區塊鏈
挖礦,比特幣,EOS,以太坊

IPFS會變成地球上最快、最可靠、最大的數據倉庫(復旦大學教授研究)

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區塊鏈是一項革命性技術。
從其對不同行業和部門的潛在影響來看,這種狀況恰好與互聯網發展初期的情況極為類似。
全球技術公司Digital Science去年年底發表了一份報告“Blockchain for Research”(科學研究中的區塊鏈),對區塊鏈支持下的學術交流新范式進行了展望。本文的認識主要來自這份報告。
該報告認為:區塊鏈技術有望解決目前學術研究和學術交流中所面臨的一些最突出的瓶頸問題,包括學術交流成本、開放性和科學信息的傳遞等等。
比特幣背后技術的區塊鏈,讓全球的投資者陶醉不已。現在區塊鏈技術正在試探性地向科學界進發,因為它有望對科學研究的一些關鍵要素進行改革。區塊鏈技術可以創造出無法篡改的數據軌跡,并且能夠安全地記錄論文出版過程中的一系列節點,因此可以改善可重復性和同行評議過程。
目前在全球范圍內,進行類似嘗試的項目并不少見。
例如,有一個稱為Scienceroot的計劃,準備募集2千萬美金,為它的電子期刊以及合作平臺上的同行評議專家和作者支付酬勞。
它計劃在2018年初把支付用的部分“科學代幣”換成以太幣這種電子貨幣,以此完成資金募集;為研究人員廣泛使用的代數程序 Wolfram Mathematica ,也在支持一個叫做Multichain的開源區塊鏈平臺的建設。
根據Multichain的說法,在這個平臺上,科學家可以上傳數據到一個共享的開放工作區里,而這個工作區不為任何特定用戶所控制。
區塊鏈技術,無疑可以幫助科學家可靠地收集和保存有關研究活動的數據。
根據倫敦研究技術公司Digital Science的特別項目主管Joris van Rossum的說法,那些公開發表的文章如果沒有對其方法進行充分解釋,那么在區塊鏈的幫助下我們就更容易重現結果;
區域鏈也可用于跟蹤同行評審過程中的每筆事務,這種方式認可評審人的付出,或許還能給他們支付數字貨幣作為獎勵,這樣就可以使大家信任同行評議的過程。公開的區塊鏈還可以提供以前沒有記錄的信息,比如研究人員采集數據的頻率,這樣除了發表的論文以及引用次數以外,人們又多了一些可供評價的指標。
在區塊鏈上工作,意味著無論何時何地,研究人員以任何方式在任何階段創建的內容或與內容進行的交互,都將存儲在一個平臺中。
但這里需要注意的是,雖然所有的活動和交互(如內容提交,引用)都將存儲在區塊鏈中,但這并不意味著可以通過該平臺實時訪問信息的原始形式。雖然上述的Scienceroot與加密貨幣的公開區塊鏈技術用的是同一套機制,但這種貨幣形式的區塊鏈顯然不適合于科學存檔數據,因為記錄每筆交易都會產生經濟成本,而且這種成本很快積少成多。
更麻煩的是,研究過程中成本增加的速度會比加密貨幣快,因為現代科學會產生比后者多得多的數據。那么如何實現呢?
簡單的做法是:區塊鏈僅存儲不可改變的數據線索,這是可隨意公開的,但無法被操縱,而原始內容的鏈接包含在區塊鏈中。
那么,我們是否可以構想一種新的方式呢?
星際文件系統(IPFS,The InterPlanetary File System),就是被設計為通過對等網絡創建永久且去中心化的存儲和共享文件的方法。
在這種分布式文件系統中,它所連接的計算設備都擁有相同的文件管理模式。
說到IPFS,我們這里有必要與HTTP進行比較來做更多說明。
大家或許對HTTP這個協議并不陌生,HTTP是一場革命,在過去數十年時間里將發布信息的成本降到了最低,瓦解了經濟、政治、文化管理機構對信息(音樂、思想、視頻、新聞、游戲等等)傳播的控制,使獲取信息的渠道變得更加平等,過程變得更為簡單。
但是,由于基于HTTP運行的Web內容是超中心化的,數據中心的運作十分依賴Internet的主干網絡,而且HTTP分發內容的方式從根本上講是有缺陷的,特別缺乏可分布性和可持久性,難以成為人類知識總和的永久載體。
當我們使用HTTP進行網絡查找的時候,尋找的是文件在網絡上的位置,但這個位置取決于服務器管理者,用戶只能寄希望于服務器沒有關閉,文件維持在原來的地方沒有被移動。
而IPFS則從根本上改變了我們在網上查詢的方式。
而使用IPFS,我們查找的是內容本身,IPFS不關心中心服務器的位置,更不用說文件名稱和路徑,只關注文件中可能出現的內容。一個文件如果放到IPFS節點中,它會得到一個由文件內容計算出的加密哈希值,哈希值是直接反映文件內容的,哪怕只修改了1比特,哈希值也會完全不同。
這樣,當IPFS被請求一個文件哈希時,它會使用一個分布式哈希表找到文件所在的節點,取回文件并驗證文件數據。IPFS是通用基礎架構,實際上是沒有存儲上限的,大文件可以被切分成小分塊,分散在網絡上不同的地方,下載時可從多個服務器同時獲取。每一個節點并不需要存儲所有內容,節點所有者可以自由選擇想要維持的數據。
試想,如果IPFS得以普及,節點數達到一定規模,即使每個節點只存放了一點點內容,但最終所累計的空間、帶寬和可靠性會遠超HTTP。
分布式Web會變成地球上最快、最可靠、最大的數據倉庫,人類知識也不會湮滅。
2016年啟動的柏林智庫Blockchain for Science,其目標是“通過區塊鏈進化(革命)來開放科學和知識創造”。
該組織除了通過會議、黑客馬拉松和在線平臺增進知識共享之外,還發布并維護了關于區塊鏈與科學相關的動態文檔,收集關于區塊鏈如何開啟科學和知識創造的想法。
根據該團隊的認識,區塊鏈技術的應用將使研究過程的許多環節能因開放而自我糾正,可能成為解決重現性和可信度危機的工具,同時還減少了許多開銷,加速科學進程。根據團隊收集并整理的大量應用,可總結如下:
(1)區塊鏈可以提供公證功能,允許科學家發表具有自己獨特想法的文本、文件、結果或者簡單的數據。時間戳清晰展示了研究人員所聲明的信息或想法的先后,這在某種程度上其實已經取代了專利局的功能。
(2)在研究設計期間就使用區塊鏈進行注冊,可以防止不符合預期的研究結果(比如負面結果)被任意丟棄,讓研究設計的更改可追溯。
如果使用了智能合約,那么在收集數據之前就將已經研究協議放入了“區塊鏈”之中,最后完成了科研任務,其合同履行也是自動的。
我們知道,在科研活動中,經常會出現“事后假設”的問題,也就是在證實性的資料已經收集起來之后才提出假設,由于不存在證偽的可能性,所以這種假設已經沒有意義了。
雖然這是許多科學研究的“訣竅”,但其實是一種浪費,所以因利用區塊鏈的智能合約而出現的“智能證據”(smart evidence),就可以阻止事后假設的發生。
(3)有些研究數據可以自動上傳,加上時間戳,并在必要時通過設備加密(比如區塊鏈與物聯網相結合),加快研究工作流程,減少錯誤發生。
在區塊鏈上提供研究數據,還有一個優點,那就是可利用網絡的計算能力來對數據進行處理、統計分析和計算。
(4)通過區塊鏈共享信息為學術研究市場提供了更多機會,并可加強合作。不同的實驗室或團隊可專注于研究工作流程的特定方面:有些實驗室將致力與收集數據,而其他實驗室則進行統計分析等,因為他們的努力在區塊鏈上都能得到認可。
(5)通過區塊鏈可以大大提高同行評審流程,并且可以提供發布結果的基礎數據。這不僅可以提高總體的可重復性,還可以讓評審人更徹底地完成他們的工作。加密技術,可讓評審過程可以被驗證保持匿名,并且可以永久保存。此外,論文出版后的各種評論還可以輕松地整合進來。
(6)使用區塊鏈可以匿名提交想法和假設,促進更多創新。在匿名寫作中,沒有同行的壓力,研究人員可能會進行更自由的思考,并隨時分享那些并不成熟甚至離經叛道的想法。
該智庫的創始人Soenke Bartling博士認為,“區塊鏈化”( blockchained)的科學會使研究從剛開始到發表的整個過程更加公開和透明。 “科學中的區塊鏈擁有非常獨特的機會,我們可以用誠實、有效、協作和真正創造性對科學激勵結構進行重新組合。”?174010dz38y33d66qk3nxq.png圖 區塊鏈如何開放研究過程
傳統科學僅在出版時才開放。盡管研究初期的預注冊和數據發表可以出現在研究的多個階段,但區塊鏈化的科學可以最全面的方式進行研究。根據CC-BY許可供圖。
參考資料:
Joris V Rossum. 2017. Blockchain for Research. Digital Science Report (https://www.digital-science.com/).

Blockchain for Open Science – the living document


http://www.8btc.com/http-ipfs

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