解锁数据经济，探索以太坊区块链作为持久存储解决方案

原标题：释放数据经济：基于以太坊的区块链作为持久存储解决方案 - 第 1 部分

介绍

随着以太坊上的区块链继续受到关注，用于企业应用程序的区块链变得越来越紧迫。 人们发现以太坊的全部潜力并将基于以太坊的平台实施为永久存储解决方案只是时间问题。 因此，我们需要找到一种基于以太坊区块链标准开发最优永久存储的方法。

目前没有基于以太坊的永久存储区块链标准。 这限制了基于以太坊的区块链的开发广度和功能广度。 虽然基于以太坊的区块链的一些特性已经标准化以太坊保存数据，但这些标准并不能满足企业级应用所需的持久化存储性能。

ERC-20 和 ERC-721 标准

以太坊上已经有一些标准，仅限于一种类型的价值转移应用。 例如，ERC-20 和 ERC-721 等代币标准有助于在以太坊区块链上创建新代币。 在这个标准下以太坊保存数据，以太坊的发展几乎仅限于创建基于代币的应用程序。 令牌管理只处理一种类型的数据：以太坊地址的特定无符号整数。 因此，代币可以看作是一种智能合约，它在以太坊地址上存储一个无符号整数。 每个 ERC-20 和 ERC-721 令牌有效地定义了其开发人员定义的特定值。 我们可以借鉴 ERC-20 和 ERC-721 标准，提出更先进的标准设计，可以描述和管理分配给以太坊地址的任何类型的数据。

设计一个可以描述和管理任何类型数据的智能合约需要开发可以定义数据和数据结构的智能合约。 ERC-20 和 ERC-721 标准这两个使用最广泛的规范仅适用于一组功能：代币和基于硬币的应用程序。 如果我们想在基于以太坊的区块链上开发数据驱动的应用程序，我们需要开发更复杂的智能合约。

永久存储原则

幸运的是，早在 20 世纪 70 年代就已经确立了永久存储的原则。 尽管基于以太坊的区块链架构与其他数据源之间存在许多差异，但我们仍然可以应用这些普遍接受的原则，使基于以太坊的区块链成为能够处理任何企业级应用程序的永久存储解决方案。 我们只需要将这些原则应用于基于以太坊协议的去中心化应用程序。 为此，我们需要定义智能合约如何分别管理数据和模式。

持久存储技术的历史

对信息系统历史的回顾揭示了行之有效的数据管理和设计原则。 这些过去的存储技术在今天仍然具有高度相关性，并且可能会成为本研究的支柱。 要实现永久存储，首先要回顾过去的技术发展，以此为鉴，思考基于以太坊的区块链永久存储解决方案。

在 1960 年代，关系数据库的发明是为了满足不断增长的业务需求。 数据库技术的普及催生了数字时代，公司开始将现有的业务运营和业务模型转换为数字格式。 1970年，EF数据库管理关系模型的发明者F Codd提出了数据库标准化过程，消除了数据冗余，提高了数据完整性，有效防止了数据异常。 即使在今天，数据库规范化仍然是数据库设计中的最佳实践。 50 多年来，关系数据库及其完善的数据建模实践一直是数字时代转型的主要驱动力。

在 1990 年代后期，就定义 SGML 的后继者 XML（可扩展标记语言）达成了共识，它可以更好地适应 Internet。 XML的主要作用是作为Internet中不同服务器客户端之间通信的数据传输媒介。 随着XML的广泛使用，人们创建了服务于不同应用场景的标准，如HTML、SVG、SOAP等。2001年，用于定义和验证XML数据模型结构的XML Schema被提出。 XML Schema 使开发人员能够指定自己的 XML 数据模型并快速验证数据模型的正确性。 开发人员还进行了各种研究，以将经过验证的规范化数据库实践应用于 XML。 随着 XML 的发展需要注意的一件事是，与关系数据库一样，XML 遵循数据建模和数据与模式分离的合理原则。

2008年全球金融危机期间，中本聪发表了一篇题为《比特币：一种点对点电子现金系统》的论文。 该论文为现在所谓的区块链设定了蓝图，区块链是一种不可变的分布式账本，能够充当安全的点对点交易平台。 使完全分布式的数据源被视为单一的真实来源，消除第三方验证并减少交易时间。 这一发现不仅在金融领域而且在世界其他地区引发了一场革命，因为这意味着人们不再需要依赖多个中介机构来验证交易。 有了比特币，货币互联网诞生了，通过互联网实现了高度匿名和快速的新型金融交易。 在过去的几年里，区块链被认为是 Web 3.0 的催化剂和主要驱动力。

2015 年 2 月，星际文件系统 (IPFS) 发布。 IPFS 由 Protocol Labs 的 Juan Benet 发明，允许用户在对等网络上共享和托管数据。 IPFS 使用内容寻址和哈希来唯一标识每个文件的内容。 如果文件的内容被更新或更改，将会有一个与该文件关联的新散列。

2015年7月，区块链生态的重要新成员以太坊正式上线。 以太坊是 Vitalik Buterin 的创意，支持智能合约，赋予区块链技术“无限”功能。 区块链技术被认为正在成为新的互联网。 用户现在可以使用称为“Solidity”的图灵完备编程语言对功能进行编程。 凭借区块链技术的力量和以太坊的可扩展性，任何形式的人类交易现在都可以在没有中间人的情况下实现数字化。 迄今为止，以太坊是区块链的第一个应用平台，是区块链生态系统的一次重大升级——即区块链2.0。

2015 年 11 月，Fabian Vogenstellar 提出了 ERC-20 代币规范。 该规范定义了 6 个基本功能，可以帮助在以太坊网络中创建新的令牌。 这意味着任何人都可以访问以太坊网络并创建自己的代币。 这奠定了“无限”以太坊平台作为第一代币应用平台的地位。 各家公司通过遵循 ERC-20 代币标准轻松推出了自己的私人 ICO。 目前，以太坊生态系统的 ERC-20 令牌标准似乎有可能成功有效地将区块链功能从单一加密货币平台扩展到多令牌平台。 然而，以太坊的设计不仅是一个多代币应用平台，更是一个图灵完备可信的分布式计算平台，无需中心化机构就可以将任何人类交易完全数字化。

2017 年 7 月，IBM 发布了名为 Hyperledger 的区块链技术。 这种区块链技术支持可扩展的数据模型，主要服务于希望升级业务并将其放在区块链上的公司。 Hyperledger 旨在将不断发展的业务网络数字化，使用可扩展的业务网络应用程序，用户可以在其中轻松更改其持久存储层和业务层。 Hyperledger 和 Ethereum 有很多区别，但是 Hyperledger 和 Ethereum 最根本的区别是它的权限架构。 Hyperledger 为不同的实体设置了单独的数据和业务逻辑访问控制。

2017 年 10 月，摩根大通发布了基于以太坊的区块链 Quorum，启用了具有许可架构的以太坊版本。 私营公司现在可以开发自己的基于以太坊的私有网络，并将其系统转换为基于以太坊的区块链。 此外，数据隐私通过零知识证明得到保护，允许在网络内生成完全匿名的交易。 如今，企业能够创建自己的许可生态系统来适应任何商业数字化。

2020 年 2 月，Enigma 主网启动。 Enigma 是一种基于以太坊的区块链，可对加密数据执行计算。 它脱胎于 Guy Zyskind 在麻省理工学院的论文，旨在将数据隐私引入公链。 有了这个，用户现在可以拥有一个通过飞地（一级仓库：指定地址空间）加密和安全处理数据的隐私保护平台。

这些技术彻底改变了信息时代开展业务的方式。 我们需要了解一些原则，它们在将信息时代推向今天的过程中发挥了重要作用。 我们可以从 1970 年代的经验中吸取教训，当时非常强调通过标准化流程有效地组织数据。 我们可以尝试将数据从这个模式中分离出来，以松散耦合的方式管理数据库的变化。 我们可以借鉴ERC-20代币标准，有一个通用的接口来管理智能合约的功能，可以应用于任何类型的数据模型和数据模式。 目前还没有基于以太坊的区块链作为永久存储解决方案的标准设计，如果我们需要通过基于以太坊的区块链创建复杂的永久存储，我们必须首先考虑这些原则。

目标

我们可以在基于以太坊的区块链之上设计一个永久层。 尤其：