區塊鏈數據庫說明分析
區塊鏈（Blockchain），或者說分布式賬本（DLT， Distributed Ledger Technology）最早是起源于比特幣的一個重要概念，其本質上是一個去中心化的數據庫。區塊鏈系統能夠大幅度降低成本，減少風險和管理成本，提升流動性，增加創新產品和服務的機會。可以說，和大數據、云計算、人工智能一樣，區塊鏈是未來十年中舉足輕重的技術。
從筆者的角度來看，區塊鏈在未來最大的價值并不是在虛擬貨幣這個領域，而是用以取代原先需要中間人和第三方驗證的系統中，以對于數字系統的信任來取代對于人的信任的領域。
《程序員》已經多次講述過區塊鏈領域的概念，在此不復贅言。
區塊鏈系統和CAP、ACID和BASE
為什么我們說區塊鏈系統其實是一個分布式數據庫系統？
ACID
傳統的數據庫都滿足ACID原則。我們首先來看一個“事務”（transaction）的概念。事務是一個操作序列，是一個不可分割的基本工作單位。在一個傳統的數據庫管理系統（DBMS）中，事務應該具有四個特性：
原子性（Atomicity）
一致性（Consistency）
隔離性（Isolation）
持久性（Durability）
取這四個英文單詞的首字母縮寫，我們得到的是ACID。
原子性指事務是一個不可分割的最基本工作單位，事務中的操作要么都執行，要么都不執行；一致性是指數據庫的完整性約束不會被任何事務的發生破壞，也就是說數據庫的事務不能破壞數據的完整性；隔離性是說多個事務并發訪問時，事務之間是被隔離開的，一個事務不應該影響其他事務的運行效果；持久性則意味著在事務完成以后，該事務所對數據庫做的更改便被永久保存在數據庫之中，即使系統本身發生了事故也不會更改。
從ACID的四個特性來看，我們發現其實比特幣區塊鏈系統幾乎具有這些特點：
一個區塊要么被全部記錄進入區塊鏈，要么不被認可，不可能有中間狀態；
一個區塊在加入區塊鏈之后，原本區塊鏈的系統依然保持完整性；
每次只有一個區塊可以被加入到區塊鏈中，所以隔離性是當然的；
而在區塊被寫入鏈條之后，新的區塊鏈會被復制到所有的區塊鏈節點上，被永久保存。
在區塊鏈系統上有一個特殊情況，如果兩個不同的節點差不多同時申請挖幣的獎勵，那么它們中會有一個節點計算出的區塊在最終會被拋棄，因而ACID特性中的D（持久性）其實是不滿足的。
BASE
因為區塊鏈節點處于地球各處，而這些節點又是由不同用戶維護的，所以其實我們并不能保證每次訪問區塊鏈的系統時都能獲取到數據，而這恰恰又對應了互聯網時代分布式數據系統的一個特性，可以稱之為為BASE。BASE是一個很怪異的詞語的縮寫：Basically Available，Soft-state，Eventual Consistency（基本上是可訪問的、軟狀態、最終一致性）。
在BASE理念中，基本可用是指系統在出現不可預知的故障時，允許損失部分可用性；軟狀態是指允許系統中的數據存在中間狀態，不過該中間狀態的存在并不會影響系統的整體可用性；最終一致性指的是所有的數據副本，在經過一段時間的同步之后，最終都能夠達到一致。
和ACID概念的強一致性相比，BASE理念面向的是可擴展的分布式系統，BASE通過犧牲強一致性來獲得可用性，并允許數據在一段時間內是不一致的。不過兩者的共同點是最終會達到一致狀態。我們可以認為區塊鏈系統符合分布式數據系統的BASE理念。
CAP
我們再來看區塊鏈系統和分布式數據系統上的CAP理論之間的關系。在分布式數據系統中，有三種重要的屬性，分別是：
一致性（Consistency）：數據一致性，任何一個讀操作總是能讀取到之前完成的寫操作結果，也就是在分布式環境中，多點的數據是一致的。
可用性（Availability）：好的響應性能，每一個操作總是能夠在確定的時間內返回，也就是系統隨時都是可用的。
分區容忍性（Tolerance of network Partition）：可靠性，在出現網絡分區（比如斷網）的情況下，分離的系統也能正常運行。
CAP原理解釋了關于這三種屬性的關系。CAP原理的意思是：一個分布式系統不能同時滿足一致性、可用性和分區容錯性這三個需求，最多只能同時滿足兩個。CAP原理是由美Berkerly的Brewer教授提出。
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