基于区块链的分布式云计算简介

区块链的诸多优势使其成为解决某些现有技术所面临的瓶颈问题的良好解决方案. 这些优势与传统云计算技术的结合使用将促进基于区块链的分布式云计算领域. 一些突破和应用为应用奠定了基础.

近年来分布式 云计算，作为一种新兴技术，区块链吸引了广泛的关注. 区块链可以应用于广泛的领域，包括支付，识别，云计算，项目可追溯性，游戏，投票，医疗等. 许多传统技术也可以与区块链技术结合以发挥更大的作用. 例如，在传统的云计算领域，将云计算与区块链相结合可以实现更高效，更经济，更安全，更可靠的分布式云计算.

云计算及其面临的问题

云计算是一种基于Internet的计算方法. 这样，可以根据需要将共享的软件和硬件资源以及信息提供给各种计算机终端和其他设备. 在1980年代从主要的计算机到客户机-服务器的转换之后，云计算是另一个巨大的变化. 用户不再需要了解“云”中基础架构的细节，也不必具有相应的知识，也不需要直接控制. 云计算描述了一种新的基于Internet的IT服务添加，使用和交付模型，通常涉及使用Internet来增加动态，易于扩展且通常为虚拟化的资源.

但是，云计算技术的发展有很多痛点.

当前的云计算市场非常集中，一些技术巨头依靠其高度集中的服务器资源来垄断整个云计算市场，依靠市场力量来享受高利润，从而导致计算价格的上涨服务. 高. BOINC（伯克利开放网络计算平台）是目前最主流的分布式计算平台，被许多数学，物理学和其他学科使用，但它基于分布在世界各地的志愿者的计算资源. 分布式计算平台缺乏足够的志愿者来贡献计算能力.

分布式云计算的良好平台

桌面网格的想法是在Internet上收集未充分利用的计算机资源，并在分布式虚拟超级计算机上以最小的成本执行并行和分布式应用程序.

桌面网格计算技术具有三个功能，使其成为完全分布式云计算的良好平台: 首先是弹性，如果某些节点出现故障，则计算可以继续在其他工作节点上运行；其次是效率即使计算节点是多种多样的，应用程序仍然可以获得最佳性能. 第三是易于部署，并且可以使用任何没有特定配置的节点，甚至包括网络边缘的节点. 这使得包括传统高性能计算集群，云基础架构和个人计算资源在内的桌面网格成为组合混合基础架构的理想解决方案.

但是，桌面网格中仍然存在一些重要问题. 例如，很难计算每个节点对网络的贡献，因此就没有激励机制，也很难将需求与计算资源相匹配.

区块链技术的出现可以很好地解决这些问题，例如通过贡献证明协议提供可证明的共识，可追溯性和信用机制.

基于区块链的分布式云计算基础架构将允许按需，安全且低成本地访问最具竞争力的计算基础架构. 分布式应用程序DApp可以通过分布式云计算平台自动检索，查找，提供，使用和释放所有必需的计算资源，例如应用程序，数据和服务器. 通过简化访问服务器的方式，分布式云计算大大减少了数据中心的热量损失，同时使数据提供商和消费者更容易获得所需的计算资源.

诸如比特币和以太坊之类的传统区块链依靠工作量证明机制（PoW）来确保区块链参与者之间发生的令牌交易能够被大量节点采用的加密挑战所验证. 基于区块链的分布式云计算可以使用贡献证明协议，即通过链外活动，例如实时提供数据集，文件传输，执行计算以及提供服务和其他活动在参与者之间触发令牌交易.

因此，需要一种新的协议来证明贡献已正确发生，并且可以在区块链上进行相应的令牌交易. 我们将此共识机制称为贡献证明机制. 有几种使用类似协议的平台，例如GridCoin，FatCom和FileCoin，它们允许在区块链和链外资源之间建立共识. 例如，GridCoin颁发了研究证书，以奖励将部分计算机时间用于生物医学研究的志愿者分布式 云计算，并探索诸如宇宙之类的伟大科学计算. 相比之下，贡献的证明将更加通用，从而可以验证更多的行为.

在分布式系统中，可以使用匹配算法通过相关描述将资源请求与资源供应进行匹配. 在设计分布式云平台时，匹配算法是资源分配的基本构建块. 它基本上解决了“我可以在这台机器上运行此任务”问题. 我们使用iEx.ec区块链存储智能合约来描述计算资源的特征，例如内存容量，CPU类型和磁盘空间. 一些合同描述了运行任务或部署虚拟机实例的要求（例如最小磁盘空间，内存，GPU运行要求以及预期的虚拟机监控程序等）. 匹配描述语言已在一些学术论文中进行了详细介绍，并已在软件中得到应用.

在分布式系统中，调度算法将分配一些任务以在相关的计算资源上执行. 调度程序是分布式计算系统的重要组成部分，应用程序执行的性能主要取决于其有效性. 调度程序面临的一个特殊挑战是设计多标准调度，即算法中有多种策略可以选择计算资源和调度任务.

基于区块链的分布式云计算技术不仅在理论上存在，而且许多使用这些技术的应用程序项目（例如Golem，iExec和SONM）也取得了一些进展. Golem希望在以太坊上建立一个去中心化的GPU计算资源租赁平台. SONM正在构建通用的分散式超级计算机. 法国区块链技术公司iExec是所有计算资源的提供商（计算服务提供商，数据供应商，应用程序提供商），为资源共享交易提供了可信赖的平台. 结合了独特的贡献证明共识协议和英特尔最新的安全与信任技术（Intel SGX），以确保平台的可信度和数据安全性，支持从高性能计算到物联网应用的多个领域.

区块链的诸多优势使其成为解决某些现有技术所面临的瓶颈问题的良好解决方案. 这些优势与传统云计算技术的结合使用将促进基于区块链的分布式云计算领域. 一些突破和应用为应用奠定了基础.

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