Page 115 - 《软件学报》2026年第1期

112 软件学报 2026 年第 37 卷第 1 期

易和区块的完整性; 3) 兼容性: Merkle 树能够兼容传统的区块链架构和共识机制. 与 Merkle 树相比, MPT 和 DAG
两种数据结构的使用相对较少, 这可能与其技术成熟度、应用场景受限以及开发难度等因素有关. 然而, MPT 不
仅能够高效验证数据完整性, 还能提供对数据的快速查找和更新功能. DAG 具有高并发处理能力和高可扩展性,
能够支持大规模的分布式数据处理. 随着区块链软件的不断发展及对于软件性能的逐渐提升, 这两种类型的数据
结构使用量可能会逐渐增加.

25 Merkle 24
MPT
20 DAG
数量 15
10 9
5 7
0
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
年份
图 8 国产区块链软件数据层数据结构统计

3.1.2 数据库
数据库作为区块链技术架构中的基础层, 负责对系统中的所有交易和数据记录进行持久化存储和管理. 为了
满足不同的应用需求和系统设计, 当前区块链系统使用的数据库类型呈现多样化发展. 根据数据库的类型和特性,
我们调查的国产区块链软件所使用的数据库可分为 3 种类型, 即键值型数据库 (key-value database)、关系型数据
库 (relational database) 以及文档型数据库 (document database). 具体信息如表 3 所示.

表 3 不同区块链软件数据库使用情况及分类

类别 数据库 区块链软件
NEO [58] , 波场链 [30] , 万纳链 [59] , BubiChain [60] , 趣链 [61] , 天河链 [62] , FISCO BCOS [53] , 迅雷链 [63] , ONTology [64] ,
LevelDB 磁云数字区块链M0 [65] , 百度链 [66] , RepChain [67] , Chain33 [68] , PlatON [33] , 梧桐链 [69] , 唯链 [26] , 树图链 [70] , 华
为链 [71] , IRITA [72] , 长安链 [36] , 文昌链 [73] , 泰安链 [51] , 武汉链 [74] , 海峡链 [75] , 安顺链 [50]
RocksDB [76] NEO, FISCO BCOS, 星云链 [77] , 京东链 [78] , 蚂蚁链, 星火链 [54] , 华为链, CKB [31] , 延安链 [79] , 之江链 [80]
键值型 Redis [81] 京东链, 至信链, Aelf [82]
BadgerDB [83] Chain33, 长安链
TiKV [84] 京东链, 星火链, 长安链
PebbleDB [85] 万纳链, BNB Chain [29]
MySQL 天河链, FISCO BCOS, 华为链, 长安链, 泰安链
关系型 Oracle Mixin [86] , 泰安链
TDSQL [87] 至信链
MongoDB [88] 万纳链, 天河链, Mixin
文档型
CouchDB [89] Z-Ledger [90]

关系型数据库建立在关系模型的基础上, 采用二维表格的方式存储数据, 并通过行和列的形式组织数据, 确
保数据的一致性和完整性 [91] . 在所调查的区块链软件中, 常见的关系型数据库包括 MySQL、Oracle 和 TDSQL.
其中, TDSQL (Tencent distributed SQL) 是腾讯推出的一款兼容 MySQL 的分布式关系型数据库, 具有自主可控和
高一致性的特点. 与关系型数据库不同, 非关系型数据库在数据存储方式和数据关系的管理上有显著差异. 例如,
键值型数据库使用简单的键值对存储数据, 每个键唯一地映射到一个值, 这使得数据查找速度快, 并且适合分布式
存储和处理 [92] . 在所调查的国产区块链软件中, 使用了 6 种具体的键值型数据库, 分别是 Redis、LevelDB、
RocksDB、BadgerDB、TiKV 和 PebbleDB. 文档型数据库作为另一种非关系型数据库, 以文档为核心数据模型, 这
些文档以键值对的形式存储, 并可包含复杂的数据结构, 如数组和子文档 [93] . 在所调查的国产区块链软件中, 常见