从数据库的角度对待区块链的存储机制会复杂直不雅许多。在一个规范的干系型数据库中，存储普通分为今日记存储、用户数据存储、以及索引存储三年夜类(有些数据库能够还包括年夜工具存储等)。而区块链项目中根本一切的“账本”存储其实质就是买卖今日记存储。用户数据存储则依据项目差别而有选择性地接纳。譬如提到关于UTXO构造的区块链项目来提到，其每个账号对应的余额直接保管在内存哈希表中(或相似LevelDB等嵌入式KV数据库中)，因而不需求一个自力的外接用户数据存储模块。而相似Hyperledger等通用区块链框架则普通包括相似State Store等存储终极后果数据的模块。索引存储则在以后年夜局部区块链项目中均不存在。

1.账本格局

区块链的链式构造笔者在这里不再赘述，其每个块包括上一个块的哈希值，而内容则运用默克尔树停止校验以完成疾速验证，每笔记录则运用数字署名的方法包管其肯定来自拥有私钥的用户。

(图1：区块链数据构造)

比照传统数据库的今日记构造，区块链构造并不庞大。普通来提到，一切传统数据库今日记构造都比拟类似，每个今日记文件包括今日记头与多个今日记数据页，此中今日记头代表其肇端买卖号(Oracle中叫做SCN，DB2中叫做LSN)，也就是该今日记文件中第一条今日记记载在全部今日记空间中的肇端字节数，以及今日记文件巨细，今日记页巨细等元数据信息。紧接着真实的今日记记载则以二进制码流的方法顺次寄存在文件中，每一条今日记记载头包括该笔记录的买卖号、事件号、统一事件中上一笔记录的买卖号(反向指针)，以及变卦前与变卦后的数据(满意回滚请求)。

因而，从构造下去看，区块链账本与数据库今日记实质上没有任何差别，仅仅在数据构造上为了满意一些特定请求做了局部优化。

2. 存储内容

通用型数据库与以后年夜局部区块链账本项目(比方比特币、以太坊等，而Hyperledger这类区块链平台则不包括在内)从今日记的角度看，最年夜的差别在于区块链账本项目关于今日记格局停止了高度定制化与营业绑定。

普通来提到，传统的数据库今日记包括的是数据页的变卦信息，我们叫做“写前镜像”和“写后镜像”，代表新的数据写入前这笔记录长什么样子，同时新数据写入后这个记载长什么样子。经过这种方法，可以很随便地在磁盘中的某个数据页的指定偏移长进行数据前滚与回滚外汇操纵手。

譬如提到一条数据库今日记并不会记载一个INSERT外汇操纵手的详「区块链怎么赚钱1717」细下令，而是以“X数据页的第Y个槽位，其所对应的偏移地点数据由ABC变革为DEF，总长度Z”的方法表现出来。因而，数据库的今日记简直可以记载任何信息，这也是为什么通用数据库可以被用来完成任何营业逻辑的缘由。

而年夜局部的账本项目则高度定制化其今日记构造，比方以太坊的每一条买卖信息都市包括输出金额、输入金额、燃料等信息，然后每一个节点在停止验证时必需判别其契合某种规矩，不然不予经过。这种机制可以看做是一个完整高度定制化的数据库营业，每一条今日记记载不只仅记载数据内容的变卦，而是与营业逻辑严密耦合，记载每个账户的余额变革。

因而，从可扩大性来看，虽然以太坊等项目支撑“智能合约”，然则其中心实质照旧一个高度定制化的账本零碎，其营业逻辑与买卖结算停止了十分严密的绑定。

3. 计划思绪

从计划哲学上看，以后的区块链与数据库在对通用营业的支撑上接纳了两种差别的战略。关于传统数据库来提到，其承袭的计划理念是“营业与数据别离”的思绪，也就是提到数据库仅担任数据的寄存，经过供给一种灵敏的查询言语可以让使用顺序直接拜访数据库停止增编削查，然则根本一切的营业逻辑由使用顺序自行界说。

然则，关于区块链来提到则是存储与营业逻辑紧耦合的思绪。在区块链，尤其是公链的计划哲学中，由于每个存储节点和使用都是弗成信的，因而年夜局部营业逻辑需求在协定层停止高度定制。一个区块链节点即需求对协定层停止剖析和封装，同时也需求担任对数据当地化落盘和存储。

因此，虽然站在高层面可以将区块链看做是多活数据库，然则假如从详细完成层面来看，每个区块链节点又不克不及复杂地看做是一个传统数据库的多活替换品，而是一套包括协定剖析封装和一局部营业逻辑的使用软件。

4. 用户数据存储

假如将来区块链的目的是作为通用平台，用以存储多品种型的数据，则其今日记格局与存「区块链真的能赚到钱吗」储必需回归数据库的通用性根源。以后的账本形式可以作为该系统中的一个特殊模块存在用以停止账户间结算，然则无法将其扩大为通用营业平台。

既然要成为通用数据存储平台，那么UTXO模子存在肯定范围性。在一个典范的银行营业中，批发营业能够会包括万万乃至亿级其余账户，差别账户能够运用差别的利钱盘算规矩，也能够存在解冻等特别形态。而买卖流水信息每天能够到达万万笔，假如将其营业扩大到非金融行业，流水信息每天几亿也是能够的。因而，从一个通用账户+流水的营业模子中，普通企业会树立一个账户表与一个流水表，以差别的战略停止治理。

账户表俗表现余额类数据，在典范的数据管理系统中需求做到活期快照备份(比方月初数和月末数);而流水表则成为流水类数据，普通来提到以原始买卖格局直接存储和备份。经过对余额类数据快照备份的规复，对指定账号重做某个工夫范畴内的全体买卖流水，可以失掉该账号恣意工夫点的余额信息。

而UTXO的实质在于今日记寄存的信息不是记载的终极后果，而是变革举动。在传统数据库中，每条事件记载的是数据的写前与写后内容。比方将一笔记录从5变动为8，其数据库今日记记载原始数据为5且新数据为8，而不是记载“+3”的外汇操纵手。然则UTXO记载的是变卦信息，其次要的目标是处理双花成绩(比方关于一个有100块钱的账号，一团体在中国转走10块钱，另一团体在美国同时转走10块钱，假如记载的是终极后果，那么中国的效劳器会以为这团体有90块，美国的效劳器在没有全局锁的状况下也会以为这团体有90块，终极写到区块中就酿成90块余额，而「区块链是什么行业股票」非80)。

UTXO的机制可以无效地在无锁的状况下防止双花成绩，然则其优势则在于不存储余额表，一切的信息均经过重做流水数据，从零开端天生。关于一个存在了十年以上，包括几百亿笔买卖的零碎来提到，如许的做法就比如每次重启都要从都重做几百笔买卖并存入内存中(或KV数据库里)，是一种十分原始且不经济的方法。

另一方面，区块链今日记的构造看来，因为多活零碎中全局锁很难完成，因而需求经过买卖今日记构造的调解来满意传统数据库中事件的功用。传统数据库中当触及到两账户之间转账外汇操纵手时需求开启一个事件。在事件今日记中一个账户添加一个账户增加的营业逻辑，需求表现为包括三笔记录的链表(最初的提交外汇操纵手也是一个记载)。在数据库解体或发作非常后，只需经过重做一切的义务，并最初对全体没有提交记载的事件停止反向外汇操纵手，即可失掉原子性(Atomic)与耐久性(Durability)。

而在区块链系统中因为不存在事件的观点，同时外汇操纵手今日记与结算营业停止了严密耦合，因而每条买卖记载都市包括一个输出账号以及多少个输入账号，也就是提到只需一条事件记载被乐成发送给一个节点，则可以包管在该记载外部的全体输出输入账户一致停止了变卦。可以提到，区块链经过定制化买卖今日记简化了事件外汇操纵手的庞大性，然则带来的影响便在于营业与代码的严密耦合弗成联系。

然则无论怎样，起首UTXO并不是通用数据构造，而是为买卖营业高度定制化的数据构造，假如想要运转图灵齐备的智能合约(或许提到存储进程)，运用UTXO会有许多范围性。第二，对临时运转的年夜型零碎(比拟起年夜中型银行中心买卖零碎所发生的买卖流水，比特币从降生到如今的买卖量少得可以疏忽不计)，UTXO每次初始化需求全体的汗青买卖今日记。这种形式完整弗成能实用于年夜型买卖零碎。

因而，可以存在两种做法处理该成绩。第一种方法运用传统账户表与流水表的机制，将UTXO以流水的方法表现出来，同时活期保管账户快照，以防止每次重构数据库都需求重做全体买卖(这种机制需求思索到账户与流水表在多活零碎中，没有全局锁的状况下怎样完成分歧性的成绩)。而关于非结算类买卖，通用型区块链项目则能够接纳今日记联合用户数据存储的形式，才干够普适性地满意通用营业需求(这种机制需求依托比nonce更好的排序机制防止双花)。

5. 索引存储「美元兑人民币」

以后根本没有任何区块链项目支撑用户数据的自界说索引。这种机制在将来的通用型区块链项目肯定会被补偿。从实质上看以后的区块链项目构造没有任何来由无法在其上构建通用索引才能(包罗B树索引、位图索引、全文检索等)。

小结

区块链的存储系统如今还处于数据库上世纪80年月的阶段，其以后最年夜的成绩在于今日记构造与营业逻辑的严密耦合(读者可以了解为使用顺序为每种营业逻辑都要重新完成一遍Oracle)。而如许做的实质缘由在于多活数据库中事件的原子性与锁极难保证，因而当触及到多个账户的转账原子外汇操纵手时，以后年夜局部账本类区块链项目均不得不定制今日记构造，将每一笔买卖的全体信息放在一笔记录中。从数据库的角度看，在区块链项目中完成跨记载的原子外汇操纵手(包罗全局锁)极为庞大，而这也恰是区块链技能向通用型数据存储退化的要害地点。

笔者以为，跟着区块链使用更加普遍，人们在不久的未来肯定会将各种区块链使用泛化出一系列典范的场景和需求。基于这些场景和需求，肯定会呈现一批良好高效的多活数据存储。不管这些机制的背景究竟能否基于“区块”的架构完成，其这正需求打破的是现无数据库系统中无法做到active-active的范围(也就是去中央化)。

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