边缘计算遇到区块链时，区块链算法模拟计算

时间：2022-03-10|浏览：7214

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边缘计算和区块链技术Gartner 2020年发布的十大战略技术趋势中提到。边缘计算是在信息源、存储库和用户附近进行信息处理、内容收集和交付的计算拓扑。它试图在本地保持网络流量和计算处理，以减少延迟，使用边缘功能，并赋予边缘更大的自主权。区块链可以通过提供交易的透明度和可追溯性，并将其记录在公共分类账中来实现信任。这两个看似无关的概念能在某种程度上产生更大的力量吗？让我们看看！
边缘计算是什么？
在过去的十年里，云计算提供大量计算、存储和网络资源的能力导致了许多基于云的新应用程序和亚马逊等互联网公司的快速增长。云中心具有较强的处理性能，可以处理大量数据，但云计算模型的系统性能瓶颈在于网络带宽和信息处理效率的限制。此外，云计算模型中数据传输和处理的延迟进一步影响了用户体验。因此，近年来出现了一种叫做边缘计算的新计算范式。边缘计算本质上是一个分散计算机服务的过程，使其更接近数据源。
通过减少传输数据量和传输距离，可以大大减少延迟和带宽浪费。一般来说，边缘计算结构可分为三个层次：终端设备（前端）、边缘服务器（近端）和核心云（远端）。该层次结构代表了边缘计算元素的计算能力及其特点。前端设备（如传感器、执行器）为用户提供了更多的互动性和更好的响应能力。但由于设备容量有限，必须将进一步的资源需求转发给服务器。近端边缘服务器可以支持网络中的大部分流量和大量的资源需求，如实时数据处理、数据缓存和计算卸载。因此，边缘服务器为最终用户提供更好的性能，而远端云服务器提供更强的计算能力（如大数据处理）和更多的数据存储。边缘计算的基本结构所示。该架构的目标是执行边缘网络中的应用程序密集和延迟通信部分，边缘服务器中的一些应用程序与核心云同步。
边缘计算的基本架构
边缘计算的兴起主要是由于对某些延迟敏感应用程序的需求，如虚拟现实区块链算法模拟计算，这些应用程序有严格的延迟要求。因此，通过将云资源和服务推向边缘的计算范式，实现了移动支持、位置感知和低延迟。图 2 显示了边缘计算的典型特征。

边缘计算遇到区块链时，区块链算法模拟计算
边缘计算的特点
位置感知和低延迟：在物理和逻辑意义上，边缘计算支持比远程集中云更有效地将通信和信息分发给传感设备。由于传输距离较短，边缘计算可能在实时要求较高的应用中发挥更大的潜力。例如，在气体泄漏事件中，物联网设备在收集数据时，首先要做的是关闭气体阀门，而不是将其发送到云处理。边缘计算可以在这种情况下发挥巨大的作用。此外，由于边缘计算靠近终端，对设备的移动更加敏感，边缘节点之间的协调可以实现物联网的位置感知功能。
智能自组织管理：现代边缘节点的性能足以满足一群本地用户对高速传输、大数据存储和复杂计算程序的需求。这为应用程序的独立管理和边缘安排开辟了道路。本地设备的计算和存储可以卸载到本地边缘计算节点，也可以有选择地委托给其他节点或云核心。
分布式和隐私保护：许多边缘计算服务器可能是私有的，这些较少集中的信息将缓解云计算中信息泄露的担忧，因为所有权和数据管理的分离。例如，企业部署的边缘计算节点将敏感地交换信息，分布式架构有增强隐私的潜力。
异构和可扩展性：云计算不能满足当前大规模物联网数据计算的需要。物联网连接设备和数据生成的增长远远大于云计算的增长。由于其分布式结构，边缘节点可以在节点之间大规模扩展。因此，边缘计算是实现设备可扩展性的可行途径。此外，边缘节点还可以提供标准化的接口，以消除物联网设备的异构性，进一步提供计算效率。
区块链是什么？
每个人都熟悉区块链这个术语。国家强调，区块链应作为核心技术自主创新的重要突破，明确主要方向，增加投资，重点征服若干关键核心技术，加快区块链技术的推广。以及工业创新。区块链的概念最早是由中本聪在论文中发表的《A Peer-to-Peer Cash System》提出。区块链是一个链数据库，链的主体是一个块。每个块可以分为块头和块体。块头记录了最后一个块的总结，块体是一个交易账簿，包含了大量的交易内容、交易时间等。前一块的内容与后一块绑定，多个块组装成链结构。为了更直观地理解区块链，我们实际上可以比较互联网架构来分层区块链系统。从下到上是数据层、网络层、共识层、账本拓扑层、激励层、智能合约层和应用层，如图所示。3 显示。如图所示。3 所示。如图所示。如图所示。3 所示。
区块链基本架构
数据层包装了来自不同应用程序的块或事务中生成的数据。双方之间的交易被验证并加载到一个块中，下一个块总是指向前一个块，从而产生一个有序的块列表。网络层定义了区块链使用的网络机制。该层的目标是传播从数据层生成的数据。该网络通常可以建模为私人网络，其中对方是参与者。一旦交易区块链算法被模拟，块将被分发到相邻的节点，并只转发有效的交易。共识层由一个共识算法组成，在分散的环境中实现分散信任节点之间的共识。
在现有系统中，有三种共识机制：工作量证明 (PoW) 权益证明 (PoS) 和实用拜占庭容错 (PBFT)。账本拓扑层主要存储共识层生成的认证数据。除了图 3 所示的传统区块链（主链）结构外，一些新的链拓扑还可以大大提高区块链的可扩展性。例如，闪电网络可以提供一个小的支付渠道来发送区块链以外的价值转移交易。激励层整合经济激励，激励节点试图验证数据。这对于保持分散的区块链系统在没有中央权威的情况下作为一个整体运行至关重要。