解析｜区块链与通用数据库在技术上有什么区别？

关于数据库和区块链比特币验证双花，总会有很多混淆。 区块链实际上是一种数据库，因为它是一种数字账本，存储的是区块数据结构上的信息。 数据库中存储信息的结构称为表。 但是，区块链是数据库，但数据库不是区块链。 虽然它们都存储信息，但它们的设计完全不同，因此它们不能互换。 而且两者的目标不同，所以对于很多人来说，并不是很清楚为什么需要区块链，为什么数据库更适合存储某些数据。 首先，让我们看一下数据库和区块链之间的区别。

数据库

传统的数据库是一种用于存储信息的数据结构。 这包括可用于生成支持各种业务、财务和管理决策的报告的数据。 政府还使用数据库来存储大量数据，可能有数百万条记录。 从文件分类系统开始，数据库提供了最基本的信息获取和存储功能。 然后，数据库使用关联模型，通过关联多个数据库，可以有更复杂的方式来获取数据。 存储在数据库中的信息可以使用管理系统进行管理。 简单的数据库存储在数据的行和列中，称为表。 表包含定义不同类型记录的字段，并存储称为属性的数据。 每个字段包含列和行，代表存储的记录。

数据库可由管理员修改、管理和控制。 总会有一个数据库管理员，并且对数据库具有完全控制权。 他们可以创建、删除、修改数据库中的任何记录。 他们可以优化数据库的性能和大小。 较大的数据库性能会较慢，因此管理员可以使用方法进行优化。 管理员也可以将此身份转让给其他人。 例如，管理员可以将身份转移给另一个用户以执行数据库备份。 但是会出现问题，比如跨服，只能从备份中恢复。 数据库也是递归的，这意味着你可以返回并重复一个任务，或者删除一个任务。 如果信息已经备份，那么管理员会删除以前的记录和其他过时的信息。 例如，您在当前数据库中写入了“John Smith”，现在您需要更新地址。 但是现在有了“John Smith”的备份，所以您可以使用现有数据库的新地址进行更新。

数据库可以用服务器架构来实现。 这是因为计算机需要连接到管理数据库的服务器，以便获取信息和存储的数据。 最初，数据库客户端使用管理员设置的 ODBC 连接，然后连接到数据库。 然后客户端软件会运行完成加密连接，但必须要有权限才能进入。 该权限可由管理员设置，也可由用户通过密码进入。 这就是创建用户帐户以允许经过身份验证的用户进入而拒绝未经身份验证的用户进入的原因。 今天的大多数系统都使用网络界面。 但对于私人信息，仍然需要进行身份验证，但可以通过网页轻松访问公共数据库。

我们可以看到数据库需要足够的控制，这使得它高度集中。 同时，这也需要允许，也就是说管理员需要设置如何允许用户进入。 在生产环境中，DB管理员需要设置只读权限，还需要为用户设置更新和写入权限。 传统数据库的中心化将保证系统的安全性和可信性。 许多数据库在大型企业防火墙后面的专用网络上运行。 其他人也有基于云服务器的数据库。 但是他们仍然需要管理员来控制他们。

区块链

对于区块链的描述，我们想到了比特币。 但也有许多在企业环境中运营的私人连锁店。 区块链诞生于 2009 年，比特币是第一个基于它的系统。 在比特币体系中，区块链是一个不可篡改的数字账本比特币验证双花，也是一个逐渐成长的加密分布式数据库。 区块链将信息存储在大小相等的块中。 每个块都包含前一个块的哈希值，提供加密安全性。 这个哈希的信息就是前一个区块中的数据和签名，前一个区块的哈希会回到区块链的第一个区块，称为“创世区块”。 整个消息通过哈希传递并指向下一个块的地址。 区块链数据结构，如 Merkle 树，是非常有效的数据验证方法。

为了将块添加到区块链，该过程涉及博弈论。 在网络中充当节点的计算机被称为“矿工”，它们必须通过竞争从随机数中找到正确的值。 矿工必须使用计算资源来解决这个价值，这也需要计算机硬件。 区块链内置的协议可以利用整个网络的计算能力来确定解决难题的难度。 这意味着矿工越多，问题就越难解决。 这是因为如果矿工越多，网络上的计算资源就会越多，同时也会增加算力，也就是h/s。 一旦矿工验证了区块，他们就会因提供计算能力而获得奖励。 这部分激励是推动节点挖矿的动力，因为他们会得到交易手续费和代币。 在比特币中，这也称为工作量证明算法。

正如我们所见，区块链使用去中心化的分布式网络。 去中心化意味着网络的所有节点都存储区块链的备份。 节点存储完整节点或我的节点或两者的备份。 没有管理员来验证块传输。 你需要能解决加密问题的矿工，但这是基于全网算力的比例。 一旦一个块被添加到链中，信息就是不可变和透明的。 区块链传输是不可逆的，这也意味着一旦区块被验证，它们就不能被重复使用。 区块链是容错的，因为如果一个或多个节点出现故障，总会有其他节点在运行区块链。 去中心化的另一个优点是它可以为那些不了解或不信任的人提供透明度。 区块链将通过记录传输来提高信任度，并为交易数据提供加密的安全算法。

区块链是一种 P2P 网络架构。 它不需要中央数据库，但网络中的所有节点都将相互连接。 因此，没有人可以控制所有节点。 区块链上不需要管理员。 如果节点中有人作弊怎么办？ 这会影响整个网络吗？ 理论上的答案是，如果他们获得了大部分的计算能力，那么就有可能。 理论上，如果有人能控制 51% 的算力，就可以控制网络。 这需要大量的计算资源，因此产生攻击的成本非常高。 使用计算资源进行挖矿是有利可图的。 保证区块链安全的本质是去中心化。 如果有人想修改区块链上的任何信息，他们需要他人的帮助来验证它。 这将新链从主链中分离出来，并且仅当它比主链长时才有效。 与比特币类似，有成千上万的节点，因此如果需要进行欺诈，则需要更改网络中的所有节点。 实际上，这是计算和电力密集型的并且很难做到。 这是一种监管方式，确保任何人都不能欺骗任何人。 这就是区块链不可变的原因。 同时，由于转账信息任何人都可以看到，所以也是透明的。

这就是区块链和数据库在底层架构上的区别。

区块链和数据库，什么时候该用哪个？

由于其良好的稳定性，该数据库更适用于企业网络。 它们也更加用户友好，并为管理员和开发人员提供了许多支持性的管理系统。 所有福布斯 500 强公司都使用数据库来运行处理大量数据的高端系统。 该数据库可以扩展到数百万条记录，每秒可以处理数千次传输。 对于处理大量流量（例如零售），数据库是最佳解决方案。 区块链不需要存储大量的分析处理，数据库可以存储更多的数据，而且因为不需要节点，处理速度也更快。 您也不需要加密每条数据。 通常，数据库是不加密的，因为加密会给数据库增加很多冗余。 传统数据库通过授权增加加密。

非结构化数据是另一个不需要区块链的地方，这些更适合数据库管理系统。 数据不需要信任验证，就好像店铺每天的数据都记录在数据库里一样。 如果用区块链来存储隐私信息，会非常昂贵。 只有某些公司知道的信息，例如社会保障和医疗记录，存储在数据库中。 可以通过公共验证系统使用的信息可以基于区块链。 这些个人信息可以基于公钥加密算法在区块链上进行身份验证。

数据库适用于：

• 需要不断更新的数据，例如监控和传感器

• 快速在线转账流程

• 私人信息（不向公众开放）

• 需要快速处理的财务数据

• 不需要验证的数据

• 存储数据的应用程序

• 关系数据

区块链的需要是建立信任和透明度。 简单来说，它是一个公共账本，任何人都可以获取信息。 它可以帮助B2B传输，如供应链、货物分配和库存验证信息。 透明度可以通过对广告公司进行更多验证来帮助广告行业等企业最大程度地减少欺诈。 区块链并不意味着大数据记录会有更多的信息验证。 比特币是区块链的第一个成功部署，它也被用作价值转移和支付转移验证的系统。 比特币的成功也引发了双重支出问题，即允许用户两次花费相同的代币。 比特币使用时间戳排序来验证传输。 这与允许系统同时处理转账相同，从而防止双花，这将按时间顺序进行。

一些项目正在研究区块链许可系统，将它们应用于投票系统。 由于区块链可以验证身份和谁在投票，所以它实际上很有意义。 主要目标是防止欺诈，因此区块链可以保证信任的公平性。 有些区块链不需要数字货币或挖矿，比如企业级区块链。 在私有和许可环境中，新级别的系统可以使用区块链技术，有时与数据库集成以完成混合系统。

数据库管理员会发现区块链无关紧要。 您不能在不同的区块链和相关数据之间创建链接。 这是两者最大的区别，所以当信息需要关联的时候，区块链不适合这些。

其他区块链的应用，例如以太坊上的智能合约。 这些更像是数据库的存储过程，其中触发器可用于执行代码以处理传输。 在以太坊网络中，智能合约在网络中的所有节点上运行代码。 以太坊和其他数字货币如 EOS 和 NEO 将使用区块链作为他们的智能合约生态系统。 这是区块链和传统数据库的区别。

区块链适用于：

• 资金转移

• 价值转移

• 验证可信数据（身份、声誉、信用等）

• 公钥认证

• 去中心化APP

•投票系统

关于区块链和数据库还有很多要讨论的。 我们只是从技术角度发现其中的一些。 事实上，数据库和区块链并不比彼此好。 它们都有自己的目标，并且根据您希望如何处理数据，有不同的选项可供选择。