub klientów korzysta z oprogramowania, tym większy i mocniejszy staje się system. Ta idea, jej konsekwencje i wyzwania są omówione w następujących krokach.

Mieszanie systemów scentralizowanych i rozproszonych

Scentralizowane i rozproszone systemy są antypodami architektonicznymi. Antypody techniczne zawsze inspirowały inżynierów do tworzenia systemów hybrydowych, które odziedziczą siłę swoich rodziców. Scentralizowane i rozproszone systemy nie stanowią tu wyjątku. Istnieją dwa archetypowe sposoby łączenia tych antypodów i należy je zrozumieć, ponieważ staną się ważne, gdy dowiedzą się o aplikacjach blockchain w rzeczywistym świecie. Są centralne w systemie rozproszonym i systemie rozproszonym w środku. Grafika po lewej stronie rysunku  ilustruje architekturę, która ustanawia główny komponent w systemie rozproszonym. Na pierwszy rzut oka komponenty wydają się tworzyć system rozproszony. Jednak wszystkie koła są połączone z większym okręgiem znajdującym się pośrodku. W związku z tym wydaje się, że taki system jest dystrybuowany na powierzchownym widoku, ale w rzeczywistości jest to scentralizowany system. Wykres po prawej stronie rysunku ilustruje podejście odwrotne. Taki system wydaje się być scentralizowanym systemem na pierwszy rzut oka, ponieważ wszystkie kręgi na peryferiach mają tylko jedno bezpośrednie połączenie z dużym centralnym komponentem. Jednak komponent centralny zawiera wewnątrz rozproszony system. Składniki na peryferiach mogą nie być nawet świadome rozproszonego systemu, który żyje w komponencie centralnym. To, co te dwa podejścia mają wspólnego, to fakt, że trudno jest określić ich prawdziwą naturę. Czy są rozproszone czy scentralizowane? Może nie być konieczne podawanie unikatowych nazw tych architektur. Należy jednak zwrócić uwagę na ich podwójny charakter. Jest to szczególnie ważne, ponieważ może nie być łatwo dostrzec centralność lub rozproszony charakter w nich. Do tego punktu powrócę później, kiedy omówię sposób komercjalizacji blockchain.

Cel Blockchaina

Projektując system oprogramowania, można wybrać, który styl architektoniczny zostanie użyty, podobnie do wyboru silnika do samochodu. Decyzja architektoniczna może zostać podjęta niezależnie od funkcjonalnych aspektów warstwy aplikacji. W rezultacie można tworzyć zarówno rozproszone, jak i scentralizowane systemy z identyczną funkcjonalnością w warstwie aplikacji. Architektura jest tylko środkiem do osiągnięcia celu, jeśli chodzi o wdrożenie systemu. Dlatego też system płatności, jak zaproponowano w tabeli 2-1, może zostać wdrożony jako rozproszony lub scentralizowany system. Każda z dwóch koncepcji architektonicznych ma swoje zalety i wady oraz własny, specyficzny sposób robienia rzeczy. Wybór konkretnej architektury ma wpływ na to, jak osiągnąć funkcjonalne i niefunkcjonalne aspekty systemu. W szczególności obie koncepcje architektoniczne mają bardzo różne podejścia, aby zapewnić integralność. I to jest punkt, w którym blockchain wchodzi w obraz. Blockchain jest narzędziem zapewniającym integralność rozproszonych systemów oprogramowania. Dlatego może być postrzegane jako narzędzie do osiągnięcia niefunkcjonalnego aspektu warstwy implementacji.

Uwaga

Celem blockchain jest osiągnięcie i utrzymanie integralności w systemach rozproszonych.

Wady systemów rozproszonych

Wady systemów rozproszonych w porównaniu do pojedynczych komputerów to:

  • Koszty ogólne koordynacji
  • Koszty komunikacji
  • Zależność od sieci
  • Większa złożoność programu
  • Problemy z bezpieczeństwem

Koszty koordynacji kosztów
Systemy rozproszone nie mają centralnych jednostek, które koordynują swoich członków. Dlatego koordynacja musi być wykonywana przez samych członków systemu. Koordynacja pracy wśród współpracowników w systemie rozproszonym stanowi wyzwanie i kosztuje wysiłek i moc obliczeniową, której nie można wydać na prawdziwe zadanie obliczeniowe, stąd termin “koordynacja kosztów ogólnych”.

Koszty komunikacji

Koordynacja wymaga komunikacji. W związku z tym komputery tworzące system rozproszony muszą się ze sobą komunikować. Wymaga to istnienia protokołu komunikacyjnego oraz wysyłania, odbierania i przetwarzania komunikatów, co z kolei kosztuje wysiłek i moc obliczeniową, której nie można wydać na oryginalne zadanie obliczeniowe, stąd termin koszty  komunikacji.

Zależność  sieci

Każdy rodzaj komunikacji wymaga medium. Medium jest odpowiedzialne za przekazywanie informacji między podmiotami komunikującymi się ze sobą.
Komputery w systemach rozproszonych komunikują się za pomocą wiadomości przekazywanych przez sieć. Sieci mają własne wyzwania i przeciwności, które w
mają wpływ na komunikację i koordynację pomiędzy komputerami, które tworzą
system rozproszony. Bez sieci nie będzie jednak systemu rozproszonego, nie będzie komunikacji, a zatem nie będzie koordynacji między węzłami, a tym samym zależności sieci.

Większa złożoność programu

Rozwiązanie problemu obliczeniowego wymaga napisania programów i oprogramowania. Ze względu na wymienione wyżej wady wszelkie oprogramowanie w systemie rozproszonym musi rozwiązać dodatkowe problemy, takie jak koordynacja, komunikacja i wykorzystanie sieci. Zwiększa to złożoność oprogramowania.

Problemy z bezpieczeństwem

Komunikacja w sieci oznacza wysyłanie i dzielenie się krytycznymi danymi
dla prawdziwego zadania obliczeniowego. Jednak przesyłanie informacji za pośrednictwem sieci oznacza obawy dotyczące bezpieczeństwa, ponieważ nierzetelne podmioty mogą nadużywać sieci w celu uzyskania dostępu do informacji i ich wykorzystania. Dlatego każdy system rozproszony musi rozwiązywać problemy związane z bezpieczeństwem. Im mniej ograniczony jest dostęp do sieci, z którą komunikują się rozproszone węzły, tym większe są obawy dotyczące bezpieczeństwa systemu rozproszonego.

Zalety systemów rozproszonych

Głównymi zaletami systemu rozproszonego na pojedynczych komputerach są:

– Większa moc obliczeniowa

– Redukcja kosztów

– Większa niezawodność

– Zdolność do naturalnego wzrostu

Większa moc obliczeniowa

Moc obliczeniowa rozproszonego systemu jest wynikiem połączenia mocy obliczeniowej wszystkich podłączonych komputerów. W związku z tym systemy rozproszone mają zwykle większą moc obliczeniową niż każdy komputer. Sprawdza się to nawet przy porównywaniu rozproszonych systemów składających się z komputerów o stosunkowo małej mocy obliczeniowej z odizolowanymi superkomputerami.

Redukcja kosztów

Cena głównych komputerów, pamięci, miejsca na dysku i sprzętu sieciowego spadła dramatycznie w ciągu ostatnich 20 lat. Ponieważ systemy rozproszone składają się z wielu komputerów, początkowe koszty rozproszonych systemów są wyższe niż początkowe koszty poszczególnych komputerów. Koszty tworzenia, utrzymywania i obsługi superkomputera są jednak znacznie wyższe niż koszty tworzenia, utrzymywania i obsługi rozproszonego systemu. Jest to szczególnie ważne, ponieważ zastępowanie pojedynczych komputerów w systemie rozproszonym może odbywać się bez znaczącego wpływu całego systemu.

Większa niezawodność

Zwiększona niezawodność rozproszonego systemu opiera się na fakcie, że całość sieć komputerów może kontynuować działanie nawet w przypadku awarii pojedynczych komputerów. System rozproszony nie ma jednego punktu awarii. Jeśli jeden element zawodzi, pozostałe elementy mogą przejąć kontrolę. Stąd pojedynczy super komputer ma zazwyczaj niższą niezawodność niż system rozproszony.

Zdolność do naturalnego rozwoju

Moc obliczeniowa rozproszonego systemu jest wynikiem zagregowanej mocy obliczeniowej jego składników. Można zwiększyć moc obliczeniową cały system poprzez podłączenie dodatkowych komputerów do systemu. W wyniku tego moc obliczeniowa całego systemu może być zwiększana przyrostowo w skali szczątkowej. To wspiera sposób, w jaki wzrasta zapotrzebowanie na moc obliczeniową w wielu organizacjach. Stopniowy wzrost rozproszonych systemów kontrastuje ze wzrostem mocy obliczeniowej pojedynczych komputerów. Poszczególne komputery zapewniają identyczną moc, dopóki nie zostaną zastąpione przez mocniejszy komputer. Powoduje to nieciągły wzrost mocy obliczeniowej, który rzadko jest doceniany przez konsumentów usług komputerowych

Dwa rodzaje architektury oprogramowania

Istnieje wiele sposobów na wdrożenie systemów oprogramowania. Jednak jedna z podstawowych decyzji przy wdrażaniu systemu dotyczy jego architektury, sposobu, w jaki komponenty są zorganizowane i powiązane ze sobą. Dwa główne podejścia architektoniczne do systemów oprogramowania są scentralizowane i rozproszone. W scentralizowanych systemach oprogramowania komponenty są rozmieszczone i połączone z jednym centralnym komponentem. Natomiast komponenty systemów rozproszonych tworzą sieć połączonych komponentów bez centralnego elementu koordynacji lub kontroli. Rysunek przedstawia dwie przeciwne architektury. Okręgi na rysunku reprezentują elementy systemu, zwane również węzłami, a linie reprezentują połączenia między nimi. W tym momencie nie jest ważne, aby znać szczegóły tego, co te komponenty robią i jakie informacje są wymieniane między węzłami. Ważnym punktem jest istnienie tych dwóch różnych sposobów organizacji systemów oprogramowania. Po lewej stronie rysunku przedstawiona jest architektura rozproszona, w której komponenty są ze sobą połączone bez centralnego elementu. Ważne jest, aby żaden z komponentów nie był bezpośrednio połączone ze wszystkimi pozostałymi komponentami. Jednak wszystkie komponenty są połączone ze sobą przynajmniej pośrednio. Prawa strona rysunku ilustruje a scentralizowaną architekturę, w której każdy komponent jest połączony z jednym centralnym składnik. Komponenty nie są bezpośrednio ze sobą połączone. one ma tylko jedno bezpośrednie połączenie z komponentem centralnym.