区块链与去中心化数据库

内容导读

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关系数据模型、优化与索引、事务模型是数据库技术发展取得的主要成就，但是保持数据一致性是数据库系统实现的基本要求。保证数据一致性包括关系依赖的数据保证某种约束条件以及数据的多个副本保持一致性。为满足互联网的发展，可扩展的数据库系统经历了从通过大型机器提供的计算和存储能力实现垂直的可扩展性到当前主要依靠增加廉价机器提升计算和存储能力实现水平扩展能力。但是在水平扩展性框架下，通过Paxos协议达成数据一致性仅能在几个副本之间达成，数据的管理权限控制在单个实体中。利用去中心化的思想，可以实现在参与主体间保持数据的一致性，形成主体之间的“共识”。数据库遇到区块链要解决的根本问题将是将中心化环境中的数据一致性拓展到去中心化环境中的数据共识性。
区块链是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”、“全程留痕”、“可以追溯”和“集体维护”等特征。基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的“信任”基础，创造了可靠的“合作”机制，具有广阔的运用前景。区块链将信息存储在称为区块的数据结构中，实现了一个良好的共识机制，例如网购中如何确定交易的有效性就需要一种良好的共识机制。共识在这里是指参与者关于某一区块链的状态达成共同的认识。去中心化的含义在于没有某一个人或某个机构可以处于领导地位，任何的决策、变更都需要参与者使用区块链这个良好的共享机制来达到相同的认识，实现共识。在这个共识的过程中，并不是消除信任，而是信任集合中的每一个实体。相对于传统数据库，区块链具有以下优点：
1.去中心化：传统数据库是通过控制访问权限来管理数据，但是不能排除拥有 管理权限的用户做出损害数据库的行为。但是区块链使用数据加密学和工作量证 明以及结点的共识机制来保证数据的安全。
2.健壮性：区块链具有高容错性，由于其内在的冗余机制，单个实体对于整个 区块链网络都是必不可少的。即时是出错的结点也不会导致整个网络的崩溃。
但是相对于传统数据库，区块链的运行速度较为缓慢，但是原因并不是因为区块链技术无法实现高性能，而是其作为新生事物还有较大的优化空间。数据库与区块链相融合，不仅数据库可以解决从一致性到共识性的拓展，而且数据库的技术方法可以促进当前的区块链技术发展。
各类技术的相互借鉴、融合和发展是未来数据管理领域的发展趋势。数据库技术与其他计算机技术相融合也是数据库技术的一个显著特征，在数据库过往的发展史中，数据库技术与分布处理技术相融合，出现了分布式数据库系统；数据库技术与并行处理技术相融合，出现了并行数据库系统；数据库技术与移动通信技术相结合，出现了移动数据库系统。过往数据库发展的历史告诉我们，未来的数据管理依然会朝着多领域融合的方向发展。随着大数据的发展，大数据给数据管理、数据处理和数据分析提出了全新的挑战。支持海量数据管理的系统应具有高扩展性、高性能、容错性等。只有数据库系统进一步的发展，人类才可以更好地分析可利用的大规模数据，也能使得更多的学科取得进步，更多的企业获得更大的成功。现代数据所面临的挑战不仅包括扩展性不足，还面临着数据隐私、数据溯源以及可视化等多方面的问题。这些技术挑战同时横跨多个应用领域，这也要求数据库技术与各类技术相互借鉴、融合和发展。

内容总结

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