区块链和数据库技术有很多相似之处和不同之处，它们经常被拿来比较。

虽然区块链和数据库技术都专注于存储和管理数据，但它们在架构和方法上有所不同。传统数据库集中控制，管理员管理访问和修改，而区块链系统则在参与者网络中分配控制。数据库还优先考虑灵活性和性能优化，使其非常适合复杂的查询和快速的数据操作。相比之下，区块链通过加密验证强调不可变性和信任的概念，创建防篡改记录，在一定程度牺牲速度来提高安全性和透明度。

尽管这两种技术可以达到类似的目的并结合使用，但它们的工作方式不同。下面让我们探讨区块链和传统数据库技术的工作原理，这可让企业了解每种技术如何在应用程序部署或服务中最好地发挥价值。

什么是区块链？

区块链是一个去中心化的分布式数据库或分类账，可以在网络中的计算机之间复制和同步。由于每台计算机都持有分类账的当前副本，因此数据不会受到单点故障的影响。副本由每位参与者同步更新和验证。

区块链是一种分布式分类账技术。它旨在允许在不可变的分类账中安全记录数据，这意味着理论上数据是无法被篡改。数据经过加密哈希（即转换为不容易解码的字符字符串），并存储在链接在一起的块中，这就是区块链的名称。

区块链不仅仅用于存储数据。它还支持比特币和以太坊等加密货币。区块链技术也是Web 3.0（又名Web3）平台的基础，这些平台通常依赖加密货币，并被吹捧为下一代网络的组成部分。区块链实现了去中心化的点对点网络方法，这对Web 3.0技术的运行至关重要——包括去中心化金融、不可替代代币（NFT）和分布式应用程序。

关键的区块链功能

区块链功能包括以下：

• 去中心化。区块链没有单点控制。相反，网络参与者集体维护系统。
• 不变性。在记录和确认数据后，没有人可以更改或删除数据，从而实现不可变的分类账。
• 透明度。所有区块链网络参与者都可以查看交易，并验证区块链的状态。
• 加密安全。区块链数据由加密算法保护。
• 共识机制。区块链交易使用共识算法进行验证。常见的方法是权益证明和工作量证明。

什么是数据库？

数据库是用于存储和检索数据的软件。

数据库有很多类型，包括关系数据库，它使用行和列来组织数据。关系数据库通常依赖SQL来允许用户查询和访问数据。目前部署最广泛的关系数据库包括Oracle Database、Microsoft SQL Server和开源PostgreSQL。

另一种常见的数据库类型是NoSQL数据库，它不是单一技术，而是可以指非关系文档数据库和图形数据库。通常部署的NoSQL数据库包括Couchbase、MongoDB和Neo4j。

数据库可以作为金融交易、产品目录、医疗保健系统和供应链管理（SCM）的记录系统，包括很多商业用途。数据库通常也是应用程序堆栈的一部分，对于数据分析、ERP、移动应用程序和内容管理系统等应用程序的。

关键数据库功能

数据库功能包括以下：

• 集中管理。只有数据库管理员和那些被授予访问权限的人才能获得管理控制权。
• ACID合规性。很多类型的数据库符合原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）合规性。
• 灵活的架构设计。很多数据库允许用户随着需求的变化修改数据结构和关系。
• 高级查询。数据库支持高级查询语言，包括SQL。
• 性能优化。索引、缓存和查询优化可以实现快速的数据访问。

比较区块链和数据库技术

这两种技术有很多相同的功能，可用于某些相同的用例。区块链和数据库的相似之处如下：

• 数据存储。两者都允许用户存储信息。
• 数据查询。在这两种技术中，查询数据的功能相同。
• 并发性。多个用户同时执行查询是核心功能。
• 数据完整性和一致性。这两种技术的标志是专注于保持数据的完整性和一致性。
• 支持应用程序。所有类型的应用程序都使用区块链和数据库作为基础。
• 支持交易。区块链和数据库技术通常都用于实现交易，例如产品购买。

尽管如此，典型的区块链部署和传统数据库之间存在重要差异，包括以下内容：

• 控制。大多数数据库是从中央位置控制和管理，而在区块链中，这些功能是去中心化和分布式。
• 加密。雖然传统数据库可以使用加密来提高安全性，但它不是数据库的必要组成部分，也不是默认包含。相比之下，根据定义，区块链包括加密哈希。默认情况下包含加密，这是区块链分类账不可变的原因。
• 一致性。现代关系数据库使用四个基本属性（ACID），这有助于确保交易正确执行。使用区块链，一致性来自于跨链上节点同步数据的共识算法。

使用区块链的优势

区块链有可能为应用程序开发人员和用户提供重大优势，例如：

• Web 3.0集成。区块链使开发人员能够构建去中心化的应用程序，这些应用程序有望成为Web 3.0的决定性方面。
• 不可变的数据。区块链中的每笔交易都进行加密哈希，以防止被篡改。
• 隐私。区块链有助于提高隐私，无需用户使用公钥和私钥的组合进行身份验证。
• 容错。大多数区块链的分布式结构将单点故障的风险降到最低。

传统数据库的有点

传统已经存在几十年，它们也具有很多优点，包括以下几点：

• 熟悉度。开发人员和用户可能更熟悉部署和使用传统数据库，这是一项经过时间验证且可靠的技术。
• 兼容性。传统数据库与几十年来开发的大量企业和消费者应用程序兼容。
• 技能人才。传统的数据库技术长期以来一直用于关键业务流程，训练有素的数据库管理员人才库很大。
• SQL查询。SQL为开发人员、数据分析师和数据库管理员提供广泛的功能集，以访问、查询和操作数据。

隐私和安全问题

区块链和传统数据库都带来潜在的隐私和安全问题。

区块链

区块链通过加密哈希和去中心化架构提供强大的安全性，这使得有人很难篡改数据。

然而，交易的透明度意味着所有网络参与者都可以查看交易细节，并且，区块链的不可变性让人很难删除无意中暴露的数据。

数据库

传统数据库依赖于访问控制、身份验证和基于角色的权限来确保安全性。它们提供精细的隐私控制，并通过数据删除功能实现GDPR等法规的合规性。

然而，虽然集中化可以实现快速的安全更新，但这也会导致单点故障。此外，由于数据库缺乏区块链的透明度，数据可能会被篡改或删除，而这些行为并不容易显现。

可扩展性和性能

在可扩展性和性能方面，区块链和传统数据库之间存在一些关键差异。

区块链

由于共识机制和分布式架构，区块链带来重大的可扩展性挑战。此外，与数据库相比，区块链的交易吞吐量是有限的，由于网络共识造成瓶颈。性能优化需要在去中心化、安全性和速度之间进行权衡。

数据库

相比之下，传统数据库是为可扩展性和性能而设计，它们通过索引和缓存等优化技术每秒处理数千到数百万笔交易。它们提供多种类型的缩放选项，包括高级监控和自动调整功能。

行业特定用例

区块链和数据库可以应用于很多相同的行业，尽管这两种技术都存在一些特定行业的用例。

区块链

• SCM。企业可以跟踪食品从农场到商店，提供产品来源和处理的透明度。
• 金融服务。跨境支付受益于区块链消除中介和维护不可变分类账的能力。
• 加密货币。区块链是构建和启用所有加密货币的基础。
• 医疗保健。安全共享患者记录和药品供应链验证有助于打击假冒药品并维护患者隐私。
• 房地产。区块链可以实现防篡改的财产记录和所有权转让。
• 游戏和数字资产。NFT和基于区块链的资产所有权允许玩家在不同的游戏和平台上拥有和传输数字物品。

数据库

• 医疗保健。数据库用例包括电子健康记录、患者排程和医学研究数据管理。
• 金融机构。数据库可以实现实时交易处理。
• 零售组织。数据库还支持库存管理、客户关系管理和电子商务平台。
• 政府机构。数据库用例包括公民服务、税收和公共安全系统。
• 电信。数据库用例包括计费系统、网络管理和客户服务平台。

哪种技术适合你？

在区块链和传统数据库之间做出选择时，应该考虑几个关键因素。

思考信任模型。首先，考虑用例的信任模型。如果某个用例需要消除中介并创建无信任交易，区块链可能是合适的选择。然而，如果企业可以通过既定的流程和权限来管理信任，那么传统的数据库可能会更有效率。

评估你的绩效要求。传统数据库在交易速度和数据处理能力方面通常优于区块链。如果用例需要高频交易、复杂查询或实时分析，数据库通常是最好的选择。

考虑合规性。传统数据库更容易遵守GDPR等数据隐私法规。区块链的不可变性可能与要求数据删除能力的隐私法相冲突。

评估技术专业知识和资源。传统数据库受益于有经验丰富的管理员和建立的最佳实践。与此同时，区块链需要专业知识，并且仍然是一种新兴技术，同时，标准在不断演变，这可能会使企业获取正确的技术专业知识和资源变得更加困难。

检查数据特征。传统数据库非常适合包含复杂关系的动态数据，这些数据需要频繁更新以及复杂的查询功能。与此同时，区块链与仅附加数据配合得很好，这些数据受益于不可变记录，例如审计跟踪、证书和交易历史记录。

混合方法

现在的新兴趋势是开发某种混合产品。在传统数据库内，集成一种形式的区块链，通常作为表类型。

数据库产品开发的一种越来越流行的方法是拥有多模型数据库。在多模型方法中，关系、文档、图形数据库和其他模型（包括区块链）都可以在单个数据库中使用。

例如，通过2021年1月发布的甲骨文数据库21c更新，传统数据库供应商甲骨文开始将区块链集成到其多模型方法中。通过采用这种甲骨文方法，可以使用区块链表——以表格式存储的不可变、加密保证的数据集。虽然与区块链不同，这不是完全去中心化的方法，但它仍然是区块链。

甲骨文并不是唯一接受区块链概念的传统数据库供应商。2021年5月，微软在其Azure SQL数据库中引入具有区块链类型函数的分布式分类账。