区块链一种特殊的分布式数据库

很多区块链从业者从来都没有搞清楚“分布式账本”、“分布式数据库”这个词汇。以下内容为大家理清这些概念：

一、集中式关系型数据库

关系型数据库(RDBMS)在一张表里面组织数据，同时使用SQL语言查询数据。它们在80年代成为标准。即使它们的体系结构随着时间的推移而变得越来越复杂(n层、分布式处理等)，它们本质上仍然是集中式的，即定位、存储和维护数据都在同一个位置上。这个类别占数据库市场收入的90%以上，包括最知名的供应商和系统：MySQL、Oracle、Microsoft SQL Server、IBM DB2、SAP、PostgreSQL、SQLite、Teradata等。

二、分布式数据库

当存储设备不是全部连接到公共处理单元(如CPU)上，而是分布在网络上时，数据库就是分布式的(DDBMS)。随着互联网的发展，企业需要能够处理大量结构化和非结构化数据的解决方案，并且能够跨网络进行扩展。DDBMS使用共识机制来确保容错通信，并通过锁定或时间戳机制提供并发控制。它们以不同的技术形式出现:

1、对等网络节点数据存储系统允许用户通过网络复制和共享文件，利用点对点协议，如：BitTorrent、NNTP、Freenet、Mnet等。

2、分布式SQL数据库是由主要供应商(Microsoft、Oracle、SAP、IBM等)设计的系统，允许对面向分析的任务进行大规模并行处理。

3、Hadoop是一个开源软件框架，用于存储数据、在商业硬件集群上运行应用程序。它为任何类型的数据提供了大量的存储，巨大的处理能力和几乎无限的处理并发任务的能力。

4、NoSQL数据库是非关系DDBMS，可水平扩展，为实时web应用程序而生。最著名的解决方案是：MarkLogic、MongoDB、Datastax、Apache Cassandra、Redis、Riak、Google BigTable和CouchDB。

5、NewSQL数据库是关系型DDBMS，旨在结合关系数据库和NoSQL数据库的最佳属性(水平可扩展性和分布式处理)。示例：Google Spanner、Clustrix、voltage db、MemSQL、Pivotal’s GemFire XD、NuoDB和Trafodion。

6、分布式账簿(DL)是DDBMS，它利用加密技术提供去中心化的多版本并发控制机制，并就无信任环境中共享事实（shared facts）的存在和状态保持一致(例如，托管共享数据库的参与者是互不信任的独立参与者)。 共识本身并不是DL的唯一特性：其他分布式数据库也使用共识算法，比如Paxos或Raft。不可变性也是如此：在DL(Google HDFS、Zebra、CouchDB、Datomic等)之外也存在不可变数据库。我认为DL的两个不同点是：(a)读写访问的控制是真正去中心化的，而不是像其他分布式数据库那样在逻辑上是中心化的，以及(b)在没有可信第三方的竞争环境中保护事务（transactions）的能力。

6.1、比特币系统是DL的第一个实例，其目的只有一个：点对点的比特币(加密货币)支付手段。为了避免双花，比特币使用了数据链(因此称为“区块链”)和其他机制的POW工作量共识证明。比特币是抗审查的，它的主要特征是：拜占庭容错、伪匿名、可审计性(公开)、不变性、问责性(时间戳)和不可否认性(签名)。

6.2、有些系统是受到比特币系统的启发，或者设计与之接近。它们通常实现其大部分特性，但不是全部或具有不同的特性。 例如:

其他加密货币实现了隐私机制(Zcash)，或使用了不同的一致性协议，如POS权益证明、Proof of burn燃烧证明、UENC的DPOW定向工作量证明等。

以太坊拥有许多比特币功能，但其设计目的是执行可编程交易(智能合约)

6.3、有些系统与比特币有很大区别:

·?埃森哲设想的DL并不是一成不变的

·?R3 Corda设计的是在监管环境与数量有限的已知参与者中运作的系统(例如金融机构、监管机构)，BFT不是必需的(安全性通过不同的方法实现)，审核能力的实现是基于“need to know”，关于交易的共识则基本上减少为缔约双方的验证。

·?分布式账本：分布式一致账本（Distributed Concurrence Ledger）是为处理资本市场和支付的金融机构量身定做的。Concurrence是在分布式一致账本系统中寻求共识的一种替代方法，它不使用加密货币、数据链，也不使用工作量证明[注：在我看来，这种方法类似于Corda]

·?HashGraph Swirlds：HashGraph是基于“八卦协议”（gossip protocol）的技术，其中的“块”是“事件”：每个成员重复地随机选择另一个成员，然后告诉这些成员所有他们不知道的事件。随着hashgraph的本地副本的增长，成员运行一个算法来确定事件的一致顺序(以及一致时间戳)。它的数据结构是一个有向无环图，其中每个顶点包含其两个父顶点的哈希值。

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编译者/作者：通证时代Time

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