區塊鏈科普：一文講透區塊鏈是不是數據庫？_區塊鏈:40億比特幣能提現嗎

「分布式數據庫」、「分布式賬本」常被許多人理解為區塊鏈的另一個名字。很多時候，他們「看起來一樣」甚至「用起來也差不多」。

那么到底能不能把區塊鏈跟數據庫劃上等號？

人們常說區塊鏈就是一個又慢又貴的數據庫，可擴展性還不好。真是這樣嗎？

確實，區塊鏈永遠不會像傳統數據庫那樣快。然而，與數據庫相比區塊鏈更勝一籌，我們有必要了解這些優勢。

本文中，我們將從數據的角度來討論區塊鏈到底是什么，然后再來看看區塊鏈和數據庫之間最重要的區別。

「塊鏈」到「區塊鏈」

從數據角度來看，區塊鏈用一個個塊來存儲數據，是一個與「鏈表」非常類似的結構。鏈表是一個線性數據結構，入口點稱為鏈表頭。鏈表中每個元素都是一個單獨的對象，由數據和指針組成，最后一個塊的指針為空。

山東省會經濟圈區塊鏈鏈產業創新發展聯盟成立:5月9日，濟南市區塊鏈產業協會成立，并聯合省會經濟圈多個城市的骨干企業，成立了全國首家區域融合協同發展創新平臺和產業載體——“省會經濟圈區塊鏈產業創新發展聯盟”。在現場，山東省委網信辦副主任段培永表示，濟南市承接著推進“省市一體化”的重任，希望通過此次加快推進省市一體化區塊鏈技術創新應用行動的啟動，借助區塊鏈產業技術優勢和建立聯盟的形式，發揮牽頭引領作用，先行先試、創新突破，推動省會經濟圈區塊鏈產業協同融合發展，帶動我省區塊鏈產業高質量發展。[2021/5/9 21:40:40]

鏈表結構

區塊鏈增加了一個功能來防止歷史數據被篡改。

1991年，StuartHaber和W.ScottStornetta兩位作者首次對以加密學為基礎的「塊鏈」進行研究，想要構建一個不能篡改文檔的時間戳系統。

1992年，Bayer、Haber和Stornetta將Merkle樹嵌入設計之中，將多個文檔證書收集到一個塊中，提高了塊鏈的效率。

A股開盤：深證區塊鏈50指數下跌0.18%:金色財經消息，A股開盤，上證指數報3280.80點，下跌0.18%，深證成指報13464.21點，開盤下跌0.02%，深證區塊鏈50指數報3975.06點，開盤下跌0.18%。[2020/7/31]

密碼學為安全基礎的「塊鏈」結構

要注意當時還沒有使用「區塊鏈」這個詞，而是使用了「塊鏈」，中本聰在比特幣白皮書中使用的也是「塊鏈」一詞。

如今，概念被再定義。許多項目和IT巨頭都在談論區塊鏈技術。我們已經知道最開始的區塊鏈實際上指的是密碼學為安全基礎的「塊鏈」的數據結構，后來，區塊鏈隨著人們的談論產生含義變化，區塊鏈一詞更廣泛的來表示相同數據結構的分布式網絡，更多的以「分布式賬本」被談起。

區別1：數據存取只能「CR」、不能「UD」

常見的數據庫不使用「塊」，而是使用「表」。表是數據庫中以表格式保存的相關數據集合，由列和行組成。

在關系數據庫中，表是一組數據元素，使用垂直列和水平行的模型，形成行和列相交的單元格。表具有指定數量的列，但可以有任意數量的行。

聲音 | 中央財大鄧建鵬：區塊鏈的法律監管必須跟上:中央財經大學教授鄧建鵬發文表示，推動區塊鏈技術與監管技術的融合。區塊鏈對立法與監管帶來種種挑戰，需要監管者和立法者轉變固有思維。可以借助區塊鏈技術和智能合約，將法律和合同條款轉化為簡單而確定的基于代碼的規則，這些規則將由底層區塊鏈網絡自動執行。未來，技術規則將越來越多地承擔起與法律規則相同的作用和功能。政府可借助代碼，通過將部分法律轉換成技術規則，由底層技術框架執行，從而減少監督和持續執行的需要，降低合規和執法成本，也減少法律文本固有的不確定性。當前，區塊鏈技術距成熟尚有很大距離，監管者可以通過不同形式，形塑新規范，影響代碼規則，最后通過程序自動運行實現區塊鏈的部分內部治理，節約監管資源。[2019/12/25]

數據表

人們可以在數據庫中對數據使用四種基本操作：創建、讀取、更新和刪除。

然而，區塊鏈只允許兩種操作：創建和讀取。區塊鏈只能在區塊鏈的末尾附加一個完整的區塊，添加后數據無法更新或刪除。

數據庫允許人們不斷地更改甚至刪除過去存儲的數據。區塊鏈有意保持歷史數據不變并始終可用。

區別2：數據權限「一組管理員」≠區塊鏈節點

聲音 | 國家智慧城市標準化總體組秘書長：區塊鏈在智慧城市當中新的場景應用是城市治理非常好的手段:金色財經報道，“2019新浪金麒麟高峰論壇”于11月28日在北京舉行，國家智慧城市標準化總體組秘書長、中國電子技術標準化研究員高工劉棠麗演講表示，智慧城市要用到新一代技術，以人工智能、物聯網、互聯網為代表，物聯網和互聯網還不太一樣，都需要存在，移動端，移動現在有5G，未來可能還有6G、大數據等等這些新技術，包括區塊鏈在智慧城市當中新的場景應用，這個也是我們城市治理非常好的手段，因為其實城市治理在未來的階段，可能就是一個城市自主運行的智慧化的、智能化的程度，它有自動的解決問題的能力，可能它能作為決策層的決策輔助工具，這些也是新技術施展空間的模式、未來的發展趨勢。[2019/11/29]

除了「允許進行什么操作」，「誰來操作」也是看待區塊鏈和數據庫之間不同的另一個重要層面。

數據庫由一個或者一組管理員維護。管理員有權對數據做任何他想做的事情。管理者通常是大公司的雇員，必須遵守公司所有者制定的規則，會授予用戶有限的權力來創建、讀取、修改或刪除數據。

但是，即使用戶輸入了正確的數據，管理員還是可以修改或刪除它。如果對數據正確性存在爭議，用戶沒有或者僅掌握有限的修改權限，管理員總是比用戶擁有更多的權限。

中國人民銀行數字貨幣研究所副所長：區塊鏈在數字票據上的應用效果顯著:近日，中國人民銀行數字貨幣研究所副所長狄剛在《中國金融家》上發文，介紹了區塊鏈技術在數字票據場景的創新應用。他表示，基于區塊鏈的新型數字票據平臺增強了業務透明度，提升了監管效率，在票據法和有關制度的允許范圍內可以支持業務試點創新。區塊鏈與其它技術類似，都需要在技術進步和發展中長期演進，也將隨應用的深化而逐步完善。隨著跨鏈技術的發展，有助于數字票據業務未來與其他區塊鏈平臺的互聯互通，構筑數字經濟的新的基礎設施。[2018/6/5]

區塊鏈中不存在修改和刪除權限數據的管理員。網絡中的節點必須對任何要添加的數據達成一致。一旦添加了塊并得到確認，就沒人能輕易地更改歷史數據，而且人們總是可以通過區塊鏈對過去發生的事情進行證實。

區塊鏈取代了由管理員維護的單一服務器的方式，換以一組獨立節點，對添加的內容達成共識。

從直接參與者的角度來看，少數實體之間的私有區塊鏈可以看作是一個分布式、去中心化的系統。如果私有區塊鏈在單個公司中使用，那么雖然它有一些分布式系統的優勢，但仍然是中心化的解決方案。對于單個公司，數據庫可能是更好的選擇。

區別3：數據備份「冗余數據庫」≠區塊鏈

傳統數據庫進行「數據復制」，主要是防止數據丟失，不能防止篡改歷史數據或管理員重寫數據。如果一個服務器接受了更改，而其他服務器沒有，還可能存在數據不一致的情況。

數據復制

區塊鏈利用去中心化共識，簡潔的解決了上述問題。一旦網絡中的所有或大多數節點同意添加一個新塊，數據就會寫入許多硬盤。即便生產新塊的節點在這一同步后立即崩潰，數據也總能在其他節點上確保安全，崩潰的節點隨后還能夠獲得關于所有區塊的有效版本。

數據在所有節點達成一致后被寫入所有磁盤

多個備份數據庫也不能與區塊鏈具有同等的安全性。

「數據復制」意味著一個服務器向其他服務器發送數據以進行備份。在存儲數據之前，服務器之間并沒有對儲存某個版本數據達成共識。如果一個服務器發送了無效或錯誤的數據，其他服務器只是盲目地接收和存儲它。

與此相反，在區塊鏈中，大多數節點在將一個塊存儲到區塊鏈之前必須達成一致意見。

區別4：數據傳輸分布式系統≠去中心化方案

傳統數據庫采取主從式架構(client-server)，這是一種軟件結構模型，由客戶端系統和服務器系統兩部分組成。它們通過計算機網絡或在同一臺計算機上通信。主從式架構的應用程序是由客戶端和服務器軟件組成的分布式系統，但還是以一個以服務器為中樞的中心化解決方案。

數據庫建立在服務器上。因此，如果只有一個服務器，那有可能造成所謂的單點故障。一旦服務器不能運行，所有的客戶端都不能與服務器通信，也就不能彼此通信。

從數據的角度看，所有的客戶端必須依賴于服務器，認為它誠實且做足了安全保障。

現在，很少看到只有一個服務器的網絡。在大多數情況下，網絡中有更多的冗余服務器。如果一個服務器崩潰或暫時不可用，則會有另一個服務器代為處理所有請求，但這只有在服務器之間已經復制數據的情況下才有可能。

如果向服務器發送交易或請求，數據將在給定時間內寫入一個數據庫，然后再將數據備份到其他數據庫。通常會有一些延遲，還有可能出現數據傳輸不一致的情況。

區別5：數據存儲不可更改與價值證明

數據庫可以用于安全監控、信號提示、信息收集和授權等場景。許多數據庫以數據庫觸發器的形式提供有效的數據庫特性。在使用云數據庫時，數據通常只對少數人很重要，實現在數據庫系統中安全性就足夠了。用戶可以信任數據庫所有者，因為有法律等其他機制可以解決可能出現的問題。

當要求存儲不可改變的信息，比如證明狀態X在Z時點對用戶Y有效時，區塊鏈的優勢就體現出來了。它適合保存并證明所有權。這就是為什么人們可以在區塊鏈上創建數字貨幣。這類信息不能被個人所改變，安全性必須很高。添加區塊的過程其實就是以一種免信任的方式為大量用戶添加許多X狀態的過程。

區別與權衡

數據庫很強大，人們可以利用它實現幾乎所有想要的功能，但區塊鏈的特有功能，數據庫是做不到的。

讓我們回顧一下，看看傳統數據庫無法實現，區塊鏈具備的特性：

數據不可更改。區塊鏈本質上是一個去中心化分布式網絡，數據在達成一致后被同時寫入許多磁盤，改變歷史數據非常困難，幾乎不可能。主要區別在于是否以去中心化方式實現一個數據庫。

附加的安全數據。正如上一點談到的，只有在大多數實體同意的情況下，新塊才會被添加。因此，插入一些被認為無效的數據是不可能的。參與者必須嚴格遵守規則，更多的相互獨立的實體共同關注規則的執行。

沒有管理員。區塊鏈上沒有管理員這樣一個角色來掌握更改任何內容的權力。節點相互協商，共擔責任。區塊鏈具有免信任、抗刪除的特點。

沒有單點故障。這主要適用于PoS和PoW共識機制。對于DPoS共識來講，當幾個節點同時不可用時，可能會出現問題。

人們可以根據需求的不同，選擇用傳統數據庫或者區塊鏈技術。在采用區塊鏈時，通過選擇私鏈或公鏈，來實現不同程度的去中心化數據管理。

很難實現高可擴展性并保持高度的去中心化。數據必須分布在世界各地，因此必須考慮網絡延遲。達成全球共識需要一些時間。區塊鏈永遠不會像數據庫那樣有效，但它可以在免信任、去中心化和防止篡改歷史數據等方面提供保護。

去中心化的方式也同樣具備替代傳統互聯網巨頭的潛力，讓更多人掌握數據并從中受益。

編譯：stakefish

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