04 | 存储：区块链的存储设计有定式吗？
自游
你好，我是自游。
上一讲我们从直观的角度，用“铁索连环”的例子和你探讨了区块链技术特性，也顺便引出了区块链技术基础。从今天开始，我会用几讲的时间为你解释每一种技术在区块链中的最核心应用，以点带面，为你勾画出区块链技术体系。
这一讲我会带你深入单个区块链节点，让你了解区块链存储是如何设计的。其实一说到存储设计，我们首先想到的是区块链里如何存储数据，以及要使用哪种数据库这些常规定式内容。但在我看来，这些都只拘泥于存储设计的表面。
想要真正把握住区块链存储的要点，我们更需要把握的是交易、区块还有状态这三个基础概念，有了这些基础，你再去分析区块链存储设计就会驾轻就熟了。
这里我为你准备了一张区块链的存储示意图，现在你可能还不太理解图里的逻辑关系，不过别担心，学完这节课之后，你就能真正理解后面这张图了。
区块链存储示意图
交易
我们首先需要理解的概念就是交易（Transaction），这是区块链中的最小也是最核心的知识点。因为我们最初接触区块链大多从比特币开始，所以我们通常会把交易理解成转账，但其实这个理解比较片面。其实在区块链中，交易的概念已经有所扩展。
从行为的角度解释，交易等同于操作（Operation），我们向区块链网络提交一笔交易实质上是发起了一个操作，而操作的具体内容与特定区块链协议有关，比如在以太坊中，一个操作可能就是执行了智能合约中的一个方法。
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本文深入探讨了区块链存储设计的核心原理，从交易和区块两个关键概念出发，详细解析了区块链存储的设计原理。首先，对交易进行了深入解析，包括交易的属性和唯一标识，以及通过哈希算法保证其唯一性。其次，对区块作为存储交易数据的容器进行了解析，包括区块头和区块体的组成，以及区块间的关联关系形成的区块链。此外，文章还介绍了默克尔树的概念及其在区块链中的应用，以及状态在区块链中的重要性和有限状态机的概念。最后，对区块链中的状态模型进行了归纳和比较，包括UTXO模型、账户模型和通用模型的设计及应用场景。总结来看，本文通过对交易、区块和状态的深入解析，为读者提供了全面了解区块链存储设计的核心原理的基础，为进一步深入学习区块链技术打下坚实基础。
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姚莉莉我的理解：“数据库”记录我当前银行账户里有多少钱，比如有100万。“区块链”，可以拉流水，100万是怎么来的，哪些在何时的支出和收入。 不知道理解正确吗？请老师指正作者回复: 是的，可以这么理解。区块链从最根本上就支持这种追溯的特性，不需要额外的工作。而数据库其实也可以实现这个功能，但是需要额外的表去记录，且不具备不可篡改特性
2021-08-012
文杰老师你好，请问状态可以类比为数据库记录？不是太理解状态作者回复: 可以这么理解的。状态等同于现在，区块是历史
2021-08-311
二两讨论1：类比数据库，如果是业务人员，跟多关注是的数据库中的值，即最终的状态，此时状态重要，如果数据回滚时，更关注SQL记录，此时区块更重要。 讨论2：利用hash作为业务上的key进行关联，类似与每个数据有自己的id，这个在分布式数据库上也是类似的设计。作者回复: 关于讨论2，其实哈希就是区块哈希跟交易哈希，只有能把索引对应，怎样存都可以
2021-08-1921
If_刚好去一个区块链公司，感谢sarah，好及时。作者回复: 希望能帮助到你！
2021-07-3021
高鹏0409存储结构可以和mysql类比吗？交易类似binlog，是有序操作记录；区块类似B+数存储；状态是经过多次修改后的值作者回复: 是的，可以这样类比理解
2021-07-291
skull都重要，但区块保证了可追溯性，不可篡改性，是基础作者回复: 是的，没有交易跟区块，只有状态，这样的区块链跟数据库差异不大
2021-07-281
Link我觉得对于开发者来说，状态更重要。区块好比框架，而状态是做具体业务时需要设计的数据结构和算法。作者回复: 对的。状态更多的是服务于基于区块链的上层业务
2021-07-281
忘形鱼单个区块链节点包含很多个区块，区块包含多个交易，多个区块通过区块哈希串联起来。而所有区块链节点里的区块数据都是完全一样的是吗？作者回复: 嗯嗯，是的
2022-06-14
秋天区块更重要，大不了 通过历史区块 推导出状态把？作者回复: 对的，状态的生成离不开区块。但区块的新增需要状态进行加速
2022-06-13
林家振有个问题不是很懂，如果没有交易那也能挖到区块吗？里面存什么？作者回复: 这个问题需要按你的设计来。比如公链有币，所以有一笔默认存在的cornbase交易，也就是说即便没有转账交易，也会有唯一一笔挖矿交易。而有些无币区块链，即联盟链等就不需要挖矿，所以你可以设计为有交易时再出块，也可以设计为可以出空块。
2022-04-08
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