区块链和区块链应用这两个概念是不一样的。【本文首发于唐霜的博客】【原创内容，转载请注明出处】对于一个纯区块链而言，只需要保证它拥有三【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】本文版权归作者所有，未经授权不得转载。个要素：1.链表结构的区块存储结构设计，原创内容，盗版必究。【转载请注明来源】2.点对点网络，3.加密技术保证不可伪造【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】未经授权，禁止复制转载。。但是对于一款应用，特别是现代的应用，这【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net著作权归作者所有，禁止商业用途转载。三个要素完全不够。对于一个应用，还要考虑原创内容，盗版必究。原创内容，盗版必究。：1.用户（账号）体系，2.鉴权体系，3著作权归作者所有，禁止商业用途转载。未经授权，禁止复制转载。.业务数据。因此，我们这篇文章要来探讨一未经授权，禁止复制转载。【转载请注明来源】下，一个区块链应用应该如何设计它本地的数【未经授权禁止转载】【未经授权禁止转载】据库存储结构。

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选择底层数据库【作者：唐霜】

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对于区块链应用而言，有两个部分的数据：区【原创不易，请尊重版权】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。块链数据和应用状态数据。以比特币为例，区本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net块链数据中保存着历史交易数据，而这些数据原创内容，盗版必究。【原创内容，转载请注明出处】包含了上述提到的那几个方面，除了历史交易【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net转载请注明出处：www.tangshuang.net数据，比特币客户端（应用）还需要保存没有【转载请注明来源】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。被写入区块链的一些数据，比如过去一段时间原创内容，盗版必究。【作者：唐霜】发起的新交易。比特币的区块链数据被存储在【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】很多.dat文件中，它采用的数据结构我至本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】今没有搞懂，阅读了很多材料，都没有明白比【本文受版权保护】原创内容，盗版必究。特币raw data使用的是什么技术，不【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【未经授权禁止转载】过市面上已经有很多软件可以直接解析比特币本文版权归作者所有，未经授权不得转载。本文作者：唐霜，转载请注明出处。区块链数据，所以读取比特币区块链也不是什【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】转载请注明出处：www.tangshuang.net么问题。而比特币的这些.dat区块数据不【作者：唐霜】【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】是以我们熟悉的数据结构存储的，所以在查询【本文受版权保护】【作者：唐霜】数据的时候，无法像现代数据库一样通过查询【作者：唐霜】转载请注明出处：www.tangshuang.net语句或方法快速查询。为了解决验证某个交易本文版权归作者所有，未经授权不得转载。著作权归作者所有，禁止商业用途转载。的速度，比特币采用了leveldb作为k未经授权，禁止复制转载。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.netey-value数据库保存着整个区块链的转载请注明出处：www.tangshuang.net【作者：唐霜】索引，以保证可能通过各种key快速找到需转载请注明出处：www.tangshuang.net转载请注明出处：www.tangshuang.net要的数据。另外，那些还没有写入区块链的c未经授权，禁止复制转载。原创内容，盗版必究。hainstate数据也是用leveld【本文受版权保护】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。b保存在另外一个库中。

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那么对于非币应用，或者代币应用，怎么来搞本文作者：唐霜，转载请注明出处。著作权归作者所有，禁止商业用途转载。自己的数据库呢？

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上面你可以看到，实际上，一个区块链数据库【原创内容，转载请注明出处】【版权所有，侵权必究】结构里面包含三个（或更多）部分：1.只能本文版权归作者所有，未经授权不得转载。转载请注明出处：www.tangshuang.net执行插入和查询动作的块链数据库，2.块链未经授权，禁止复制转载。【本文受版权保护】数据的索引，3.chainstate数据【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【原创内容，转载请注明出处】，这个数据是可变的。而怎么把账号体系、业【原创不易，请尊重版权】【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】务体系等数据加入进去呢？很明显，账号体系【本文受版权保护】本文作者：唐霜，转载请注明出处。、鉴权体系、业务体系的数据全部要入链。在【本文受版权保护】本文作者：唐霜，转载请注明出处。p2p同步时，只有block数据被同步，【版权所有，侵权必究】原创内容，盗版必究。其他数据都是通过网络广播等方式传递和接收未经授权，禁止复制转载。原创内容，盗版必究。的，索引数据在同步时创建。

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用sql数据库保存区块链。本文版权归作者所有，未经授权不得转载。

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我们抓住区块链表的特征，即下一个区块保存【作者：唐霜】【作者：唐霜】着上一个区块的hash，同时通过merk未经授权，禁止复制转载。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.netle算法保存了区块内容的hash。所以，【版权所有，侵权必究】【原创不易，请尊重版权】我们其实很好利用sql数据库来保存blo原创内容，盗版必究。【原创不易，请尊重版权】ck数据，而且，sql数据库可以自定义索【未经授权禁止转载】转载请注明出处：www.tangshuang.net引，所以，索引数据库都省了。因此，我们的【转载请注明来源】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net应用里面，可以最终总结为两类数据：块链数著作权归作者所有，禁止商业用途转载。原创内容，盗版必究。据、chainstate数据。其中块链数【未经授权禁止转载】未经授权，禁止复制转载。据使用sql数据库保存，只具备inser【原创内容，转载请注明出处】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。t和select的权限。而chainst本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【转载请注明来源】ate使用kek-value数据库保存，原创内容，盗版必究。【转载请注明来源】读取效率更高。

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用sqlite和leveldb作为底层数转载请注明出处：www.tangshuang.net著作权归作者所有，禁止商业用途转载。据库。

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sql数据库和key-value数据库都著作权归作者所有，禁止商业用途转载。本文版权归作者所有，未经授权不得转载。有很多很多，比如orcal、redis等【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】【本文受版权保护】等，但是我们开发一个区块链应用，常常需要本文作者：唐霜，转载请注明出处。【原创不易，请尊重版权】保证把数据放在客户端本地，而非服务器，所本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】以，这个时候，数据库必须和应用代码一起发本文作者：唐霜，转载请注明出处。转载请注明出处：www.tangshuang.net布。当然，如果你能强制用户在安装你的应用未经授权，禁止复制转载。【版权所有，侵权必究】之前安装一个本地数据库服务，也是可行的，【原创内容，转载请注明出处】本文作者：唐霜，转载请注明出处。比如微软的很多软件，就要求你事先安装.n著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】et framework。不过这种需求显【作者：唐霜】原创内容，盗版必究。然体验感不是很好，除非是企业级用户。

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sqlite是非常轻量级的sql数据库，【作者：唐霜】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。最重要的是，它是基于文件的，而非内存的，著作权归作者所有，禁止商业用途转载。著作权归作者所有，禁止商业用途转载。它的所有数据被保存在一个.db文件里面，转载请注明出处：www.tangshuang.net【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net而且不依赖任何服务。也就是说，你可以将这【本文受版权保护】【未经授权禁止转载】个数据库打包进自己的应用，而不用要求用户未经授权，禁止复制转载。本文作者：唐霜，转载请注明出处。在安装你的应用之前再安装一个其他什么数据转载请注明出处：www.tangshuang.net著作权归作者所有，禁止商业用途转载。库了。不过当然，sqlite的性能在遇到本文作者：唐霜，转载请注明出处。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net大数据量的时候是不怎么理想的，因此，我们【版权所有，侵权必究】转载请注明出处：www.tangshuang.net需要通过各种优化手段和架构来控制单个数据【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】库的数据量，采用分库等方式，提高后期可能未经授权，禁止复制转载。【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】的查询能力。

转载请注明出处：www.tangshuang.net【转载请注明来源】【转载请注明来源】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。著作权归作者所有，禁止商业用途转载。

leveldb和sqlite一样，也是基【版权所有，侵权必究】【原创内容，转载请注明出处】于文件系统的，可以被打包进应用。它具备非【本文受版权保护】本文作者：唐霜，转载请注明出处。常高的写性能，由于设计简单，它的读性能也【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】【本文首发于唐霜的博客】完全不输给内存级的key-value数据著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【本文首发于唐霜的博客】库。当然，因为它的设计简单，它没有分库等【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】未经授权，禁止复制转载。功能。我们需要通过合理的控制key的前缀【本文受版权保护】原创内容，盗版必究。，来保证我们可以通过有一定规律的key来本文版权归作者所有，未经授权不得转载。未经授权，禁止复制转载。找到想要的数据集合。

未经授权，禁止复制转载。【转载请注明来源】转载请注明出处：www.tangshuang.net【原创不易，请尊重版权】转载请注明出处：www.tangshuang.net

数据库表结构本文作者：唐霜，转载请注明出处。

【原创不易，请尊重版权】本文作者：唐霜，转载请注明出处。【版权所有，侵权必究】原创内容，盗版必究。转载请注明出处：www.tangshuang.net

我们以一个博客系统为例来进行分析，毕竟基【版权所有，侵权必究】【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】于数据库技术的应用千变万化，结构不可能只本文版权归作者所有，未经授权不得转载。原创内容，盗版必究。有一种。但是，我们通过这个案例，可以分析本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【未经授权禁止转载】出，区块链应用怎么在业务、用户、块链三者【版权所有，侵权必究】【未经授权禁止转载】之间建立“不可篡改”的存储数据。

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首先是区块表（block table）。

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一个区块的表，需要记录这个区块的各种信息转载请注明出处：www.tangshuang.net【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】，特别是区块头信息。我的设计如下：

【本文首发于唐霜的博客】转载请注明出处：www.tangshuang.net著作权归作者所有，禁止商业用途转载。转载请注明出处：www.tangshuang.net

字段名【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】	类型本文版权归作者所有，未经授权不得转载。	长度【原创不易，请尊重版权】	备注未经授权，禁止复制转载。
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previous_block_hash著作权归作者所有，禁止商业用途转载。	string原创内容，盗版必究。	128转载请注明出处：www.tangshuang.net	上一个区块hash本文版权归作者所有，未经授权不得转载。
timestamp【原创不易，请尊重版权】	number原创内容，盗版必究。	16未经授权，禁止复制转载。	挖矿时间戳本文版权归作者所有，未经授权不得转载。
diffculty【本文首发于唐霜的博客】	number【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net	32【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net	挖矿难度著作权归作者所有，禁止商业用途转载。
nonce【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net	number转载请注明出处：www.tangshuang.net	16本文作者：唐霜，转载请注明出处。	挖矿随机数本文作者：唐霜，转载请注明出处。
merkle_root【未经授权禁止转载】	string【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】	128著作权归作者所有，禁止商业用途转载。	业务数据的merkle root has原创内容，盗版必究。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.neth

这就是一个区块链的区块表，这些是基础字段【版权所有，侵权必究】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net，作为一个应用，可以在这个基础上进行扩展转载请注明出处：www.tangshuang.net原创内容，盗版必究。，但是应该遵循一个规则，就是尽可能的保证【本文受版权保护】【未经授权禁止转载】存储的数据更少，能够通过计算得到的数据，未经授权，禁止复制转载。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net就不要设计在sql数据库里面去，可以考虑未经授权，禁止复制转载。【原创内容，转载请注明出处】放在key-value数据库里面去。要知转载请注明出处：www.tangshuang.net未经授权，禁止复制转载。道，当一个应用运行N年以后，即使看上去这未经授权，禁止复制转载。【作者：唐霜】么几个字段的表，也会多到爆炸。

本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【本文受版权保护】【原创内容，转载请注明出处】【版权所有，侵权必究】

业务数据表。著作权归作者所有，禁止商业用途转载。

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下面是业务数据，也就是我们这里假设的博客【未经授权禁止转载】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。的内容。对于一篇博客，我们必要的字段其实【转载请注明来源】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net不多：

【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】本文作者：唐霜，转载请注明出处。【原创不易，请尊重版权】【版权所有，侵权必究】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。

字段名【本文受版权保护】	类型【原创内容，转载请注明出处】	长度【原创内容，转载请注明出处】	备注【作者：唐霜】
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article_hash【原创不易，请尊重版权】	string本文作者：唐霜，转载请注明出处。	128【转载请注明来源】	文章hash（相当于文章ID）【本文首发于唐霜的博客】
article_title【原创内容，转载请注明出处】	string【原创内容，转载请注明出处】	128【本文首发于唐霜的博客】	文章标题【未经授权禁止转载】
article_timestamp【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net	number转载请注明出处：www.tangshuang.net	16转载请注明出处：www.tangshuang.net	文章时间戳【未经授权禁止转载】
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你看到block_hash可能会觉得奇怪【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】【未经授权禁止转载】，没错，在插入文章数据前，block_h本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【版权所有，侵权必究】ash已经被计算出来了。

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既然是博客系统，那么评论也是必须的：原创内容，盗版必究。

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comment_article_hash	string【本文首发于唐霜的博客】	128本文版权归作者所有，未经授权不得转载。	这条评论是属于哪一篇文章的【版权所有，侵权必究】
comment_parent_hash原创内容，盗版必究。	string本文作者：唐霜，转载请注明出处。	128本文作者：唐霜，转载请注明出处。	这条评论是回复给哪一条评论的，默认为0，【本文受版权保护】【作者：唐霜】表示不是回复给评论，而是直接评论给文章
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block_hash【未经授权禁止转载】	string转载请注明出处：www.tangshuang.net	128【本文首发于唐霜的博客】	这条评论所在的区块hash【未经授权禁止转载】

上面就是区块链的数据库表了。未经授权，禁止复制转载。

未经授权，禁止复制转载。【未经授权禁止转载】【本文受版权保护】【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】【原创不易，请尊重版权】

等一等，用户数据呢？难道你都不把用户数据【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】保存下来，这顶什么用？难道界面上直接显示转载请注明出处：www.tangshuang.net著作权归作者所有，禁止商业用途转载。用户的hash就算了？别慌。用户数据属于【未经授权禁止转载】【版权所有，侵权必究】加密体系的一部分，不会被记录到区块链中，本文版权归作者所有，未经授权不得转载。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net而是记录在chainstate中，你想想【原创内容，转载请注明出处】【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】，用户难道还不要经常换换头像、改改昵称什著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【原创内容，转载请注明出处】么的么？而且，我们可以通过用户的密钥来对【版权所有，侵权必究】【原创不易，请尊重版权】用户的权限进行验证。这下面的部分再详细阐本文作者：唐霜，转载请注明出处。未经授权，禁止复制转载。述。

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总之，对于一个博客系统，就上面这些字段就【本文首发于唐霜的博客】【本文受版权保护】够用啦。但是，要保证区块链数据的不可篡改【原创不易，请尊重版权】【版权所有，侵权必究】性，我们还要做一些设计。

【未经授权禁止转载】转载请注明出处：www.tangshuang.net原创内容，盗版必究。【版权所有，侵权必究】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net

merkle_root = sha256(sha256( article_hash1 + article_hash2 + ... comment_hash1 + comment_hash2 + ... ))

在验证一个数据是否被改动时，利用merk【原创内容，转载请注明出处】【原创不易，请尊重版权】le的验证算法，从区块链里面查询出对应的【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】本文作者：唐霜，转载请注明出处。数据进行merkle验证就可以知道是不是【转载请注明来源】【版权所有，侵权必究】有问题了。

【本文首发于唐霜的博客】原创内容，盗版必究。【本文首发于唐霜的博客】

chainstate数据结构【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】

著作权归作者所有，禁止商业用途转载。【转载请注明来源】【本文受版权保护】

前面提到我们用key-value数据库保转载请注明出处：www.tangshuang.net本文作者：唐霜，转载请注明出处。存chainstate数据，我们尽量让k【原创内容，转载请注明出处】本文版权归作者所有，未经授权不得转载。ey-value更加扁平，不要做多层嵌套【作者：唐霜】【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】。现在我们来看下用户数据：

【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】【作者：唐霜】【本文首发于唐霜的博客】转载请注明出处：www.tangshuang.net

"author_03a89fc89aa9c7b7..." => {
  "nickname": "tony",
  "publicKey": "a8fcdc982eda..",
  "avatar": "data:image/png;base64,...",
  "description": "I'm a clear boy."
}

而一个用户的hash是通过该用户的公钥经未经授权，禁止复制转载。【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】过加密得到的，要验证该用户的真实性，只需【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【关注微信公众号：wwwtangshuangnet】要用他的公钥加密某个随机数，让他用私钥解未经授权，禁止复制转载。【作者：唐霜】密进行验证即可。

【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【本文首发于唐霜的博客】本文版权归作者所有，未经授权不得转载。

另外，有很多发布了但还没有记录到区块链里【原创不易，请尊重版权】未经授权，禁止复制转载。面的文章，等着被矿工写入。为了防止矿工篡本文作者：唐霜，转载请注明出处。【作者：唐霜】改用户发布的内容，用户发布时，仅广播内容【原创内容，转载请注明出处】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。的hash，原始内容经过加密，矿工仅利用【未经授权禁止转载】著作权归作者所有，禁止商业用途转载。这些hash进行挖矿，挖矿成功后才能解锁转载请注明出处：www.tangshuang.net转载请注明出处：www.tangshuang.net原始内容：

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"block_0ca452ced99..._merkle_hashes" => [
  {
    "author_hash": "03a89fc89aa9c7b7...",
    "article_hash": "0034cd00e37...",
    "article_raw_script": "xxx..."
  },
  ...
]

评论数据也是一样，它们被暂时保存在cha【本文受版权保护】未经授权，禁止复制转载。instate里面，等到区块生成之后，这【未经授权禁止转载】本文版权归作者所有，未经授权不得转载。些临时数据就可以从chainstate里转载请注明出处：www.tangshuang.net本文作者：唐霜，转载请注明出处。面清除。

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本文从一个区块链应用的底层数据库出发去看【版权所有，侵权必究】未经授权，禁止复制转载。区块链应用。当然，这里面还有很多细节，需【原创内容，转载请注明出处】本文版权归作者所有，未经授权不得转载。要在开发中去解决，这里只是提供了底层数据转载请注明出处：www.tangshuang.net著作权归作者所有，禁止商业用途转载。库选择和设计的一个思路。在一些具体问题上【转载请注明来源】【本文受版权保护】，比如共识机制，比如如何刺激用户贡献内容【原创不易，请尊重版权】原创内容，盗版必究。等等，都是一个待解决的问题。

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2018-04-07 16825 leveldb, sqlite