点对点网络

点对点 (P2P) 是什么意思？在信息技术领域，点对点或点对点（P2P）网络由一组互连的设备组成，这些设备相互交换文件并存储同一组数据。每个参与者（节点）充当单独的对等点。通常，所有节点都具有相同的功率并执行相同的任务。
在金融术语中，该术语通常指通过分布式网络进行加密货币或数字资产的交换。 P2P平台允许买家和卖家无需中介即可完成交易。在某些情况下，网站还可以提供连接贷方和借款人的点对点环境。
P2P 架构适用于各种用例，该技术在 20 世纪 90 年代第一个文件共享程序创建时开始流行。如今，点对点网络是大多数加密货币的基础，构成了区块链行业的很大一部分。然而，它也用于其他分布式计算应用程序，包括搜索引擎、流媒体平台、在线市场和星际文件系统（IPFS）网络协议。

怎么运行的？P2P系统由分布式用户网络支持。它们通常没有主管理员或服务器，因为每个节点都包含所有文件的副本，充当其他节点的客户端和服务器。因此，每个节点都可以从其他节点下载文件，也可以按相反的顺序下载文件。与更传统的客户端相比，这是 P2P 网络的一个显着特征，在传统客户端中，设备从集中式服务器下载文件。
在对等网络中，连接的设备交换存储在其硬盘驱动器上的文件。使用旨在共享数据的软件应用程序，用户可以请求文件并将其下载到网络上的其他设备。一旦用户下载了该文件，它就可以作为其源。
换句话说，当一个节点充当客户端时，它会从网络上的其他节点下载文件。但是，当所有节点都充当服务器时，它们就是其他节点可以下载数据的源。然而，实际上，这两个功能可以同时执行（例如，下载文件A和下载文件B）。
由于每个节点都存储、传输和接收文件，因此随着用户群的增加，P2P 网络往往会运行得更快、更高效。此外，分布式架构使得此类系统对各种网络攻击具有很强的抵抗力。与传统模型不同，P2P 网络不存在单点故障。
我们可以根据点对点系统的架构对其进行分类。主要有三种类型：非结构化、结构化和混合P2P网络。

非结构化P2P网络非结构化网络不代表任何特定的节点组织。所有参与者都会相互随机接触。在这方面，此类系统被认为可以抵抗高节点周转活动（即，一些节点加入网络，而另一些节点则离开网络）。
尽管构建简单，但非结构化 P2P 网络可能需要更高的 CPU 和 RAM 使用率，因为搜索请求会发送到尽可能多的对等点。这种架构往往会使网络充满请求，特别是在少数节点提供所需信息的情况下。

结构化P2P网络与以前的形式相比，结构化网络是一种有组织的体系结构，即使内容不广泛可用，也允许节点更有效地搜索文件。在大多数情况下，这是通过使用哈希函数来实现的，这使得搜索数据库变得更加容易。
虽然结构化网络提供高可用性和生产力，但它们往往更加集中，并且在安装和维护方面要求更高。此外，当涉及到高节点流失率时，这种架构的弹性较差。

混合P2P网络混合 P2P 网络将传统模型与对等架构的某些方面相结合。例如，因此可以开发中央服务器来简化节点之间的连接。
与其他两种类型相比，混合模型往往表现出更高的整体性能。它们通常结合每种方法的一些主要优点，从而同时实现高水平的效率和去中心化。

分配还是去中心化？P2P架构本质上是分布式的，但值得注意的是，如果实现的话，网络可能会有不同程度的去中心化。因此，并非所有点对点网络都是去中心化的。
由于许多系统依赖中央机构来管理网络，这使得它们有些中心化。例如，某些点对点文件托管服务允许用户以牺牲其他用户的利益为代价来搜索和下载文件，但他们无法参与其他过程，例如管理搜索请求。
除此之外，可以说，尽管缺乏中心化的网络基础设施，但由具有共同目标的有限用户群控制的小型网络具有较高的中心化程度。

P2P对区块链的影响在发展的早期阶段，中本聪将比特币定义为“点对点电子现金支付系统”。比特币是一种数字形式的货币，可以通过点对点网络从一个用户转移到另一个用户，并由分布式账本（也称为区块链）管理。
在此背景下，作为区块链技术特征的P2P架构允许比特币和其他加密货币在全球范围内进行交换，而无需中介机构和中心化服务器。此外，如果任何人想参与检查和验证区块的过程，都可以加入并成为比特币网络中的节点。
因此，比特币网络上没有银行处理或记录所有交易。相反，区块链充当公开记录所有活动的数字分类账。在实践中，每个节点都会存储区块链的副本，并将其与其他节点的副本进行比较，以确保数据的准确性。这样，网络就能快速响应任何恶意活动或不准确行为。
在加密货币区块链中，节点可以承担不同的职责。例如，全节点（全节点）通过根据系统既定的共识规则验证交易来确保网络的安全。
每个完整节点都维护区块链的更新副本，使其能够参与集体努力来验证分布式账本的真实状态。但值得注意的是，并非所有全节点都是矿工。

优点区块链的点对点架构为用户提供了许多好处。最重要的一点是，此类网络比传统的客户端-服务器设备提供更高的安全性。区块链上的数据分布在大量节点中，使得网络几乎不受困扰大多数系统的拒绝服务（DoS）攻击的影响。
由于大多数节点在将数据添加到区块链之前必须达成共识，因此攻击者几乎不可能进行任何更改。对于比特币这样的大型网络来说，这实际上是正确的。较小的区块链更容易受到攻击，因为一个实体或一组个人最终可能会获得大多数节点的控制权（也称为 51% 攻击）。
因此，分布式点对点网络与大多数参与者的强制共识相结合，为区块链提供了相对较高程度的对恶意活动的抵抗力。 P2P 模型是比特币（和其他区块链）能够实现所谓的拜占庭容错的原因之一。
除了安全性之外，加密货币区块链中点对点架构的使用也使其能够抵抗中央当局的审查。与标准银行账户不同，加密货币钱包不能被政府冻结或取消。这种弹性还延伸到了对私人支付处理和内容发布平台的审查。一些媒体创作者和在线卖家已经开始使用加密货币，以避免他们的付款被第三方阻止。

缺陷尽管有许多优点，对等网络也有一定的缺点。
由于分布式账本必须在每个节点而不是在中央服务器上更新，因此向区块链添加交易需要大量的计算资源。虽然这提高了安全性，但反过来又显着降低了操作敏捷性，这是可扩展性和大规模适应方面的主要障碍之一。然而，密码学家和区块链开发人员正在探索可用作提高可扩展性的解决方案的替代方案。著名的例子包括闪电网络、以太坊 Plasma 和 Mimblewimble 协议。
另一个潜在的缺点与硬分叉期间可能发生的攻击有关。由于大多数区块链都是去中心化和开源的，节点组可以自由复制和修改代码，然后从主链中分离出来，形成新的并行网络。硬分叉是完全正常的事件，其本身不会构成任何威胁。但是，如果未正确遵循某些安全措施，两条链都可能容易受到重放攻击。
此外，P2P 网络的分布式性质使其相对难以监控和监管，而不仅仅是在区块链领域。因此，一些 P2P 应用程序和公司与非法活动和侵犯版权有关。

结论点对点架构可以以不同的方式开发和使用，但它是所有区块链的基础，使加密货币成为可能。通过将交易账本分布在大型网络节点之间，P2P 技术确保了安全性、去中心化和抗审查性。
除了区块链技术的实用性之外，P2P 系统还可以服务于其他分布式计算应用程序，从文件共享网络到能源交易平台。