2023区块链数据模型技术与应用研究报告-33页_1mb

区块链数据模型技术与应用研究报告（2023年）

前言

• 区块链技术作为核心技术自主创新突破口，需攻克关键核心技术，推动数字经济变革。
• 星火·链网作为我国数字经济“新型基础设施”，聚焦区块链数据模型，推动规模化落地。

一、区块链数据模型整体概述

• 核心挑战：
  • 数据存储差异化（多存储模式）
  • 高效事务处理需求
  • 快速链上查询需求
• 特征：
  • 数据模型支撑底层架构运行，确保系统平稳。
  • 统一规范的数据模型缓解数据孤岛问题，优化数据共享。

二、区块链数据模型重点问题

• 数据存储问题：
  • 存储模式多样化（Key-Value、关系型数据库等）
• 事务处理性能：
  • 并发控制与传统数据库不同，需针对区块提交方式优化。
• 链上查询效率：
  • 动态数据环境对查询验证技术提出更高要求。

三、区块链的数据模型关键技术

（一）区块链数据模型整体框架

• 包含账户数据模型、区块数据模型、交易类数据模型三大类。
• 特性：语义完备、来源可验证、格式可扩展、结构兼容。

（二）账户数据模型

• UTXO模型：
  • 比特币等采用，特点：并行处理、无需历史数据同步。
  • 字段：版本、输入列表、输出列表、锁定时间等。
• 账户余额模型：
  • 代表：以太坊，类似银行卡模式。
  • 场景适用：账户类型区分（外部账户/合约账户）。

（三）区块数据模型

• 链式结构：
  • 安全性高，时间戳锁定分叉风险。
  • 缺点：扩展性有限，商业化压力大。
• DAG结构：
  • 支持并行交易，理论上可支持高TPS，但技术成熟度不足。

（四）交易类数据模型

• 交易数据格式：涵盖发起者、接收者、签名等信息。
• 合约数据格式：记录合约标识、代码、状态等，支持智能合约自动执行。

四、区块链数据模型应用实践

• 中国信通院：
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