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Digital Science:IPFS会成为地球上最快、最可靠、最大的数据仓库

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Digital Science:IPFS会成为地球上最快、最可靠、最大的数据仓库

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区块链是一项革命性的技术。

 

从其对不同行业和部门潜在影响来看,这种状况恰好与互联网发展初期的情况极为类似的。

 

全球技术公司Digital Science去年年底发表了一份报告“Blockchain forResearch”(科学研究中的区块链),该报告对区块链支持下的学术交流新范式进行了展望。本文的认识主要来自这份报告。

Digital Science:IPFS会成为地球上最快、最可靠、最大的数据仓库

该报告认为:区块链技术有望解决目前学术研究和学术交流中所面临的一些最突出的瓶颈问题,包括学术开放性、交流成本和科学信息的传递等等。

作为比特币背后技术的区块链,让全球的投资者陶醉不已。目前区块链技术正在试探性地向科学界进发,因为它有望对科学研究的一些关键要素进行改革。区块链技术可以创造无法篡改的数据轨迹,并且能安全地记录论文出版过程中的一系列节点,因此可以改善可重复性和同行评议过程。

目前在全球范围内,进行类似尝试的项目已有很多。

例如,有一个称为Scienceroot的计划,准备募集2千万美金,为其电子期刊以及合作平台上的同行评议专家和作者支付酬劳。

它计划在2018年初把支付用的部分“科学代币”换成以太币这种电子货币,以此完成资金募集;为研究人员广泛使用的代数程序 Wolfram Mathematica ,也在支持一个叫做Multichain的开源区块链平台的建设。

根据Multichain的说法,在这个平台上,科学家可以上传数据到一个共享开放的工作区里,这个工作区不为任何特定用户所控制。

 

区块链技术,显然可以帮助科学家更可靠地收集和保存有关研究活动的数据。

根据伦敦研究技术公司Digital Science的特别项目主管Joris van Rossum的说法,那些公开发表的文章即使没有对其方法进行充分解释,在区块链的帮助下我们也更容易重现结果;区域链也可用于跟踪同行评审过程中的每笔事务,这种方式能认可评审人的付出,或许还能支付数字货币给他们作为奖励,这样就可以使大家信任同行评议的过程。公开的区块链还可以提供之前没有记录的信息,比如研究人员采集数据的频率,这样除了发表过的论文以及引用次数以外,人们又多了一些可供评价的指标。

在区块链上工作,意味着研究人员无论何时何地,以任何方式在任何阶段创建的内容或与内容进行的交互,都将存储在一个平台中。

但这里需要注意的是,虽然所有的活动和交互(如内容提交、引用等)都将存储在区块链中,但这并不意味着可以通过该平台实时访问原始信息。虽然上述的Scienceroot与加密货币的公开区块链技术用的是同一套机制,但这种货币形式的区块链显然不适合于科学存档数据,因为记录的每笔交易都会产生经济成本,而且这种成本很快积少成多。

更麻烦的是,研究过程中成本增加的速度会比加密货币快,因为现代科学会产生比后者多得多的数据。那么该如何实现科研原始信息的访问呢?

简单的做法是:区块链仅存储不可改变的数据线索,这是可随意公开的,但是无法被操纵,而原始内容的链接包含在区块链中。

那么,我们是否可以构想一种新的方式呢?

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星际文件系统(TheInterPlanetary File System,IPFS),就是被设计为通过对等网络创建永久且去中心化的存储和共享文件的方法。

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在这种分布式文件系统中,它所连接的计算设备都拥有相同的文件管理模式。

说到IPFS,我们这里有必要再与HTTP进行比较来做更多说明。

大家或许对HTTP这个协议并不陌生,我们平时上网的网址大多就是以HTTP开头的,HTTP是一场革命,在过去数十年时间里将发布信息的成本降到了最低,瓦解了经济、政治、文化管理机构对信息(音乐、思想、视频、新闻、游戏等等)传播的控制,使获取信息的渠道变得更加平等,过程变得更为简单。

但是,基于HTTP运行的Web内容是超中心化的,因此数据中心的运作十分依赖Internet主干网络,而且HTTP分发内容的方式从根本上说是有缺陷的,特别缺乏可分布性和可持久性,一个HTTP协议的网站,平均存在时间仅有100天,难以成为人类知识总和的永久载体。

当我们使用HTTP进行网络查找的时候,寻找的是文件在网络上的位置,但这个位置取决于服务器管理者,用户只能寄希望于服务器没有被关闭,文件维持在原来的地方没有被移动。

而IPFS则从根本上改变了我们在网上查询的方式。

使用IPFS,我们查找的是内容本身,IPFS不关心中心服务器的位置,更不用说文件名称和路径,它只关注文件中可能出现的内容。如果一个文件放到IPFS节点中,它会得到一个由文件内容计算出的加密哈希值,哈希值是直接反映文件内容的,哪怕内容只修改了1bit,哈希值也会完全不同。

这样,当IPFS被请求一个文件哈希时,它会使用一个分布式哈希表找到文件所在的节点,取回文件并验证文件数据。IPFS是通用基础架构,实际上是没有存储上限的,大文件可以被切分成小分块,分散在网络上不同的地方,下载时可从多个服务器同时获取。每一个节点并不需要存储所有内容,节点所有者可以自由选择想要维持的数据。

试想,如果IPFS得以普及,节点数达到一定规模,即使每个节点只存放了一点点内容,其最终所累计的空间、带宽和可靠性也会远超HTTP。

分布式Web会变成地球上最快、最可靠、最大的数据仓库,人类知识永远不会湮灭。

2016年启动的柏林智库Blockchain for Science,其目标是“通过区块链进化(革命)来开放科学和知识创造”。

该组织除了通过会议、黑客马拉松和在线平台增进知识共享之外,还发布并维护了关于区块链与科学相关的动态文档,收集了关于区块链如何开启科学和知识创造的想法。

该智库的创始人Soenke Bartling博士认为,“区块链化”( blockchained)的科学会使研究从刚开始到发表的整个过程更加公开和透明。 “科学中的区块链拥有非常独特的机会,我们可以用更诚实、有效、协作和真正的创造性对科学激励结构进行重新组合。”

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图 区块链如何开放研究过程

传统科学仅在出版时才会开放。尽管研究初期的预注册和数据发表可以出现在研究的多个阶段,但区块链化的科学可以最全面的方式进行研究,这无疑是未来的科学研究活动的合理发展方向。

参考资料:
Joris V Rossum. 2017. Blockchain for Research. Digital Science Report(https://www.digital-science.com/).
http://www.blockchainforscience.com/2017/02/23/blockchain-for-open-science-the-living-document/
http://www.8btc.com/http-ipfs
http://www.blockchainforscience.com/
https://en.wikipedia.org/wiki/Hackathon

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