区块链与密码学第2-8讲：区块链基础技术大剖析之P2P网络

Posted 2022-03-07 Dig Quant

【本课堂内容全部选编自PlatON首席密码学家、武汉大学国家网络安全学院教授、博士生导师何德彪教授的《区块链与密码学》授课讲义、教材及互联网，版权归属其原作者所有，如有侵权请立即与我们联系，我们将及时处理。】

2.4.7P2P网络

这节课我们讲区块链基础技术的最后一项——P2P网络。大家接触过P2P吗，看看一下P2P涉及到的服务，有可能会有所了解。

提到P2P很多人最先想到的可能是前几年火热的互联网金融、个人借贷业务。但P2P网络和P2P金融是完全风马牛不相及的两个概念。

P2P（Peer to Peer）即对等网络。“Peer”在英语里有“对等者、伙伴、对端”的意义。因此，从字面上，P2P可以理解为对等计算或对等网络。计算机之间通过直接交换来实现计算机资源和服务的共享。共享所拥有的一部分硬件资源（处理能力、存储能力、网络连接能力、打印机等），这些共享资源通过网络提供服务和内容，能被其它对等节点（Peer）直接访问而无需经过中间实体。在此网络中的参与者既是资源、服务和内容的提供者（Server），又是资源、服务和内容的获取者（Client）。

在P2P网络环境中，彼此连接的多台计算机之间都处于对等的地位，各台计算机有相同的功能，无主从之分，一台计算机既可作为服务器，设定共享资源供网络中其他计算机所使用，又可以作为工作站，整个网络一般来说不依赖专用的集中服务器，也没有专用的工作站。

网络中的每一台计算机既能充当网络服务的请求者，又对其它计算机的请求做出响应，提供资源、服务和内容。通常这些资源和服务包括：信息的共享和交换、计算资源（如CPU计算能力共享）、存储共享（如缓存和磁盘空间的使用）、网络共享、打印机共享等，和区块链上的节点分布有异曲同工之妙。

P2P网络环境中每个结点既充当服务器，为其他结点提供服务，同时也享用其他结点提供的服务，弱化了服务器的作用，甚至取消服务器。

P2P网络

现有的网络中存在两种形式，除了P2P模式，我们最常见的就是C/S模式。C/S分布式模式，C是指Client，S是指Server。C/S模式就是指客户端/服务器模式，是计算机软件协同工作的一种模式，通常采取两层结构。服务器负责数据的管理，客户机负责完成与用户的交互任务。

C/S网络与P2P网络的比较

C/S模式的优点

信息存贮与管理比较集中规范.互联网上可以公开访问的信息基本上都保存在服务器上，信息的储存管理功能较为透明，用户提出访问请求后，无须再过问其他，服务器则根据一定的规则应答访问请求。

安全性较好

C/S模式的缺点

成本高：服务器投资大且维护成本高昂。

服务器及带宽决定了网络的性能：每台服务器的自身存储空间决定了所能提供的信息量，而且客户端访问数量过多，超过了服务器所能容纳的量，服务器会负荷过大而造成系统的瘫痪。

服务器容错性不高：一旦服务器出现问题，整个系统将会瘫痪。

然而P2P模式下，没有提供信息的服务器和接受信息的客户端之分，每台电脑既是信息提供者又是索取者，结点之间通过直接互连实现信息资源的共享，而无需依赖集中式服务器的支持。它具有以下优点：

资源的高利用率：每一个结点可以贡献自己的资源，也可以利用网络上其他结点的信息资源，使闲散资源有机会得到利用。

无sever瓶颈：对等点越多，网络的性能越好。

负载均衡：对等网中由于资源分布在多个结点上，更好地实现了整个网络中数据流量和处理能力的负载均衡。

成本低：信息在网络设备间直接流动，高速及时，降低中转服务成本.

中本聪在白皮书中提过，在电子现金系统中，第三方系统是多余的，没有价值，意思就是整个系统不要依赖任何特殊的第三方来完成自身系统的运转。

区块链系统之所以选择P2P作为其组网模型，就是因为两者的出发点都是去中心化，可以说具有高度的契合性。

P2P网络的优势就是全网平等、无特殊节点，两者的思想高度契合，P2P技术也已发展成熟，所以对于区块链来说是一大利器。

这一期【区块链与密码学】课堂就到这里，下一期我们将进行第二单元最后一章的学习，细说区块链与密码货币的关系。初探密码学理论。敬请期待~

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