【摘要】 区块链和数据库的结合有两种思路： 1） 应用数据库的技术改进区块链的性能、可用性。例如，BigchainDB就是这一方向的典型应用，数据库学术界的研究大多基于这个方向。 2） 利用区块链的不可变特性开发不可变数据库。例如，AWS的QLDB。
一、区块链介绍
区块链中的数据以区块为单位产生和存储，按时间顺序连成链式数据结构。所有节点共同参与区块链系统的数据验证、存储和维护，新区块的创建需得到共识确认，通过广播实现全网同步，之后就不能更改或删除。中本聪2009年发明的比特币是区块链的第一个应用。
区块链没有理论创新，是多种已有技术的集成创新，主要解决多方信任与高效协同问题。从技术角度包括哈希运算、数字签名、P2P网络和共识算法四部分内容。区块链所记录的数据不变（immutable），区块链通过密码学和时间戳保障区块链数据不被恶意篡改。
根据参与区块链的个体是否受限，区块链又分为公有链、联盟链和私有链。例如比特币就是典型的公有链，任何人都可以加入。因为没有准入限制，比特币设计了算力非常昂贵的挖矿算法，消耗了大量资源，效率也比较慢。因此，对于企业应用来说，首选联盟链和私有链。
共识协议是区块链重要概念。比特币采用PoW的形式，即算力挖矿，利用哈希算法不停运算直到找到小于某个值的数值即可。还可以选择拜占庭容错式协议，如bigchainDB的共识采用的就是tendermint共识。此外，常见的共识方法还包括Proof of Stake，Delegated Proof of stake、Raft等。
除比特币外，区块链的典型应用包括Hyperledger Fabric，Ethereum，R3 Corda、Quorum、Fisco。主流的国际区块链联盟组织包括Libra（Facebook、mastercard、visa、paypal参与，支付领域）、B3i（安联、苏黎世保险、太平洋保险等，保险领域）、fnality（瑞银、巴克莱，证券、跨境支付领域），MOBI（宝马、福特等，汽车领域），mediledger（基因泰克、辉瑞、医药领域），Tradelents（航运领域），tradeix marcopolo（供应链领域）。可以预见，未来在这些领域，区块链都将带来改变和变革。
二、区块链主流应用
区块链的应用最早来自金融行业，后面慢慢扩展到很多传统行业，如供应链、物联网等。2019年11月，华为的政府区块链目录在北京上线，链接了50多个北京市机构，提供了更有效的数据查询、数据共享和权限管理。蚂蚁区块链提供电子票据应用，招商银行使用区块链实现跨境支付等。
如何判断你的业务是否适合区块链？可参考如下图。
三、区块链政策解读
1. 1025讲话：2019 年 10 月 25 日，***的讲话称，我们要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，明确主攻方向，加大投入力度。
2. 密码法发布：10月26日下午，十三届全国人大常委会第十四次会议表决通过密码法，并表示该法将自2020年1月1日起施行
四、区块链与数据库的对比
NUS的Ooi教授认为，区块链和数据库的主要区别在于，区块链的设计首要目的是安全，数据库的首要目的是效率，因此，有如下详细对比分析：
|
对比点 |
设计选择 |
原因 |
|
|
共识协议 |
区块链 |
拜占庭故障容忍 |
互不信任的运行环境 |
|
数据库 |
宕机故障容忍 |
高可用的运行要求 |
|
|
共识层位置 |
区块链 |
顶层 |
去中心化，防单点 |
|
数据库 |
存储层之上 |
数据完备性 |
|
|
事务层 |
区块链 |
顺序执行 |
易于理解、易用 |
|
数据库 |
并发执行 |
高吞吐 |
|
|
存储 |
区块链 |
历史（账本）+状态 |
溯源，解决争议 |
|
数据库 |
状态 |
节约存储 |
|
|
索引 |
区块链 |
Merkle Tree等 |
篡改可见性 |
|
数据库 |
B树 |
硬件友好 |
|
|
Sharding |
区块链 |
基于节点的分片 |
防止恶意分区 |
|
数据库 |
基于服务的分片 |
负载均衡 |
五、区块链与数据库如何结合
我认为，区块链不可能替代数据库，区块链和数据库的结合有两种思路：
1） 应用数据库的技术改进区块链的性能、可用性。例如，BigchainDB就是这一方向的典型应用，数据库学术界的研究大多基于这个方向。
2） 利用区块链的不可变特性开发不可变数据库。例如，AWS的QLDB。
六、Bengchin Ooi在区块链方面研究成果简介
1. Blockbench：发表在2017年SIGMOD，业界首个评估私链性能的标准化测试套件，由新加坡国立大学和浙江大学联合开源发布。
2. ForkBase，发表在2018年VLDB，是业界首个针对区块链设计的原生存储系统
3. Improving performance bottleneck with trusted h/w and sharding (SIGMOD 2019)
作者：秋Grace