科普| 冷數據在IPFS上可能會丟失？_TECH

首先，我們先對數據進行一個簡單的了解，數據分為冷數據、熱數據，難道數據也有溫度嗎?

從字面意思來簡單的說，熱數據就是訪問多的數據，門庭若市十分熱鬧。冷數據就是基本上沒什么客人訪問，門庭冷落車馬稀。

熱數據：是需要被計算節點頻繁訪問的在線類數據。

冷數據：是對于離線類不經常訪問的數據，比如企業備份數據、業務與操作日志數據與統計數據。

兩個不同的訪問頻次，就導致了在數據庫搭建的目的各自不同，有一句話簡單明了：熱數據就近計算，冷數據集中存儲。

國務院：推進科普與區塊鏈技術深度融合:為貫徹落實黨中央、國務院關于科普和科學素質建設的重要部署，依據《中華人民共和國科學技術進步法》、《中華人民共和國科學技術普及法》制定《全民科學素質行動規劃綱要（2021－2035年）》，其中要求實施智慧科普建設工程。推進科普與區塊鏈等技術深度融合，強化需求感知、用戶分層、情景應用理念，推動傳播方式、組織動員、運營服務等創新升級，加強“科普中國”建設，強化科普信息落地應用，與智慧教育、智慧城市、智慧社區等深度融合。（新華社）[2021/7/10 0:40:52]

那在IPFS網絡中丟失冷門數據的可能性大么?

人大附中物理老師李永樂科普拜占庭將軍問題和區塊鏈:5月14日，人大附中物理老師、科普視頻網紅李永樂在其公眾號發布視頻《拜占庭將軍問題是什么？區塊鏈如何防范惡意節點？》。李永樂老師在視頻中對拜占庭將軍問題和區塊鏈進行了講解，他表示，拜占庭將軍問題本質上指的是，在分布式計算機網絡中，如果存在故障和惡意節點，是否能夠保持正常節點的網絡一致性問題。在近40年的時間里，人們提出了許多方案解決這一問題，稱為拜占庭容錯法。例如蘭波特自己提出了口頭協議、書面協議法，后來有人提出了實用拜占庭容錯PBFT算法，在2008年，中本聰發明比特幣后，人們又設想了通過區塊鏈的方法解決這一問題。區塊鏈通過算力證明來保持賬本的一致性，也就是必須計算數學題，才能得到記賬的權力，其他人對這個記賬結果進行驗證，如果是對的，就認可你的結果。與拜占庭問題比起來，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

數據資源丟失的問題是所有的存儲方式最為在意的一個痛點，在傳統的數據中心一般是通過兩個方式來保證數據不會出現丟失。

人民數字FINTECH推出區塊鏈科普動畫:人民日報數字傳播發布微博稱，人民數字FINTECH出品《趣味科普|區塊鏈動畫》。[2020/3/31]

一、提升數據存儲的安全性

更穩定的服務器(如Dell的730xd,740xd),一臺的成本超過五萬(不算硬盤)，雙電源，雙路CPU。

更好的硬盤，如企業級的氦氣盤，成本在單T上是普通家用級硬盤的2-3倍。Raid5/Raid50，可以通過奇偶校驗恢復出已經損壞的硬盤的數據。

雙電廠的獨立電源，防止一個電廠故障，有足夠的冗余。

動態 | 區塊鏈技術入選科普雜志《科學美國人》2019十大突破性技術榜單:據新浪網今日新聞報道，美國科普雜志《科學美國人》公布 2019 十大突破性技術榜單。區塊鏈技術因在保障食品安全中的作用而上榜。 入選榜單具體原因：區塊鏈技術的發展應用將顯著改善食品污染源數據追蹤的困境。利用區塊鏈云端系統，食品制造商可以依次在計算機儲存各類過程的信息。[2019/9/29]

UPS電源，防止電力故障，甚至級別較高的機房會采用柴油發電機保證電力在12小時之后仍然不中斷。

二、多存幾遍

這個就好理解了，一份真正重要的冷門數據企業不會只存在云端，可能公司電腦里有幾份，公司服務器有幾份，各大云端上又有幾份。如此，它們同時丟失的可能性就很小了。

由此我們可以看出，在傳統的存儲領域，如果要想一個數據不丟失，代價是非常大的，而這樣的代價體現在：如果想要降低數據丟失可能性，可能要花費幾十倍甚至上百倍的費用才能保障，同時數據在傳統的存儲方式上存的越多，安全性也會指數級地降低。這也就是為何IPFS將要革新傳統存儲的根本。

對于冷門數據而言，IPFS在存儲上究竟有哪些好處呢?

在IPFS中，采用的是Erasurecoding的模式，即M+N的模式，M是原文件的份數，N是備份的份數。IPFS會將文件切割發到不同的礦工手里，防止局部網絡的癱瘓，對全局文件安全性的影響。

而IPFS存儲最大的好處是在于兩個：

1、文件備份不會對整體安全性降低

這一點其實非常好理解，在傳統的存儲上，你的銀行卡密碼在家存了一份，在公司存了一份，即便你忘記，也有找回來的可能性，但同時被壞人看到的可能性也會隨之增加。而IPFS不一樣，無論你存多少份，你的數據安全性始終是不變的，都經過加密后傳輸在IPFS節點網絡上。

2、數據安全性隨著N增加，價格卻保持穩定

N是備份數，在IPFS這樣節點故障事件相互獨立的概率模型之中，N的增加會極大地降低出故障的概率。

假如你有一個文件，按照IPFS的分發機制最少會分給7個人，而這個文件不大但卻很重要，我們于是將文件存了10遍，于是就有了70個節點來存儲。假如每個節點發生永久性損失的概率是1%(這個僅僅是電力非永久損失的大致概率，實際永久損失的概率比這個低得多)，那么文件丟失的概率是多少呢?

P=1-(1-0.01^10)^7=-7*10^(-20)

這個概率有多小呢?

相當于一個人一次性連續中了兩個500萬彩票！！

如果你認為數據不是很重要，只存了3-5份，丟失的概率也要遠遠低于把它存在中心化服務器上的。

剛才只是一個小小的數學模型。現實中，分布式存儲會再進一步降低數據丟失的概率，例如更加合理的數據切割；通過識別找到更低丟失概率的節點組合；更加偏好長壽節點，通過激勵與懲罰降低惡性節點的比例；通過建設更多的節點降低單位存儲的成本。總之有兩個原則是永遠不變的，N數越大越難丟失，隨著N的增加，安全性并沒有任何損失。

由此，我們IPFS實現了數據更廉價的存儲，更強的安全性與更穩的抗丟失能力。

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