区块链与传统数据库技术概述

沈周科

摘要：现阶段在互联网领域区块链持续“高烧”，“坊间”普遍认为区块链可能与云计算、大数据、AI等共同推动经济社会转型升级的颠覆性技术。但人们在谈论区块链时往往就谈到区块链技术的巨大商业价值，甚至有极端的以为有区块链技术就可以完全替代传统的数据存储技术。本文分析了区块链的特点，并举例说明了硬件层面特有的设备布局和业务场景。为相关读者特别是IT技术人员进一步明晰区块链的应用范围提供参考。

关键词：区块链；分布式；互联网金融

中图分类号：TS896 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）02-0228-01

1 区块链背景

近几年，随着比特币的兴起，支持比特币的主要技术区块链也得到人们的高度重视，尤其是在银行、贸易等领域获得了越来越广泛的关注。传统IT巨头ORACLE、IBM等也纷纷投巨资研发区块链技术。欧洲七家银行组成的数字贸易链协会已经建立了一个使用IBM区块链的贸易融资平台，其中五家银行使用了IBM云平台和区块链技术。

区块链（block chain）是用分布式数据库识别、传播和记载信息的智能化对等网络。比特币的开发者兼创始者日裔美国人中本聪在2008年首先提出“区块链”的概念，并在2009年创立了比特币网络，开发出第一个区块。区块链主要有三种形式：公有链、私有链和联盟链。其中公有链是指所有人都可读取和发布交易和确认交易行为，所有人都能参与共识过程的區块链。私有链指写入权限局限在在一个个人或组织里的区块链，私有链无法发挥区块链的优势，实际上等同于中心化的应用软件，当前在传统软件技术中有广泛应用，但在区块链中没有实际的业务应用场景。联盟链面向特定的组织开放，组织内部每个个体都运行着区块链节点，交易行为的确认生效需要组织确认或组织中特定比例个体的确认。现阶段，常规的商业组织在区块链领域的主要的精力仍然投入在联盟链。

2 区块链技术细节

区块链的核心要点是分布式多副本和信息的不可篡改。没错，区块链看似难以理解，本质上可以简化理解成一个分布式数据库上融合了特定的链式存储结构将数据区块链有序链接而成，同时通过特定的HASH等密码学算法形成无法被篡改的数据记录。当然这个无法被篡改是相对的，即区块链中每个节点都拥有最新的完整数据拷贝。即使本地强制修改了也无法被广泛认同，系统会自动认为最多次出现的数据记录为真。如果需要被广泛认同则要付出高昂的代价且势必被第三方节点所发现。这就为数据的安全性提供了充足的保障，即使节点被黑客攻破，也不影响第三方节点的数据安全性和有效性。

那么区块链能否完全替代传统数据库技术呢，笔者认为两者各有优势。由于区块链是一种全量的存储技术，数据集合包含着每一笔交易的历史。随着时间的增长和规模的扩大，数据量将急速膨胀。常用的联盟链会涉及到组织之间的数据传输，必然依赖于互联网、专线等传输链路以及服务器和存储等资源。和传统的中心化技术相比区块链在数据传输、处理及存储上没有优势，甚至和传统的双活技术一样，存在个体拖累全局的“木桶效应”。若单位时间的系统交易量超过软硬件和网络环境的承载能力，或超过处理能力最弱节点的性能，相关交易将会类似消息处理系统产生积压队列，给使用者造成处理缓慢的不良体验。为此区块链技术除需要高性能CPU以外，还需要保障网络带宽和存储空间。笔者认为，这也正是传统IT硬件制造商IBM等高度重视该技术的的重要原因。在当前资源特别是互联网带宽相对有限的状况下，对于高实效性的交易行为如果完全依赖区块链数据存储技术，将无法实现良好的客户体验。

此外区块链技术虽然力图解决记账节点之间、非记账节点、客户端与记账节点之间的数据可靠传输问题。但在真实的业务场景下，不可能把所有的业务数据都记录在记账簿中，前端业务数据还是要保存在业务系统中，这就需要在技术框架上做到本地业务数据与区块链的记账簿保持一致。为此，传统数据库技术在区块链背后仍然有独特的发展空间。

当然笔者所定义的传统数据库并不特指关系型数据库，而是用于区别区块链数据存储而定义的广义的传统数据库，包括传统意义的集中型关系型数据库如ORACLE，也包括分布式部署的MYSQL数据库，还包括大数据背景下的MONGODB等数据库。传统数据库在强一致性、高速可靠的处理、多维度分析和持久化上仍有特有的优势。通过传统数据库技术和区块链技术的有机结合，既可以实现业务系统处理效率的最大化，也从根本上解决了实际业务场景的“信任危机”，两者融合的趋势几乎无法阻挡。

还有一个误区是认为使用了区块链技术数据就安全了。虽然区块链任何节点对数据的操作都会被其他节点所监控。同时区块链中的各节点的身份信息是采用私钥的形式获得的，而只有信息的拥有者才拥有私钥，故即便是信息泄露了，如没有私钥，信息由于无法与节点身份进行匹配也无法使用。但从底层上看，存在某个节点整套应用部署体系均被黑客攻破的可能，故仍然需要从根本上加强节点的网络和数据安全。

3 区块链发展展望

可喜的是近几年全国多运营商链路的高速广域网逐步建成，云计算和大数据技术也在阿里等骨干IT企业的带领下也获得了长足的发展。传统IT企业也广泛涉足万兆局域网、多运营商公网接入、高速数据缓存、云计算等技术。为区块链技术的广泛应用打下了坚实的基础。但离区块链技术在各行业的普及无论技术成熟度还是理念的普及度均有很长的路要走。在区块链的实际应用中我们要充分考虑分步走的战略，重点从需求迫切又技术相对领先的金融等领域入手，优先建设“联盟链”，达到快速见效引领示范的效果。

参考文献

[1]李董，魏进武.区块链技术原理、应用领域及挑战[J].电信科学，2016，（12）：20-25.

[2]郑益，毛楚祥.传统数据库技术与信息检索技术的集成[J].计算机时，2010，（8）：1-3，6.