如何使用区块链构建数据库解决方案

如何使用区块链构建数据库解决方案

暴走时评:首先是华尔街,接着是数据库领域。虽然大多数人仍然试图弄清什么是区块链及其与比特币的区别,但很多人已经开始在各领域广泛地使用区块链了。是炒作,还是区块链在数据库领域实际上真的有所作用?BigchainDB的创始人来为您进行解答。

翻译:Clover

如何使用区块链构建数据库解决方案

首先是华尔街,接着是数据库领域。虽然大多数人仍然试图弄清什么是区块链及其与比特币的区别,但很多人已经开始在各领域广泛地使用区块链了。是炒作,还是有了锤子就会把看到的每个问题都视为钉子,亦或是区块链在数据库领域实际上真的有所作用?

BigchainDB的创始人则认为总有一种原因、一种方式,能够使区块链和数据库长此以往的和谐相处。


什么

区块链这一概念由比特币引入,尽管这一概念所讨论的问题已经证实其拥有一组新的优势:去中心化控制,即任何人都无法拥有或控制网络;不可变性,即写入的数据将“永久”抗干扰;以及在网络上创建和传输资产,而不依赖于中央实体的能力。

最初围绕比特币的兴奋源于其作为价值的象征,例如作为政府发行货币的替代品。现在,比特币和底层区块链技术之间的分离得到了更好的理解,技术本身及其应用的范围正在扩大。

随着范围的扩大,单个庞大而单调的区块链技术被重新构建为堆栈的四个级别的众多基础区块:

1. 应用

2. 去中心化(区块链)计算平台

3. 去中心化处理(智能合约)和去中心化存储(文件系统、数据库)与通信

4. 密码学原语、一致性协议及其他算法。

区块链的操作需要使用数据,并且该数据也作为区块链的一部分进行存储。例如,当将资产从一个节点传送到另一个节点时,传送的数量以及发送者、接收者和传送时间就得以存储。因此,将区块链作为数据库,借助区块链所带来的优势,这一选择是十分吸引人的。


为什么

问题在于,将区块链用作数据库的结果是极糟糕的,根据传统的数据库标准衡量:其工作量仅仅是每秒(tps)几笔交易,单个确认写入之前的延迟时间是10分钟,容量为几十GB。此外,添加节点导致了更多的问题:随着节点加倍,网络流量增加了四倍,工作量、延迟时间或容量无法得到改善。此外,区块链本质上没有查询功能。

这怎么可能工作?BigTainDB的Trent McConaghy及其联合创始人已经解决了这个问题,完全改变了其工作模式:他们采取了启用单独的数据库并为该数据库添加区块链功能的模式,而不是使用区块链作为数据库。最初,他们开始使用RethinkDB,原因是RethinkDB利用了干净和高效的节点更新协议。

在内部,BigchainDB使用由BigchainDB一致性算法(BCA)连接的两个分布式数据库S(交易集或\ backlog)和C(区块链)。BCA在每个签名节点上运行,并由签名节点形成联合。非签名客户端可以连接到BigchainDB,并且可以根据许可权限读取、发布资产,传输资产等。

每个分布式数据库S和C均为现成的大数据数据库。BigchainDB不干扰它们的内部工作,所以BigchainDB可以利用这两个数据库的可扩展性属性,以及如版本控制等功能,战斗测试代码等优势。每个数据库运行其自己内部的一致性算法来保持一致性。

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如何

在这一点上,BigchainDB已经转向使用MongoDB,并且事实上正与其开展合作。但是为什么选择MongoDB呢?也可以是任何其他开源的分布式数据库。“我们确实考虑了很多数据库,但由于我们现在正使用JSON,而且我们起初就想要一个文档数据库,因此,MongoDB则是一种显而易见的选择。

但是,又出现一个问题,BigchainDB难道就不怕将臭名昭著的区块链与近期成为目标的MongoDB结合会在安全方面触发更多的危险信号吗?McConaghy公开承认,底层数据库在这一点上可能存在安全漏洞,但是这对于MongoDB来说并非至关重要,亦无需愧疚。

McConaghy表示:“MongoDB已清楚了解如何通过删除硬性安全问题来提供便捷访问,所以如果人们在互联网上进行安装缺少安全保证,也不是他们的错。至于我们,在这一点上,我们没有更好或更糟糕的集中式解决方案,但我们一定会添加改进的安全功能,然后才会投入生产。”

BigchainDB通过在底层数据库之上提供应用程序编程接口(API)来进行工作,其目的是充当一个基底不可知层,以增加去中心化、不可变性和资产转移性的关键区块链特征。但这也会导致一些有趣的问题。

例如,如果由于某种原因用户想使用不同的数据库作为基底要怎么办?BigchainDB提供了一个服务提供者接口(Service Provider Interface),可用于插入其他数据库。该接口用来在MongoDB之上进行整合及操作,并且据McConaghy所说,该接口也可以用用来对任何其他数据库进行同样的操作,无论是关联型或密钥存储或任何其他类型的数据库。

当然,这说起来容易,做起来难,同时带来了另一个问题:查询。尽管BigchainDB的查询支持在这一点上还无法完整运行,但其目标是在BigchainDB可能使用的任何基础数据库节点上提供一个统一的查询接口。但这仍是一个难以解决的问题,因为并非所有数据库都具有相同的查询语言或功能。

然而,当前在数据库领域存在功能融合的趋势,特别是对数据库领域重新出现的兴趣以及转向SQL作为查询的标准均有可能提出一种解决方案。即使如今像MongoDB这样所谓的NoSQL数据库提供SQL功能,所以SQL接口对BigchainDB来说也是最有前途的方式。

在这一点上,BigchainDB查询大部分是通过直接使用MongoDB的API来完成的,但这是一种将BigchainDB与MongoDB紧密耦合的黑客技术,因此它被看作是一个临时解决方案,最终还是要通过BigchainDB自己的API进行查询。


到目前为止,应该明显可以看出,不论以何种标准衡量,BigchainDB都不是典型的数据库。它也不是典型的由创始人运营的初创公司。McConaghy在AI的热度冷却下来,已经在AI领域具有丰富的刷经验,并具有黑客精神:“研究AI在90年代是人们可能从事的最不常见的工作,所以我研究AI当然也不是为了炒作。

如果McConaghy当初选择进Facebook,那么他如今也是Facebooks领域的一份子了,但他实际上却拒绝了这一提议。要扩大BigchainDB,这才是驱使他做出这样决定的原因。推动BigchainDB发展的不是功成身退或者成功进行IPO,而是要重塑互联网世界以及整个现实世界。

McConaghy认为,权力中央化导致权力集中,例如社交媒体所有权和数据控制,或一般艺术及内容的创作者和消费者在互联网上所面临的难题。

Ascribe是McConaghy以前的创业内容,主要关于:帮助数字艺术家将其作品的所有权转让给客户。尽管这是否真的适用于诸如音乐或视频一类的日常艺术形式尚不清楚,但Ascribe旨在为具有独特创意的数字艺术家以及想要拥有艺术作品的收藏家提供解决方案,并使用去中心化来实现这一点。在某一程度上来讲,Ascribe的发展促生了BigchainDB。

如何使用区块链构建数据库解决方案

有人可能会说这是一个过于复杂的解决方案,但McConaghy并不是一个会避开复杂问题的人。当被问及他对Numerai的看法以及对它的批评时,他坚持表示:“我不认为它过于复杂,相反,我认为它是非常成功的,也许是区块链和AI的最佳结合,我认为他们在调整激励创始人、员工和用户方面做得很好。想想Facebook,如果它在它所创造的价值中分出一些利益给予它的用户,又会怎么样呢? 这就是Numerai正在做的,在这个过程中,会带来权力结构的转变,同时激励合作。所以它正将零和博弈变成正和博弈。


何处

那么在这条长而曲折的道路上,BigchainDB此刻位于何处?总部位于德国柏林的BigchainDB近期又募集了300万欧元的资金,共募集了500万欧元。并与一些早期使用的客户保持密切合作,包括RWE和互联网档案馆(Internet Archive)。

与其他机构如Open Media或人力数据共享基金会(Human Data Commons Foundation)一样,互联网档案馆也是IPDB(Inter-Planetary DB)的管理者:BigchainDB的公共实例,用来以安全及去中心化的方式共同存储并管理内容。IPDB的目标愿景同样伟大:即成为互联网的数据库。

例如,对于互联网档案来说,这意味着要从传统的存储技术转向BigchainDB所代表的去中心化和协作存储模式。由于互联网档案馆正在研究各种选择,例如将其数据转移到加拿大以避免数据主权问题。在去中心化存储上添加不可变性,这一实践的潜力是极具吸引力的。

另一方面,对于RWE来说,利益略有不同。传统意义上,大型电力公司将能源生产者与能源消费者联系起来。由于如今任何人都可以便捷地联系到任何人,放宽管制就会让事情的发展有所电话。RWE通过探索若干区块链项目,如能量交换、电动汽车充电和计费,而走在这一领域前沿。

BigchainDB最近发布了0.9版本,其2017年的蓝图规划是在夏天发布稳定版本1.0,并在年底之前提供完全可操作且可随时投产的开放源代码和企业版本。

这一目标是否可行,或者其宏伟愿景是否可能实现仍有待观察。但是,BigchainDB无疑并不缺乏野心或技能。

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joecole 14月前
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