區(qū)塊鏈和數(shù)據庫兩者有什么區(qū)別

關于數(shù)據庫和區(qū)塊鏈，總會有很多的困惑。區(qū)塊鏈其實是一種數(shù)據庫，因為他是數(shù)字賬本，并且在區(qū)塊的數(shù)據結構上存儲信息。數(shù)據庫中存儲信息的結構被稱為表格。但是，區(qū)塊鏈是數(shù)據庫，數(shù)據庫可不是區(qū)塊鏈。他們雖然都是存儲信息的，但是設計卻完全不同，所以不可以互換。而且，這兩者存在的目標也不同，所以對于很多人來說，他們不是很清楚為什么區(qū)塊鏈是需要的，以及為什么數(shù)據庫更適合存儲某些數(shù)據。首先，我們來看看數(shù)據庫和區(qū)塊鏈之間的區(qū)別。

數(shù)據庫

傳統(tǒng)數(shù)據庫是用來存儲信息的數(shù)據結構。這包含能夠用來制作支持各類商業(yè)，金融和管理決定的報告，所需要的數(shù)據。政府也會使用數(shù)據庫來存儲大型數(shù)據，可以會有幾百萬個記錄。數(shù)據庫從文件分級系統(tǒng)開始，提供了最基本的信息獲取和存儲功能。然后，數(shù)據庫使用相關的模型，通過將多個數(shù)據庫進行相關，可以有更多復雜的方式來獲得數(shù)據。存儲在數(shù)據庫中的信息可以使用管理系統(tǒng)來進行管理。簡單的數(shù)據庫被存儲在數(shù)據行列中，被稱為表格。表格中包含不同領域，用來定義不同記錄的種類，存儲數(shù)據被稱為屬性。每個領域包含列和航，代表存儲的記錄。

數(shù)據庫是被管理員可以修改，管理和控制的。數(shù)據庫總是會有管理員，并且可以完全控制數(shù)據庫。他們可以創(chuàng)建，刪除，修改數(shù)據庫中的任何記錄。他們能優(yōu)化數(shù)據庫的性能和大小。越大的數(shù)據庫就會有更慢的性能，所以管理員可以使用方法來優(yōu)化。管理員也可以把這個身份轉給別人。例如，管理員可以把身份轉給另外的用戶，讓他們來進行數(shù)據庫備份。但是，問題也會有，例如服務器跨了，唯一的方法就是從備份恢復。數(shù)據庫也是遞歸的，也就是說你可以回去重復某個任務，或者說刪除任務。如果信息已經備份，那么管理員就會刪除之前的記錄和其他過期信息。比如你在現(xiàn)在數(shù)據庫寫入了“John Smith”，現(xiàn)在需要更新住址。但是現(xiàn)在已經有“John Smith”的備份了，所以你可以通過現(xiàn)有數(shù)據庫的新地址進行更新。

數(shù)據庫可以通過服務器架構來實現(xiàn)。這是因為計算機需要連接服務器，它們管理數(shù)據庫，從而可以獲得信息和存儲的數(shù)據。最初地時候，數(shù)據庫客戶端使用ODBC連接，這是由管理員設定的，然后連接到數(shù)據庫。這個客戶端軟件然后就會運行，來完成加密連接，但是必須要有權限才能進入。這個權限能夠被管理員設置，或者用戶通過密碼也可以進入。這就是為什么用戶賬號會被創(chuàng)造，可以讓認證的用戶進入，同時拒絕那些沒有認證的?，F(xiàn)在大多數(shù)系統(tǒng)，都會使用網頁接口。但是對于私人信息，還是需要認證，但是公開數(shù)據庫就可以很容易地通過網頁進入。

我們可以看出，數(shù)據庫需要足夠的控制，這會讓它高度中心化。同時，這也是需要允許的，也就是說需要管理員來設定如何讓用戶進入。在生產環(huán)境下，DB管理員需要設定只讀權限，他們也需要給用戶設定更新和寫入的權限。傳統(tǒng)數(shù)據庫的中心化會保證系統(tǒng)的安全和信任。很多數(shù)據庫都會在私人網絡下運行，同時背后是大公司的防火墻。其他也有數(shù)據庫是基于云服務器。但是他們仍然是需要管理員來控制他們。

區(qū)塊鏈

對于區(qū)塊鏈的描述，我們會想到比特幣。但是也有很多在企業(yè)環(huán)境下運行的私有鏈。區(qū)塊鏈在2009年誕生，比特幣是基于它的第一個系統(tǒng)。在比特幣系統(tǒng)中，區(qū)塊鏈是不可更改的數(shù)字賬本，并且也是逐漸增長的加密分布式數(shù)據庫。區(qū)塊鏈會在同等大小的區(qū)塊中存儲信息。每個區(qū)塊都會包含前個區(qū)塊的哈希信息，從而提供加密安全性。這個哈希的信息就是前個區(qū)塊中的數(shù)據和簽名，并且前個區(qū)塊的哈希會回到區(qū)塊鏈的首個區(qū)塊，被稱為“創(chuàng)世區(qū)塊”。整個信息就會通過哈希通過，并且指向下個區(qū)塊的地址。區(qū)塊鏈數(shù)據結構，例如默克爾樹，是很有效地數(shù)據驗證方式。

為了讓區(qū)塊能夠加入到區(qū)塊鏈上，整個過程中包含了博弈論。網絡中作為節(jié)點的計算機被稱為“礦工”，必須要競爭來從nonce中找出正確的數(shù)值。礦工必須要用計算資源來解決這個數(shù)值，而且這也需要計算機硬件。區(qū)塊鏈內置的協(xié)議，可以通過全網算力來得出解決難題的難易程度。這意味著如果有越多的礦工，解決問題的難度也就越高。這是因為如果有更多礦工，網絡上就會有更多的計算資源，同時提高了哈希力，也就是h／s。一旦礦工驗證了區(qū)塊，他們會因為提供算力而獲得獎勵。這部分激勵就是推動節(jié)點來挖礦的動力，因為他們會獲得交易費用和代幣。在比特幣中，這也被稱為工作量證明算法。

就像我們看到的，區(qū)塊鏈使用去中心化的分布式網絡。去中心化意味著網絡所有的節(jié)點都會存儲區(qū)塊鏈的備份。節(jié)點存儲全節(jié)點的備份，或者是挖礦，或者他們兩者都可以做到。沒有任何的管理員來驗證區(qū)塊轉賬。你需要能夠解決加密問題的礦工，但是這是基于全網算力的比例。一旦區(qū)塊被加入到鏈上，那么這些信息就是不可改變以及透明的。區(qū)塊鏈轉賬是不可以逆轉的，這也意味著一旦驗證了區(qū)塊，他們就不能重復使用。區(qū)塊鏈是可以容錯的，因為如果一個或者多個節(jié)點宕機，總是會有其他節(jié)點在運行區(qū)塊鏈。去中心化的另個優(yōu)勢，就可以讓那些不認識或者不信任的人獲得透明性。區(qū)塊鏈會通過記錄轉賬來提高信任，并且提供加密安全算法來交易數(shù)據。

區(qū)塊鏈是P2P的網絡架構。它并不需要中心化的數(shù)據庫，而是網絡所有的節(jié)點都會互相連接起來。所以，沒人可以控制所有的節(jié)點。區(qū)塊鏈上無需管理員。如果節(jié)點中有人欺詐呢？這會影響整個網絡嗎？理論上的答案是如果他們獲得大多數(shù)算力，那么就是可能的。理論上，如果有人可以控制51％的算力，就可以控制網絡。這需要非常多的計算資源，所以產生攻擊是非常昂貴的。使用計算資源挖礦是有利可圖的。能夠保證區(qū)塊鏈安全的本質就是去中心化，如果有人想修改區(qū)塊鏈上的任何信息，就需要其他人的幫助來驗證。這就會從主鏈中分割出新的鏈，并且只有比主鏈長才會有效。類似比特幣有幾千個節(jié)點，所以如果需要進行欺詐，就需要改變網絡中的所有節(jié)點。實際上，這是需要大量計算和電力的，也非常困難完成。這是一種監(jiān)管的方式，為了保證沒人可以欺騙任何人。這就是為何區(qū)塊鏈是不可更改的。同時，由于轉賬信息任何人都能看到，因此這也是透明的。

這就是區(qū)塊鏈和數(shù)據庫，在底層架構上的區(qū)別。

區(qū)塊鏈和數(shù)據庫，何時應該用哪個？

數(shù)據庫由于很好的穩(wěn)定性，對于企業(yè)網絡來說，是比較適合的。他們對于用戶來說，也更加友好，并且對于管理員和開發(fā)人員，也有很多支持性的管理系統(tǒng)。福布斯前500的企業(yè)都會使用數(shù)據庫來運行高端系統(tǒng)，從而處理大量的數(shù)據。數(shù)據庫可以擴容到幾百萬記錄，而且可以每秒處理幾千個轉賬。對于處理大量流量，例如零售，數(shù)據庫是最好的解決方案。區(qū)塊鏈不需要存儲大量的處理來進行分析，數(shù)據庫可以存儲更多的數(shù)據，并且由于不需要節(jié)點，處理速度也更快。你也不需要對于每個數(shù)據進行加密。通常，數(shù)據庫是不加密的，因為加密會讓數(shù)據庫增加很多冗余。傳統(tǒng)數(shù)據庫會通過授權來提高加密性。

非結構性數(shù)據是不需要區(qū)塊鏈的另個地方，這些更適合數(shù)據庫管理系統(tǒng)。數(shù)據不需要信任驗證，就好像商店每天的數(shù)據都會記錄在數(shù)據庫中。如果使用區(qū)塊鏈，來存儲私密信息，就會成本很高。只有某些公司才能知道的信息，例如社交安全和病歷都是存儲在數(shù)據庫中。能夠通過公開驗證系統(tǒng)使用的信息，都可以基于區(qū)塊鏈。這些個人信息能夠基于公鑰加密算法，來在區(qū)塊鏈上認證。

數(shù)據庫適合用于：

需要不停更新的數(shù)據，例如監(jiān)控和傳感器

快速在線轉賬過程

私密信息（不能對公眾開放的）

需要快速處理的金融數(shù)據

不需要驗證的數(shù)據

存儲數(shù)據的應用

關系數(shù)據

區(qū)塊鏈的需求是建立信任和透明。簡單來說，它就是可以讓任何人獲得信息的公開賬本。它可以幫助B2B轉賬，例如供應鏈，貨品分布以及庫存去驗證信息。透明性可以幫助企業(yè)例如廣告業(yè)，通過建立廣告公司的更多驗證，從而最小化欺詐行為。區(qū)塊鏈，不是說大型數(shù)據記錄就會有更多的信息驗證。比特幣是區(qū)塊鏈首個成功部署，而且它也是作為價值轉移和支付轉賬驗證的系統(tǒng)。比特幣的成功也提出了雙花問題，可以讓用戶針對同個代幣花銷兩次。比特幣使用了能夠使用時間戳順序的來對轉賬進行驗證。這就同個讓系統(tǒng)同時處理轉賬，從而防止雙花，這會是按照時間順序來完成的。

有些項目正在研究區(qū)塊鏈的許可性系統(tǒng)，將他們應用到投票系統(tǒng)中。由于區(qū)塊鏈可以驗證身份以及誰來投票，其實就會很有意義。主要的目標是防止欺詐，所以區(qū)塊鏈可以保證信任的公平，一些區(qū)塊鏈不需要數(shù)字貨幣或者挖礦，例如企業(yè)級別的區(qū)塊鏈。在私有和可許可環(huán)境中，使用區(qū)塊鏈科技可以有新級別的系統(tǒng)，有時候也會和數(shù)據庫整合，完成混合系統(tǒng)。

數(shù)據庫管理員會發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊鏈是不相關的。你不能在不同的區(qū)塊鏈和相關數(shù)據創(chuàng)建聯(lián)系。這就是這兩者重大的不同，所以當信息需要相關性的時候，區(qū)塊鏈就不適用于這些。

其他區(qū)塊鏈的應用，例如以太坊上的智能合約。這些更像是數(shù)據庫的存儲流程，其中觸發(fā)器可以用來執(zhí)行代碼來處理轉賬。在以太坊網絡中，智能合約會在網絡中的所有節(jié)點運行代碼。以太坊和其他數(shù)字貨幣，例如EOS和NEO會使用區(qū)塊鏈作為他們的智能合約生態(tài)。這是區(qū)塊鏈和傳統(tǒng)數(shù)據庫區(qū)分的案例。

區(qū)塊鏈適合用于：

資金轉賬

價值轉移

可信數(shù)據的驗證（身份，信譽，信用等等）

公鑰驗證

去中心化APP

投票系統(tǒng)

關于區(qū)塊鏈和數(shù)據庫，還有很多可以討論。我們只是從技術角度，來發(fā)現(xiàn)其中的一些情況。其實數(shù)據庫和區(qū)塊鏈，并沒有誰比誰好。他們都有自己的目標，以及根據你想要處理數(shù)據的方法，來選擇不同的方案。

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