技术篇｜分布式数据库与区块链技术的融合

虽然区块链和数据库在各自的领域代表最先进的技术，但是它们都有各自的短板和不足，因此这两种技术的融合将给行业带来新的曙光。区块链的概念可能引申出了很多商业方面的革新，但是抛开这些上层建筑，从底层地基来看，区块链属于是一种特殊的数据库技术，象链科技在分布式数据存储方面有着深刻的理解和长期的基础研究工作。

传统数据库与区块链技术的联系

区块链的“账本”就相当于数据库的“日志”，数据库是将操作按照顺序写入日志，在区块链里面叫做账本。

传统数据库都会有一个“事务日志”，数据库的事务日志本质上就是不可更改的链式结构，事务中的每一条操作记录都会有一个反向指针指向该事务中的上一条记录。

从这一个结构上来说，很像区块链的时间戳，区块链技术的链式结构与传统数据库的事务日志很像。所以，从本质上讲，区块链的链式结构技术本质上是基于数据库事务日志，并且增加了区块之间的反向哈希值作为指针，且引入了默克尔树结构进行快速数据校验。

数据库中的事务日志持久化之后，代表了一个事务的永久执行，传统数据库的主从结构（例如IBM DB2的HADR、Oracle的DataGuard）仅仅是在多个节点之间实时复制数据而已。

只能有一个主节点负责读写，其他节点作为从节点仅仅能做到“只读”，这样就无法做到“分布式”存储，无法完全做到异地多主多活的拓扑结构。

而目前象链科技正是将区块链中的共识机制，例如PBFT等机制引入到分布式数据存储的技术中心，使用多副本自动选举，与目前比较火的Paxos、Raft 分布式数据库有异曲同工之处。

分布式数据库和区块链的技术融合

区块链技术与分布式数据库技术的融合，解决了原有数据存储过程中“伪中心化”、多活事务的难点，支持多活动体系结构是它的重要创新。

从上世纪90年代开始，学术界就“分布式多活数据库”展开了密集的研究，直到今天，二十年来一直没有任何成型的理论和实现。

而区块链技术的出现，给“分布式多活数据库”的落地带来了新的曙光，区块链技术中，在设计原理和实现逻辑上不考虑“事务”和“强一致性”，在交易和结算领域使用了特定的数据结构和共识算法来实现这种机制。

相较区块链技术的短板，分布式数据库技术有众多明显的技术特点，包括数据可伸缩性、高并发性、高性能和快速标准化访问以及更灵活的使用场景。

通过这两项技术的结合，将形成一个基于数据库的分散管理机制，形成“分布式数据存储”技术。通过分布式数据库，它提供了通用事务支持、高并发性、高性能和所有主要功能，包括添加和删除检查、SQL解析、日志、数据管理、索引管理等。区块链技术的集成将解决多活数据库的"双花"问题，即一致性控制问题，也可以解决公共网络中的信任问题并赋予整个数据更高的安全性。

后记

象链科技在分布式存储机制方面有深厚的沉淀，对于行业的发展也有积极影响。目前象链科技的分布式存储技术已经在探索对新获取的数据执行分析查询和机器学习算法的实现，通过“实时分析”或者“混合事务分析处理（hybrid transaction-analytical processing，HTAP）”的应用来进行逻辑推断，获得机器学习的能力。

分布式存储技术或许并不是超脱原有数据库技术的“新物种”，却确是代表数据库技术不断发展的下一个篇章，它的应用范围和应用前景会非常的广泛。

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关于象链科技

象链科技（上海）有限公司，是一家快速成长的区块链领先企业，一直以“区块链技术 服务民生”为理念，致力于区块链基础研究和应用研发，为人工智能、智慧城市、智慧政务、民生服务的发展助力。象链科技的愿景是打造区块链+人工智能数字经济新生态，拥有首个融合ABCD（A-AI B-Blockchain C-Cloud D-BigData）产业的高性能自主研发公链底层兼容联盟链平台EleChain。

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编译者/作者：象链科技

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