李斯然

摘?要：集中式計(jì)算在一定程度上限制了用戶(hù)個(gè)人對(duì)數(shù)據(jù)的掌控，同時(shí)用戶(hù)還面臨著數(shù)據(jù)被泄露的危險(xiǎn)。這些在SoLiD中都不再是問(wèn)題，SoLiD是基于分布式的一種讓用戶(hù)掌控自己的數(shù)據(jù)的技術(shù)，同時(shí)圍繞用戶(hù)數(shù)據(jù)提供諸如PoD，WebID的服務(wù)。同時(shí)基于分布式的情況下，SoLiD也將空閑的CPU充分利用起來(lái)，為整個(gè)系統(tǒng)提供算力。本文就SoLiD的原理、面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)用的遠(yuǎn)景作出介紹。

關(guān)鍵詞：SoLiD PoD，分布式，集中式，去中心化，弱中心化

1.背景

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶動(dòng)了社交網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。社交網(wǎng)絡(luò)一方面雖然拉近了人與人之間的距離，拓寬了人們的視野;但另一方面，社交網(wǎng)絡(luò)中個(gè)人的隱私數(shù)據(jù)泄露的丑聞卻頻頻發(fā)生在諸如Facebook，Google Plus等大公司。萬(wàn)維網(wǎng)的締造者Tim Berners-Lee 曾發(fā)表文章指出萬(wàn)維網(wǎng)面臨的三大挑戰(zhàn)，他表明我們已經(jīng)失去了對(duì)自己個(gè)人數(shù)據(jù)的主權(quán)，這些數(shù)據(jù)被一些巨頭公司所掌控，而這樣的局面明顯與他發(fā)明萬(wàn)維網(wǎng)時(shí)的初心相違背，因此他提倡我們奪回我們數(shù)據(jù)的主權(quán)。

在這樣的背景下，Tim Berners-Lee 在麻省理工學(xué)院?jiǎn)?dòng)了Solid項(xiàng)目。此項(xiàng)目致力于在本質(zhì)上改變web應(yīng)用程序的中心化態(tài)勢(shì)。本文就Solid項(xiàng)目中SoLiD技術(shù)的概念，原理，它所帶來(lái)的改革以及它的應(yīng)用做介紹

2.SoLiD介紹

萬(wàn)維網(wǎng)的主要載體是web，web給予了每個(gè)人建立自己博客以及網(wǎng)站的自由，正是由于web的自由性和無(wú)門(mén)檻性，才促進(jìn)了全球的創(chuàng)新。每個(gè)人都可以通過(guò)web將自己的想法告訴世界上的每個(gè)人。

SoLiD（Social Linked Data社交鏈接數(shù)據(jù)），它是一組協(xié)議和工具，主要用于打造基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的分布式社交應(yīng)用。Solid是可擴(kuò)展的，它的可擴(kuò)展性源自于它的模塊化，它盡可能地依賴(lài)于現(xiàn)有的w3c標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。

Solid通過(guò)將數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序分離來(lái)為我們提供真正的數(shù)據(jù)所有權(quán);它模塊化的設(shè)計(jì)能夠讓?xiě)?yīng)用程序在各個(gè)應(yīng)用之間無(wú)縫切換而且不會(huì)丟失任何數(shù)據(jù)或社交關(guān)系;對(duì)于開(kāi)發(fā)者，在創(chuàng)建新應(yīng)用是，可以復(fù)用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，也可以在得到用戶(hù)許可的情況下使用其他程序的數(shù)據(jù)。

3.SoLiD所帶來(lái)的改變

前面提到Solid 將用戶(hù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到了PoD中，也就是說(shuō)用戶(hù)作為一個(gè)本體（Ontonogy），它的所有屬性及其對(duì)應(yīng)的值都存儲(chǔ)到PoD中，而外部的程序需要展示數(shù)據(jù)的時(shí)候，就需要請(qǐng)求該用戶(hù)的授權(quán)，這在一方面提高了用戶(hù)對(duì)自己數(shù)據(jù)的掌控權(quán)，另一方面也降低了不同應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)不可共享的強(qiáng)耦合傳給程度。

此外用戶(hù)還可以決定自己生產(chǎn)的數(shù)據(jù)存放在哪里。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，對(duì)于博客類(lèi)的文章應(yīng)用，用戶(hù)A的文章被用戶(hù)B點(diǎn)贊了，而這個(gè)點(diǎn)贊的數(shù)據(jù)會(huì)被存儲(chǔ)到A，B雙方的PoD中。

Solid帶來(lái)了真正的用戶(hù)的數(shù)據(jù)主權(quán)，使數(shù)據(jù)可以重復(fù)利用，在一個(gè)應(yīng)用程序上生產(chǎn)的數(shù)據(jù)也可以在另一個(gè)應(yīng)用程序上使用，這就讓數(shù)據(jù)在應(yīng)用之間流動(dòng)起來(lái)，能夠讓用戶(hù)駐留更多時(shí)間的不再是某類(lèi)應(yīng)用所對(duì)某類(lèi)數(shù)據(jù)的壟斷，而是哪個(gè)應(yīng)用能提供更好的服務(wù)以及更好的數(shù)據(jù)保護(hù)。

4.面臨的問(wèn)題及解決對(duì)策

前面提到Solid要通過(guò)弱中心化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)去中心化的理想目標(biāo)。而在弱中心化這一步就會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題，主要體現(xiàn)在下面兩個(gè)方面：

1. 與集中式中心計(jì)算相比，單個(gè)節(jié)點(diǎn)不僅要解決更難的問(wèn)題，其所占有的資源也更少。

2. 分布式下，弱中心化數(shù)據(jù)處理比集中式中心的需要更多的算力和更大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

此外現(xiàn)在很多數(shù)據(jù)處理算法并未為弱中心化將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)處理需求做好準(zhǔn)備。當(dāng)面臨眾多需要查詢(xún)的數(shù)據(jù)集或者當(dāng)數(shù)據(jù)在越來(lái)越多的節(jié)點(diǎn)上傳播時(shí)，就會(huì)遇到帶寬使用和查詢(xún)速度的問(wèn)題。

為了解決這些問(wèn)題，通過(guò)多方協(xié)作最大化性能的方案[3]被提出。因?yàn)槊總€(gè)單獨(dú)的個(gè)人數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及每個(gè)客戶(hù)端都會(huì)使用自己的CPU，而這些CPU在集中式環(huán)境下往往沒(méi)有得到完全的利用。如果在最接近節(jié)點(diǎn)的地方執(zhí)行計(jì)算工作，就可以解決由弱中心化而產(chǎn)生的算法復(fù)雜度的提升。這種理念計(jì)劃被用于數(shù)據(jù)搜集的階段，當(dāng)節(jié)點(diǎn)A要搜集有關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)B可以幫助節(jié)點(diǎn)A搜集;反過(guò)來(lái)節(jié)點(diǎn)A也可以幫助節(jié)點(diǎn)B搜集節(jié)點(diǎn)B需要的數(shù)據(jù)，而這則需要依賴(lài)于一種信任機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣就可以將更大的子查詢(xún)并行地委托給10個(gè)或者20個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣就可以達(dá)到通過(guò)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)地分配查詢(xún)。

關(guān)于節(jié)點(diǎn)間的信任機(jī)制，通過(guò)分布式賬本來(lái)描述。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)為另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的查詢(xún)貢獻(xiàn)帶寬時(shí)（成為激勵(lì)），節(jié)點(diǎn)之間可能產(chǎn)生不誠(chéng)信的問(wèn)題。在弱中心化網(wǎng)絡(luò)中則需要建立一種共識(shí)來(lái)避免這樣的問(wèn)題。而分布式賬本則是解決這種問(wèn)題的一種方式，分布式賬本可以跟蹤目前所進(jìn)行的工作，從而獲得他人的幫助。一種分布式賬本是區(qū)塊鏈，需要信任過(guò)后才具有賬本的寫(xiě)權(quán)限。一種較新的區(qū)塊鏈項(xiàng)目比如Filecoin，所執(zhí)行的計(jì)算較比特幣而言就更加有意義，同時(shí)也提供了更加安全的存儲(chǔ)和檢索。

5.應(yīng)用前景

Solid在本質(zhì)上提出介于節(jié)點(diǎn)和去中心化的語(yǔ)義化數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的服務(wù)市場(chǎng)，這一點(diǎn)就超過(guò)了數(shù)據(jù)市場(chǎng)的想法。所有基于Solid的應(yīng)用程序都依賴(lài)于客戶(hù)端CPU處于空閑的時(shí)間，也就是說(shuō)，當(dāng)我們的CPU空閑時(shí)，可以將其借給他人使用，而當(dāng)我們使用CPU來(lái)執(zhí)行計(jì)算任務(wù)時(shí)，也可以將任務(wù)委托給其他人使用。

5.1 身份提供商

身份是一個(gè)從計(jì)算機(jī)存在以來(lái)就存在的問(wèn)題，目前在工業(yè)上的應(yīng)用也比較廣泛，但是目前多數(shù)應(yīng)用的身份都沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，盡管某些在某些巨頭公司的生態(tài)下，產(chǎn)生了屬于該生態(tài)的身份協(xié)議，但是就整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)看并沒(méi)有一個(gè)比較統(tǒng)一的規(guī)范，沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)范，就導(dǎo)致身份在應(yīng)用中混亂。而Solid就是以身份為基礎(chǔ)的，在Solid中一切都圍繞身份展開(kāi)：身份是本體具體表達(dá)，鏈接數(shù)據(jù)將身份鏈接成網(wǎng)。

5.2 個(gè)人數(shù)據(jù)管理平臺(tái)

Solid下的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在PoD中，因此應(yīng)該有一個(gè)集中化的軟件來(lái)對(duì)所有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的進(jìn)行管控。這種軟件被稱(chēng)為模塊化的生產(chǎn)力軟件，其最重要的一個(gè)特點(diǎn)是：用文檔來(lái)表示所有信息。世界上大部分軟件內(nèi)部的信息組成都是文檔，文檔有著非常豐富的語(yǔ)義。當(dāng)這類(lèi)軟件成熟后，將可以用來(lái)管理SoLiD中所有的個(gè)人數(shù)據(jù)。

6.結(jié)論

在這篇文章中，我們就SoLiD的概念，原理，所帶來(lái)的改變，面臨的挑戰(zhàn)及問(wèn)題做了介紹。總的來(lái)說(shuō)，SoLiD是一種使得用戶(hù)能夠管控自己數(shù)據(jù)，同時(shí)提供高效查詢(xún)、計(jì)算數(shù)據(jù)的分布式技術(shù)。應(yīng)當(dāng)指出，SoLiD目前還是一種比較新的技術(shù)，相關(guān)協(xié)議和文檔也還有待完善，因此它具有的其他一些功能本文暫時(shí)沒(méi)有提及，但隨著分布式、云計(jì)算的發(fā)展，SoLiD的應(yīng)用前景會(huì)更加廣闊，同時(shí)SoLiD所帶來(lái)的全新的開(kāi)發(fā)范式，也會(huì)在某些程度上會(huì)激發(fā)出全球的創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

[1]?Nakamoto，S.（2008），“Bitcoin：A?Peer-to-Peer Electronic Cash System

[2]?Filecoin：A Decentralized Storage Network，Whitepaper.（2017），Protocol Labs