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区块链blog2_中心化与效率

news 来源：原创 2025/7/25 21:50:36

在这里插入图片描述


🌿中心化出现原因

信息/服务分散在各处会浪费时间且不方便使用，由此，把信息/服务集中在一起，便于管理，避免了不必要的效率损失。

  • 即集中资源，使得对信息处理的全过程效率升高。
  • 中心化不是网络中产生的，而是一种提升效率的思想。即中心化本质是超越网络形态的效率优化方法论。
  • 中心化是一种方法，可以出现在多个领域里，不是计算机特有

中心化的核心驱动力在于效率优化。当信息或服务分散时，用户或系统需要耗费额外成本（时间、精力、资源）进行整合，而集中化管理能显著降低这些损耗。

  • 资源聚合效应
    • 集中存储/处理可减少重复操作（如统一数据库避免数据冗余）。
    • 规模化处理降低边际成本（如云计算中心的批量计算）。
  • 控制力强化
    • 权限、标准、流程的集中管理减少协调成本（如政府行政服务中心整合多部门职能）。
  • 网络形态的适应性
    • 中心化并非互联网特有，其本质是拓扑结构的效率选择。例如：
      • 传统行业：银行作为金融中介集中资金流动。
      • 生物系统：大脑作为神经中枢协调身体机能。


🌿中心化出现的类型

已知研究对象时候，可以采用系统的角度来研究。即分为结点与网络。由此，中心化可以分为结点内部资源的中心化和网络上多个结点们的中心化。

  • 结点内部资源的中心化：文件分类管理，有组织的整理在一起
  • 网络上多个结点们的中心化：游戏服务器存储着多个玩家的信息，即服务器结点与多个玩家结点的中心化。

🍂两者异同比较

● 相同

本质上都是为了提升效率，从而集中信息/服务使得效率的提高。

  • 如，结点里（eg.学校人员管理系统）把资源分类管理后，使用起来避免了不必要的寻找消耗
  • 而网络里，把用户的数据统一管理，方便操作。

● 不同

**<font color="orange>结点内的中心化，只涉及到它本身，不涉及网络。可以说这个时候，结点对于它自己是孤立的（只有自己没有别人啊），所以也不涉及网络。**而根据上一章的内容，着就意味着不存在合作。
而多个结点们的中心化可以说是不同的结点组成了网络，有网络必然有合作，就又涉及到了合作环境的保障问题。

● 总结

  • 自己本身，不存在合作关系，由此没有合作环境保障的相关问题。
    • 当然，由于系统是可以嵌套的，结点本身有可以看作其内部的多个结点组成，而研究对象从结点变为系统。但结点与自己不存在合作的本质不变。
    • 举例：
      • 一个服务提供商可能有多个服务器，但这个服务上可以看作一个结点，使用服务的人不考虑它的内部是如何组织的。**
      • 一个企业可以看作一个结点，它其中的各个部门又可以看作结点。这取决于研究的场景（如，比较不同公司的差异时，整个公司为一个结点。而研究公司内部部门信息交流时候，公司成了系统，各部门成了结点。
  • 多个结点间，即除了自己还有其它结点组成的网络，这必然涉及到合作，所以要考虑合作环境保障问题。


🌿中心化优化介绍

结点为了效率，所以采用中心化的结构。但只有一个中心化结点，会有许多问题（如，数据一旦丢失，不可找回）。所以，有了中心化结构的优化。
中心化优化是结点内部的优化，而不是多个结点间的优化

🍂优化方法介绍

● 单中心化结点（原始形态）

特点问题适用场景
所有数据/服务依赖单一中心节点单点故障（SPOF）、数据丢失不可恢复、高并发性能瓶颈小型系统、内部管理工具

● 备份思想（冗余优化）

方法实现方式优点缺点适用场景
冷备份定期全量备份（如每日数据库导出）成本低，存储简单恢复慢，可能丢失部分数据非关键业务数据（日志存档）
热备份实时同步（如MySQL主从复制）快速切换，数据丢失少备份资源闲置，同步延迟金融交易、电商订单
异地多活多地数据中心同时运行（如阿里云三地五中心）高可用，抗区域性灾难成本高，同步复杂全球化业务（AWS、Google Cloud）

备份进阶优化：

  • 增量备份（仅备份变化数据）
  • 快照技术（如虚拟机快照）
  • 拜占庭容错（BFT）（容忍恶意节点）

● 组合思想（分布式中心化）

方法实现方式优点缺点适用场景
联邦式中心多个子中心自治，上级中心协调（如欧盟银行系统）容错性强，适合跨组织协作协调成本高，数据一致性难政府机构、跨国企业
蜂窝架构中心节点控制多个功能单元（如Uber调度+司机）负载均衡，局部容错中心节点仍可能瓶颈共享经济（滴滴、美团）
混合架构核心业务中心化，边缘业务去中心化（如央行数字货币）兼顾效率与安全架构复杂，维护成本高区块链+传统金融

● 现代最佳实践

优化方法适用场景优点缺点
云原生架构（K8s+微服务）互联网服务、企业应用弹性伸缩，自动化运维学习曲线陡峭
边缘计算（如自动驾驶）低延迟场景（IoT、CDN）降低网络延迟边缘设备管理复杂
智能调度（AI负载均衡）高并发业务（电商、社交）动态优化资源分配依赖算法精度

● 总结对比表

优化方向代表方案核心优势主要挑战
单中心传统数据库简单易管理单点故障风险
备份优化异地多活高可用性成本高
组合优化联邦式中心容错性强协调复杂
未来趋势云原生+边缘计算弹性+低延迟技术复杂度高

总结：

中心化的优化是针对结点内部本身来说的，而网络多个不同结点们的中心化最终数据/服务都会集中在中心结点上，要优化还是指的对中心节点数据的优化。严格来说中心结点才是实现中心化的核心。


🌿网络中的中心化

🍂注意

注意：这里不仅仅指计算机网络，如现实的资料集中存储也是一种网络。

  • 服务器/档案室资料采取中心化管理，那么一旦丢失就是不可找回的

首先，中心化是一种提升效率的技术，与网络并不绑定
而网络采用中心化的技术可以提升网络的效率以及更好的服务。

  • 如，将游戏玩家账号的信息统一存储，使得可以统一更改（如，给所有玩家发奖励）
    所以，我们当下的网络，主要提供服务的结点会倾向于把它自己的资源/它得到的其它结点的资源统一中心化存放起来。

🍂网络结点中心化问题

网络结点中心化以及问题举例

如，公司服务器被攻击导致用户信息泄露/公司内部人员可以获取倒卖用户信息。(网盘用户信息泄露事件)/政府秘密信息泄露等等

所以，会发现，虽然中心化带来了效率的提升，却也出现了一堆问题

网络中心化不安全原因本质

网络中结点是多个独立结点所构成，本质是除了存储信息/提供服务中心结点与其它结点间的合作。即回到了上一章讲的结点间的合作问题。由上一章可知，我们现实中的合作存在着一个监管者悖论,即:“谁来监管第三方，监管第三方的第三方呢？由此类推下去，会发现没有一个绝对权威的理想概念来监督合作。最终，由演变成立无监督的存粹随缘机制。(这就是中心化的困境，需要监督和背书，但又没有一个绝对的权威来监督。)”
所以，用户结点要与中心节点达成合作（如，用户把信息存储在中心结点里，使用它提供的服务），而这个合作依旧没有可靠的保障机制。（靠信任(eg.第三方背书/公司信用)相当于什么都没保障）。由此，这样的合作安全性十分脆弱。而在实际中，用户与服务提供商达成这种合作（将用户的信息中心化存储）的场景和需要到处都是，不可避免，所以导致我们网络里到处都是脆弱的合作。

🍂总结

网络中达成合作的结点： 提供服务的结点 与 众多用户结点
合作内容： 服务器结点提供服务，用户结点们将信息中心化存储在服务器上
问题： 合作环境无保障（信任相当于没保障）
问题本质不在于中心化，中心化使得效率提升。问题在于这样的合作（结点间的中心化）没有一个可靠的合作环境保障。


🌿要研究的问题本身

不是中心化的问题，而是由于中心化导致的多个结点间合作无可靠保障机制的问题

  • 中心化本身提高了效率，所以没问题
  • 有问题的是节点间这样的合作没有可靠保障

🍂优化方法

优化，即保持原有功能的基础上解决现有问题，对于由中心化造成的合作无保障的问题，有以下几个思路

  • **彻底重构：**发明一个新的架构，自带这种属性
  • **添加保障：**为中心化建立一个可靠合作保障机制
  • 以及其它…

🍂其中，添加保障的方法————区块链技术

区块链技术并没有完全抛弃中心化的思想（全结点和用户结点），而是通过引入可靠的合作保障机制，解决了传统中心化架构中的信任问题。通过分布式账本、共识机制、智能合约等技术手段，区块链增强了系统的透明性、可靠性和安全性，同时保留了中心化架构的高效管理和协调优势。这种结合使得区块链技术在许多领域具有广泛的应用前景。

  • 即区块链技术的核心目标是解决传统中心化架构中的信任问题，而不是完全抛弃中心化的思想。在许多区块链应用中，仍然存在某种形式的“中心节点”或“主节点”，但这些节点的权力被显著分散和平分。
  • 即整个网络里有一个虚拟的计算机，它的执行是由所有结点共同决定。
区块链技术的意义与创新● 本质不是“去中心化”，而是“去信任化”：区块链通过分布式账本、共识机制、智能合约等技术，消除了对单一中心节点的绝对信任依赖，实现了“技术保障下的合作”。
合作保障机制的重构：分布式账本：所有结点共同维护数据副本，防止单点作恶。共识机制：如PoW、PoS、BFT等，确保数据一致性和不可篡改。智能合约：自动执行合作协议，减少人为干预和信任成本。
● 中心化与去中心化的融合：区块链并非完全消灭中心节点，而是通过“多中心协作”或“虚拟中心”实现权力分散与合作保障。例如联盟链、侧链等方案，兼顾效率与安全。● 实际应用案例：如比特币、以太坊等公链，Libra（Diem）等联盟链，均体现了区块链在合作保

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编程日记 2025/7/23 12:12:29

R语言数据可视化

R note book 文档–输出html格式文档&#xff0c;plotly不能生成PDF文件 --- title: "R语言数据可视化" output: html_notebook ---在R语言中进行数据可视化是数据分析和呈现的重要环节&#xff0c;R提供了多种强大的绘图系统和工具。以下是常见的数据可视化方法和示…...

编程日记 2025/7/22 11:58:09

NLP学习路线图（一）： 线性代数（矩阵运算、特征值分解等）

引言&#xff1a;语言与矩阵的奇妙邂逅 在自然语言处理&#xff08;NLP&#xff09;的魔法世界里&#xff0c;每个词语都像被施了变形术的精灵&#xff0c;在数学的殿堂中翩翩起舞。当我们用"king - man woman queen"这样的向量魔法破解语义密码时&#xff0c;线性…...

编程日记 2025/7/18 13:01:42

【滑动窗口】LeetCode 1004题解 | 最大连续1的个数 Ⅲ

最大连续1的个数 Ⅲ 一、题目链接二、题目三、题目解析四、算法原理解法一&#xff1a;暴力枚举 zero计数器解法二&#xff1a;滑动窗口 五、编写代码六、时空复杂度 一、题目链接 最大连续1的个数 Ⅲ 二、题目 三、题目解析 注意题目中说的是最多k次&#xff0c;在一个数组…...

编程日记 2025/7/24 20:49:41

Linux 内核等待机制详解：prepare_to_wait_exclusive 与 TASK_INTERRUPTIBLE

1. prepare_to_wait_exclusive 函数解析 1.1 核心作用 prepare_to_wait_exclusive 是 Linux 内核中用于将进程以独占方式加入等待队列的关键函数，其主要功能包括： 标记独占等待：通过设置 WQ_FLAG_EXCLUSIVE 标志，表明此等待条目是独占的。 安全入队：在自旋锁保护下，将条…...

编程日记 2025/7/24 5:32:33

分布式数据库TiDB：深度解析原理、优化与架构设计

&#x1f482; 个人网站:【 摸鱼游戏】【神级代码资源网站】【星海网址导航】 一、TiDB架构设计与核心原理 1.1 分布式架构演进 传统分库分表 vs TiDB架构 #mermaid-svg-8I88Hg2AVkzYTb3O {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fi…...

编程日记 2025/7/22 15:05:48

【深度学习基础】损失函数与优化算法详解：从理论到实践

【深度学习基础】损失函数与优化算法详解&#xff1a;从理论到实践 一、引言 1. 损失函数与优化算法在深度学习中的核心作用 在深度学习中&#xff0c;模型训练的本质是通过不断调整参数&#xff0c;使模型输出尽可能接近真实值。这一过程的核心驱动力是损失函数&#xff08;…...

编程日记 2025/7/25 18:52:01

睿抗足球机器人

目录 大框架 战术 Lua脚本语言编辑环境 大框架 策略脚本&#xff08;LUA-官方脚本&#xff09;、决策算法&#xff08;C-自定义&#xff09;、ROS系统 战术 我们研究了场地的长度、宽度、禁区范围、机器人运动速度等等&#xff0c;发现即使 Kicker 点球往极端角度踢&#xf…...

编程日记 2025/7/25 9:49:17

助力DBA技能无缝平迁 | YashanDB携最新成果亮相XCOPS智能运维管理人年会

5 月 16 日&#xff0c;由上海市软件行业协会、上海市计算机行业协会指导&#xff0c; dbaplus社群主办的XCOPS智能运维管理人年会在广州盛大召开&#xff0c;活动汇聚500余名金融、政府、能源、教育、电信、交通等领域的行业专家。深算院崖山数据库受邀参会&#xff0c;系统性…...

编程日记 2025/7/21 6:02:08