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128 软件学报 2026 年第 37 卷第 1 期

扩展能力, 还显著提升了网络整体的处理性能与可扩展性. 然而, 该架构也存在一定局限性, 例如对数据库通用性
的削弱以及需从零构建定制化数据库逻辑的开发成本问题. 相比之下, 当前大多数国产区块链软件尚未构建具有
区块链特征的专用数据库系统. 以腾讯链为例, 其使用了腾讯自研的企业级分布式数据库 TDSQL (Tencent
distributed SQL). 虽然该系统在高可用性与分布式事务处理方面具备优势, 但其并非为区块链特性而设计, 因此在
与区块链系统集成时面临如下 3 方面挑战.
● 数据结构和存储方式差异.
● 共识机制差异.
● 性能和可扩展性的挑战.
数据结构和存储方式差异主要表现在两个方面. (1) 数据模型不匹配, 区块链的数据结构具有独特的链式结构
和分布式存储特点, 每个区块包含前一个区块的哈希值, 从而形成一个不可篡改的链式结构, 这种结构确保了数据
的安全性和完整性. 然而, TDSQL 作为一种关系型数据库, 其数据存储方式和结构与区块链存在显著差异. 区块链
采用的是非传统的分布式链式存储方式, 而 TDSQL 则基于表格的行列结构进行数据存储. 将 TDSQL 与区块链融
合时, 必须解决数据模型的转换和适配问题, 以确保能够正确存储和读取区块链中的数据. (2) 数据冗余问题, 在区
块链系统中, 为了保证数据的安全性和可靠性, 通常每个节点都会要保存完整的账本数据, 这导致了大量的数据冗
余. 与此相比, TDSQL 的设计侧重于高效的存储和查询, 因此对于区块链中这种冗余的数据存储模式可能不太适
应, 需额外进行优化处理, 以避免存储资源的浪费和性能下降
共识机制差异主要表现为共识算法的兼容性和共识效率的影响. (1) 对于共识算法的兼容性, 区块链的核心是
共识机制, 它用于保证分布式系统中各节点的数据一致性. 常见的区块链共识算法有工作量证明、权益证明、实
用拜占庭容错等. 然而, TDSQL 作为传统的数据库系统, 通常采用集中式的事务处理和一致性协议. 与区块链融合
时, 需要将 TDSQL 的事务处理机制与区块链的共识算法进行兼容和整合, 以确保数据的一致性和可靠性. 这种兼
容可能需要对 TDSQL 的事务处理逻辑进行修改和扩展, 从而增加了系统的复杂性和开发难度. (2) 区块链的共识
过程需要消耗大量的计算资源和时间, 尤其是在大规模的分布式网络中, 共识效率可能会成为系统的瓶颈. 尽管
TDSQL 在高并发的事务处理方面具有一定的优势, 但在与区块链融合后, 可能会受到区块链共识机制的影响, 导
致事务处理的延迟增加, 影响系统的性能和响应速度.
性能和可扩展性的挑战也可能会导致性能瓶颈以及可扩展性差的问题. 尽管 TDSQL 在处理大规模数据和高
并发事务时表现出色, 但当与区块链融合后, 可能会受到区块链性能的影响, 导致系统的整体性能下降. 因此, 必须
对 TDSQL 和区块链的性能进行优化和调整, 以提升系统的处理能力和响应速度. 随着区块链应用的不断扩展, 系
统的规模和数据量将逐步增加, 因此系统必须具备良好的可扩展性. TDSQL 作为一种分布式数据库, 具有一定的
可扩展性, 但在与区块链融合后, 可能会面临新的可扩展性挑战. 例如, 区块链的节点数量增加可能会导致 TDSQL
的负载增加, 需要对 TDSQL 的分布式架构进行优化和扩展, 以满足系统的可扩展性需求.
见解 11: 目前国产区块链软件缺乏一个具有普适性、原生支持区块链特性的通用数据库系统, 这一缺口制约
了系统在高性能、高可靠和复杂共识环境下的性能表现. 未来亟需面向区块链需求, 研发具有链式结构支持、原
生共识集成和多副本冗余优化能力的新型国产区块链数据库系统, 以解决“结构差异、机制差异与性能瓶颈”这 3
大挑战.
4.2 网络层
国外区块链软件大多在网络层的数据传播机制方面进行了改进或优化. 较为经典的例子是 Hyperledger
Fabric 针对数据隐私保护需求提出的通道机制, 该机制为特定成员提供了一个私有的账本共享以及交易环境. 通
过配置文件, 用户可以定义成员资格、访问权限等相关规则, 确保只有授权的成员能够参与特定通道的交易和数
据共享. 该机制对于区块链在商业领域的应用至关重要, 且许多国产联盟链在设计传播机制时都参考了该方案.
Corda 的数据传播机制与之相似, 但它没有将参与方集中在一个通道中, 而是维护一个交易参与方信息表. 具体的
交易信息经过加密后在交易参与方之间进行传播, 这种设计不仅保护了交易隐私, 还减少了网络中的数据流量和