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原标题:传统数据库和区块链之间有何区别?

浏览次数:146 时间:2020-03-24

传统数据库和区块链之间的区别始于架构,或者说是如何来协调这些技术。运行在万维网上的数据库通常使用客户端服务器的网络体系结构。具有与其帐户关联权限的用户可以更改存储在中央服务器上的条目。 通过更改“主副本”,在用户使用他们的计算机访问数据库时,他们将获得数据库条目的更新版本。 数据库的控制权仍在管理员身上。

关于数据库和区块链,总会有很多的困惑。区块链其实是一种数据库,因为他是数字账本,并且在区块的数据结构上存储信息。数据库中存储信息的结构被称为表格。但是,区块链是数据库,数据库可不是区块链。他们虽然都是存储信息的,但是设计却完全不同,所以不可以互换。而且,这两者存在的目标也不同,所以对于很多人来说,他们不是很清楚为什么区块链是需要的,以及为什么数据库更适合存储某些数据。首先,我们来看看数据库和区块链之间的区别。

这与区块链并不完全相同。对于区块链数据库,每个参与者维护,计算并更新数据库中的新条目。 所有节点一起工作,以确保它们都得出相同的结论,为网络提供内置安全性。这种差异使得区块链非常适合作为某些功能的记录系统,而集中式数据库完全适用于其他功能。

数据库

分散控制

传统数据库是用来存储信息的数据结构。这包含能够用来制作支持各类商业,金融和管理决定的报告,所需要的数据。政府也会使用数据库来存储大型数据,可以会有几百万个记录。数据库从文件分级系统开始,提供了最基本的信息获取和存储功能。然后,数据库使用相关的模型,通过将多个数据库进行相关,可以有更多复杂的方式来获得数据。存储在数据库中的信息可以使用管理系统来进行管理。简单的数据库被存储在数据行列中,被称为表格。表格中包含不同领域,用来定义不同记录的种类,存储数据被称为属性。每个领域包含列和航,代表存储的记录。

区块链允许不相互信任的各方在不需要中央管理员的情况下共享信息。交易由用户网络作为共识机制进行处理,以便每个人可以同时创建相同的记录共享系统。

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分散控制的价值在于消除了集中控制的风险。使用集中式数据库,任何有足够权限访问该系统的人都可以销毁或破坏其中的数据。这使用户依赖于管理员。大部分管理员已经赢得了他们的信任。例如,人们的钱不会被记录在私人数据库中的银行窃取。而且,为什么需要集中控制是有原因的。集中控制可以成为专业,这是它存在的理由。但是,这也意味着那些拥有控制权的人需要花费数十亿美元让这些集中控制的数据库免受黑客或其他任何希望从他人的损失中获利的其他人的损失。

数据库是被管理员可以修改,管理和控制的。数据库总是会有管理员,并且可以完全控制数据库。他们可以创建,删除,修改数据库中的任何记录。他们能优化数据库的性能和大小。越大的数据库就会有更慢的性能,所以管理员可以使用方法来优化。管理员也可以把这个身份转给别人。例如,管理员可以把身份转给另外的用户,让他们来进行数据库备份。但是,问题也会有,例如服务器跨了,唯一的方法就是从备份恢复。数据库也是递归的,也就是说你可以回去重复某个任务,或者说删除任务。如果信息已经备份,那么管理员就会删除之前的记录和其他过期信息。比如你在现在数据库写入了“John Smith”,现在需要更新住址。但是现在已经有“John Smith”的备份了,所以你可以通过现有数据库的新地址进行更新。

本身的历史

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大多数集中式数据库都会在特定时刻保持最新信息。它们或多或少是瞬间的快照。区块链数据库能够保留现在相关的信息,但也包含以前的所有信息。区块链技术可以创建具有自己历史的数据库。他们不断壮大自己的历史档案,同时提供实时肖像。这是损害或改变这些数据库所需的开支,导致人们称其为不可变的区块链数据库。这也是我们可以开始看到数据库发展成为一个记录系统的地方。

数据库可以通过服务器架构来实现。这是因为计算机需要连接服务器,它们管理数据库,从而可以获得信息和存储的数据。最初地时候,数据库客户端使用ODBC连接,这是由管理员设定的,然后连接到数据库。这个客户端软件然后就会运行,来完成加密连接,但是必须要有权限才能进入。这个权限能够被管理员设置,或者用户通过密码也可以进入。这就是为什么用户账号会被创造,可以让认证的用户进入,同时拒绝那些没有认证的。现在大多数系统,都会使用网页接口。但是对于私人信息,还是需要认证,但是公开数据库就可以很容易地通过网页进入。

性能

我们可以看出,数据库需要足够的控制,这会让它高度中心化。同时,这也是需要允许的,也就是说需要管理员来设定如何让用户进入。在生产环境下,DB管理员需要设定只读权限,他们也需要给用户设定更新和写入的权限。传统数据库的中心化会保证系统的安全和信任。很多数据库都会在私人网络下运行,同时背后是大公司的防火墙。其他也有数据库是基于云服务器。但是他们仍然是需要管理员来控制他们。

虽然区块链可以用于记录系统,并且作为交易平台,它是理想的,但与我们今天使用Visa和PayPal看到的数字交易技术相比,它们被认为是数据库中的缓慢数据库。

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对于区块链的描述,我们会想到比特币。但是也有很多在企业环境下运行的私有链。区块链在2009年诞生,比特币是基于它的第一个系统。在比特币系统中,区块链是不可更改的数字账本,并且也是逐渐增长的加密分布式数据库。区块链会在同等大小的区块中存储信息。每个区块都会包含前个区块的哈希信息,从而提供加密安全性。这个哈希的信息就是前个区块中的数据和签名,并且前个区块的哈希会回到区块链的首个区块,被称为“创世区块”。整个信息就会通过哈希通过,并且指向下个区块的地址。区块链数据结构,例如默克尔树,是很有效地数据验证方式。

虽然这种性能肯定会有所改进,但区块链技术的本质要求牺牲一些速度。区块链技术采用分布式网络的方式意味着它们不具有共享和混合的处理能力,它们各自独立服务于网络,然后将其工作结果与网络其余部分进行比较,直到出现某种共识为止。另一方面,集中的数据库已经存在了数十年,并且已经看到它们的表现随着公式定义的数字时代的增长而增长:摩尔定律。

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保密

为了让区块能够加入到区块链上,整个过程中包含了博弈论。网络中作为节点的计算机被称为“矿工”,必须要竞争来从nonce中找出正确的数值。矿工必须要用计算资源来解决这个数值,而且这也需要计算机硬件。区块链内置的协议,可以通过全网算力来得出解决难题的难易程度。这意味着如果有越多的矿工,解决问题的难度也就越高。这是因为如果有更多矿工,网络上就会有更多的计算资源,同时提高了哈希力,也就是h/s。一旦矿工验证了区块,他们会因为提供算力而获得奖励。这部分激励就是推动节点来挖矿的动力,因为他们会获得交易费用和代币。在比特币中,这也被称为工作量证明算法。

比特币是一个不受控制的数据库。这意味着任何人都可以在链中写入新的块,任何人都可以读取链中的块。像集中式数据库一样,经过许可的区块链可以进行写入控制和读取控制。这意味着可以设置网络或协议,只有经过许可的参与者才能写入数据库或读取数据库。

就像我们看到的,区块链使用去中心化的分布式网络。去中心化意味着网络所有的节点都会存储区块链的备份。节点存储全节点的备份,或者是挖矿,或者他们两者都可以做到。没有任何的管理员来验证区块转账。你需要能够解决加密问题的矿工,但是这是基于全网算力的比例。一旦区块被加入到链上,那么这些信息就是不可改变以及透明的。区块链转账是不可以逆转的,这也意味着一旦验证了区块,他们就不能重复使用。区块链是可以容错的,因为如果一个或者多个节点宕机,总是会有其他节点在运行区块链。去中心化的另个优势,就可以让那些不认识或者不信任的人获得透明性。区块链会通过记录转账来提高信任,并且提供加密安全算法来交易数据。

但是,如果机密性是唯一的目标,并且信任不是问题,则区块链数据库对集中式数据库没有任何优势。在区块链中隐藏信息需要大量的加密和网络中节点的相关计算负担。没有办法做到这一点,比仅仅将数据隐藏在甚至不需要网络连接的专用数据库中更有效。

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区块链是P2P的网络架构。它并不需要中心化的数据库,而是网络所有的节点都会互相连接起来。所以,没人可以控制所有的节点。区块链上无需管理员。如果节点中有人欺诈呢?这会影响整个网络吗?理论上的答案是如果他们获得大多数算力,那么就是可能的。理论上,如果有人可以控制51%的算力,就可以控制网络。这需要非常多的计算资源,所以产生攻击是非常昂贵的。使用计算资源挖矿是有利可图的。能够保证区块链安全的本质就是去中心化,如果有人想修改区块链上的任何信息,就需要其他人的帮助来验证。这就会从主链中分割出新的链,并且只有比主链长才会有效。类似比特币有几千个节点,所以如果需要进行欺诈,就需要改变网络中的所有节点。实际上,这是需要大量计算和电力的,也非常困难完成。这是一种监管的方式,为了保证没人可以欺骗任何人。这就是为何区块链是不可更改的。同时,由于转账信息任何人都能看到,因此这也是透明的。

这就是区块链和数据库,在底层架构上的区别。

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区块链和数据库,何时应该用哪个?

数据库由于很好的稳定性,对于企业网络来说,是比较适合的。他们对于用户来说,也更加友好,并且对于管理员和开发人员,也有很多支持性的管理系统。福布斯前500的企业都会使用数据库来运行高端系统,从而处理大量的数据。数据库可以扩容到几百万记录,而且可以每秒处理几千个转账。对于处理大量流量,例如零售,数据库是最好的解决方案。区块链不需要存储大量的处理来进行分析,数据库可以存储更多的数据,并且由于不需要节点,处理速度也更快。你也不需要对于每个数据进行加密。通常,数据库是不加密的,因为加密会让数据库增加很多冗余。传统数据库会通过授权来提高加密性。

非结构性数据是不需要区块链的另个地方,这些更适合数据库管理系统。数据不需要信任验证,就好像商店每天的数据都会记录在数据库中。如果使用区块链,来存储私密信息,就会成本很高。只有某些公司才能知道的信息,例如社交安全和病历都是存储在数据库中。能够通过公开验证系统使用的信息,都可以基于区块链。这些个人信息能够基于公钥加密算法,来在区块链上认证。

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