分布式数据库与区块链技术的融合，区块链+人工智能+IOT解决方案

Posted 2021-04-29 全球科技智库

区块链的“账本”就相当于数据库的“日志”，数据库是将操作按照顺序写入日志，在区块链里面叫做账本。

传统数据库都会有一个“事务日志”，数据库的事务日志本质上就是不可更改的链式结构，事务中的每一条操作记录都会有一个反向指针指向该事务中的上一条记录。

从这一个结构上来说，很像区块链的时间戳，区块链技术的链式结构与传统数据库的事务日志很像。所以，从本质上讲，区块链的链式结构技术本质上是基于数据库事务日志，并且增加了区块之间的反向哈希值作为指针，且引入了默克尔树结构进行快速数据校验。

数据库中的事务日志持久化之后，代表了一个事务的永久执行，传统数据库的主从结构（例如IBM DB2的HADR、Oracle的DataGuard）仅仅是在多个节点之间实时复制数据而已。

只能有一个主节点负责读写，其他节点作为从节点仅仅能做到“只读”，这样就无法做到“分布式”存储，无法完全做到异地多主多活的拓扑结构。

而目前象链科技正是将区块链中的共识机制，例如PBFT等机制引入到分布式数据存储的技术中心，使用多副本自动选举，与目前比较火的Paxos、Raft 分布式数据库有异曲同工之处。

分布式数据库和区块链的技术融合

区块链技术与分布式数据库技术的融合，解决了原有数据存储过程中“伪中心化”、多活事务的难点，支持多活动体系结构是它的重要创新。

从上世纪90年代开始，学术界就“分布式多活数据库”展开了密集的研究，直到今天，二十年来一直没有任何成型的理论和实现。

而区块链技术的出现，给“分布式多活数据库”的落地带来了新的曙光，区块链技术中，在设计原理和实现逻辑上不考虑“事务”和“强一致性”，在交易和结算领域使用了特定的数据结构和共识算法来实现这种机制。

相较区块链技术的短板，分布式数据库技术有众多明显的技术特点，包括数据可伸缩性、高并发性、高性能和快速标准化访问以及更灵活的使用场景。

通过这两项技术的结合，将形成一个基于数据库的分散管理机制，形成“分布式数据存储”技术。通过分布式数据库，它提供了通用事务支持、高并发性、高性能和所有主要功能，包括添加和删除检查、SQL解析、日志、数据管理、索引管理等。区块链技术的集成将解决多活数据库的"双花"问题，即一致性控制问题，也可以解决公共网络中的信任问题并赋予整个数据更高的安全性。

在当今智能交通、智慧城市、智能家居为代表的民用物联网领域依然有一些瓶颈，比如数据安全及隐私保护欠缺、云计算架构的束缚和平台互通问题等等，这让民用物联网的发展受到了一定的限制，而象链科技通过区块链技术加人工智能（AI）的运用能够有效的解决物联网的这些痛点。

基于区块链的解决方案总体架构分为五层架构分别是物联层、核心层、服务层、边缘计算层以及应用层。

”区块链+人工智能+IOT“ 解决方案”的技术亮点：

1.  EleChain 物联网身份认证（DID）

用区块链技术对物联网内的设备进行身份确认，解决方案中的DID技术所带来的设备身份不可篡改的特点将是物联网商业闭环的基础。任何价值网络，或者是基于区块链的分布式网络，最底层的就是身份确认，在万物互联的世界里，“设备”首先得赋予它一个不可更改的可信“身份”。

通过构建基于区块链作为后台账本系统的设备身份管理体系，能够以区块链智能合约共识执行的方式获取和验证设备身份，并且建立从个人实体身份到所拥有的端设备身份之间的映射关系，从而以授权模式使得设备端也能够验证请求方的身份是否具有访问权限，从而实现设备端与使用者之间双向可信安全的可追溯验证，这对于未来人机结合有着重要的意义。

2.   设备的分布式账本系统（DLT）

DLT使IoT变得更具变革性，它是物联网数据货币化模式的本质核心，并且为工业数据空间创建安全数据交换模型。

象链科技利用分布式数据库和设备的分布式账本技术，允许制造商和服务提供商进入开放的生态系统并创建服务，这样使得物联网设备的硬件销售转变为链接了数字社会的硬件产品服务。该解决方案为设备制造商提供了一种简便的方法，使他们的设备可以与第三方设备和应用程序互操作，并使数据使用资产化。此外，他们可以灵活地定义满足其业务需求的服务计划。

 

3.   设备数据的所有权确认（DPS）

区块链的非对称加密算法，是数字所有权的一套确权方法，区块链加密码学的很多算法，这就带来了第二层次的东西——设备数据的隐私保护。如果设备数据的隐私保护如果解决不好，那么数据产权自然就无法确认。基于区块链的算法保护数据隐私会做的更好，DPS是象链科技加密算法技术的一个总称，比如像零知识证明带来的隐私保护、基于同态加密的密文数据共享、数据验证甚至安全多方计算。

 

4.   数据储存交易市场技术

单纯保护数据并不能带来价值，数据的价值必须在交换、交易当中才能体现出来。

当然，没有基于区块链的密码学算法作为基础，很难有人愿意放心的把数据拿来共享或者交换，但是象链科技已经通过大量的案例证明了技术可以确定数据的产权问题。

 

在物联网的时代，设备每天每秒发生着亿量级的数据，它是新时代的石油，驱动着数字经济的发展，同时也将成为资本市场、金融市场上非常大的，非常有价值的一类新的金融资产。物联网的商业要能够闭环，要能够产生百亿美元、千亿美元级别的公司，那么一定要进入这个循环。

在这个闭环当中，业务逻辑当中一定缺不了数据的资产化和资产的金融化。物联网的商业模式闭环，一定是设备的网络化->网络的数据化->数据的资产化->资产的份额化->份额的交易化->交易的金融化。

 

5.   物联网+人工智能   从感知到认知

象链科技有着浓重的人工智能技术基因，EleChain就是钻研区块链与AI 技术的融合，致力于构建未来智能经济的新生态。

 

在象链科技”区块链+AI+IoT“的解决方案中，为了让传统的IoT系统从“感知”进化到“认知”，在服务层中加入了人工智能算法。原来做物联网是感知，比如原来的摄像头只是在拍视频，现在当视频加上人工智能算法，就变成视觉，对于所拍到的数据集有个分类和机器理解的过程，促使互联设备间更好的携同工作，大大增加了物联网数据拓展的能力。象链科技觉得通过人工智能加上IOT，在虚拟的听觉系统、视觉系统，包括触觉、运动系统等方面，有了非常大的突破。