區(qū)塊鏈與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)概述

沈周科

摘要：現(xiàn)階段在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域區(qū)塊鏈持續(xù)“高燒”，“坊間”普遍認(rèn)為區(qū)塊鏈可能與云計算、大數(shù)據(jù)、AI等共同推動經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型升級的顛覆性技術(shù)。但人們在談?wù)搮^(qū)塊鏈時往往就談到區(qū)塊鏈技術(shù)的巨大商業(yè)價值，甚至有極端的以為有區(qū)塊鏈技術(shù)就可以完全替代傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。本文分析了區(qū)塊鏈的特點，并舉例說明了硬件層面特有的設(shè)備布局和業(yè)務(wù)場景。為相關(guān)讀者特別是IT技術(shù)人員進一步明晰區(qū)塊鏈的應(yīng)用范圍提供參考。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；分布式；互聯(lián)網(wǎng)金融

中圖分類號：TS896 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）02-0228-01

1 區(qū)塊鏈背景

近幾年，隨著比特幣的興起，支持比特幣的主要技術(shù)區(qū)塊鏈也得到人們的高度重視，尤其是在銀行、貿(mào)易等領(lǐng)域獲得了越來越廣泛的關(guān)注。傳統(tǒng)IT巨頭ORACLE、IBM等也紛紛投巨資研發(fā)區(qū)塊鏈技術(shù)。歐洲七家銀行組成的數(shù)字貿(mào)易鏈協(xié)會已經(jīng)建立了一個使用IBM區(qū)塊鏈的貿(mào)易融資平臺，其中五家銀行使用了IBM云平臺和區(qū)塊鏈技術(shù)。

區(qū)塊鏈（block chain）是用分布式數(shù)據(jù)庫識別、傳播和記載信息的智能化對等網(wǎng)絡(luò)。比特幣的開發(fā)者兼創(chuàng)始者日裔美國人中本聰在2008年首先提出“區(qū)塊鏈”的概念，并在2009年創(chuàng)立了比特幣網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)出第一個區(qū)塊。區(qū)塊鏈主要有三種形式：公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈。其中公有鏈?zhǔn)侵杆腥硕伎勺x取和發(fā)布交易和確認(rèn)交易行為，所有人都能參與共識過程的區(qū)塊鏈。私有鏈指寫入權(quán)限局限在在一個個人或組織里的區(qū)塊鏈，私有鏈無法發(fā)揮區(qū)塊鏈的優(yōu)勢，實際上等同于中心化的應(yīng)用軟件，當(dāng)前在傳統(tǒng)軟件技術(shù)中有廣泛應(yīng)用，但在區(qū)塊鏈中沒有實際的業(yè)務(wù)應(yīng)用場景。聯(lián)盟鏈面向特定的組織開放，組織內(nèi)部每個個體都運行著區(qū)塊鏈節(jié)點，交易行為的確認(rèn)生效需要組織確認(rèn)或組織中特定比例個體的確認(rèn)?，F(xiàn)階段，常規(guī)的商業(yè)組織在區(qū)塊鏈領(lǐng)域的主要的精力仍然投入在聯(lián)盟鏈。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)細節(jié)

區(qū)塊鏈的核心要點是分布式多副本和信息的不可篡改。沒錯，區(qū)塊鏈看似難以理解，本質(zhì)上可以簡化理解成一個分布式數(shù)據(jù)庫上融合了特定的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈有序鏈接而成，同時通過特定的HASH等密碼學(xué)算法形成無法被篡改的數(shù)據(jù)記錄。當(dāng)然這個無法被篡改是相對的，即區(qū)塊鏈中每個節(jié)點都擁有最新的完整數(shù)據(jù)拷貝。即使本地強制修改了也無法被廣泛認(rèn)同，系統(tǒng)會自動認(rèn)為最多次出現(xiàn)的數(shù)據(jù)記錄為真。如果需要被廣泛認(rèn)同則要付出高昂的代價且勢必被第三方節(jié)點所發(fā)現(xiàn)。這就為數(shù)據(jù)的安全性提供了充足的保障，即使節(jié)點被黑客攻破，也不影響第三方節(jié)點的數(shù)據(jù)安全性和有效性。

那么區(qū)塊鏈能否完全替代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)呢，筆者認(rèn)為兩者各有優(yōu)勢。由于區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N全量的存儲技術(shù)，數(shù)據(jù)集合包含著每一筆交易的歷史。隨著時間的增長和規(guī)模的擴大，數(shù)據(jù)量將急速膨脹。常用的聯(lián)盟鏈會涉及到組織之間的數(shù)據(jù)傳輸，必然依賴于互聯(lián)網(wǎng)、專線等傳輸鏈路以及服務(wù)器和存儲等資源。和傳統(tǒng)的中心化技術(shù)相比區(qū)塊鏈在數(shù)據(jù)傳輸、處理及存儲上沒有優(yōu)勢，甚至和傳統(tǒng)的雙活技術(shù)一樣，存在個體拖累全局的“木桶效應(yīng)”。若單位時間的系統(tǒng)交易量超過軟硬件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的承載能力，或超過處理能力最弱節(jié)點的性能，相關(guān)交易將會類似消息處理系統(tǒng)產(chǎn)生積壓隊列，給使用者造成處理緩慢的不良體驗。為此區(qū)塊鏈技術(shù)除需要高性能CPU以外，還需要保障網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲空間。筆者認(rèn)為，這也正是傳統(tǒng)IT硬件制造商IBM等高度重視該技術(shù)的的重要原因。在當(dāng)前資源特別是互聯(lián)網(wǎng)帶寬相對有限的狀況下，對于高實效性的交易行為如果完全依賴區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，將無法實現(xiàn)良好的客戶體驗。

此外區(qū)塊鏈技術(shù)雖然力圖解決記賬節(jié)點之間、非記賬節(jié)點、客戶端與記賬節(jié)點之間的數(shù)據(jù)可靠傳輸問題。但在真實的業(yè)務(wù)場景下，不可能把所有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)都記錄在記賬簿中，前端業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)還是要保存在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，這就需要在技術(shù)框架上做到本地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈的記賬簿保持一致。為此，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)在區(qū)塊鏈背后仍然有獨特的發(fā)展空間。

當(dāng)然筆者所定義的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫并不特指關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，而是用于區(qū)別區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲而定義的廣義的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，包括傳統(tǒng)意義的集中型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫如ORACLE，也包括分布式部署的MYSQL數(shù)據(jù)庫，還包括大數(shù)據(jù)背景下的MONGODB等數(shù)據(jù)庫。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在強一致性、高速可靠的處理、多維度分析和持久化上仍有特有的優(yōu)勢。通過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)和區(qū)塊鏈技術(shù)的有機結(jié)合，既可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)處理效率的最大化，也從根本上解決了實際業(yè)務(wù)場景的“信任危機”，兩者融合的趨勢幾乎無法阻擋。

還有一個誤區(qū)是認(rèn)為使用了區(qū)塊鏈技術(shù)數(shù)據(jù)就安全了。雖然區(qū)塊鏈任何節(jié)點對數(shù)據(jù)的操作都會被其他節(jié)點所監(jiān)控。同時區(qū)塊鏈中的各節(jié)點的身份信息是采用私鑰的形式獲得的，而只有信息的擁有者才擁有私鑰，故即便是信息泄露了，如沒有私鑰，信息由于無法與節(jié)點身份進行匹配也無法使用。但從底層上看，存在某個節(jié)點整套應(yīng)用部署體系均被黑客攻破的可能，故仍然需要從根本上加強節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)安全。

3 區(qū)塊鏈發(fā)展展望

可喜的是近幾年全國多運營商鏈路的高速廣域網(wǎng)逐步建成，云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)也在阿里等骨干IT企業(yè)的帶領(lǐng)下也獲得了長足的發(fā)展。傳統(tǒng)IT企業(yè)也廣泛涉足萬兆局域網(wǎng)、多運營商公網(wǎng)接入、高速數(shù)據(jù)緩存、云計算等技術(shù)。為區(qū)塊鏈技術(shù)的廣泛應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。但離區(qū)塊鏈技術(shù)在各行業(yè)的普及無論技術(shù)成熟度還是理念的普及度均有很長的路要走。在區(qū)塊鏈的實際應(yīng)用中我們要充分考慮分步走的戰(zhàn)略，重點從需求迫切又技術(shù)相對領(lǐng)先的金融等領(lǐng)域入手，優(yōu)先建設(shè)“聯(lián)盟鏈”，達到快速見效引領(lǐng)示范的效果。

參考文獻

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