Blockchain альбо базы дадзеных; Што лепш для вашага бізнесу?

Розніца паміж Blockchain і базай дадзеных

У кампаніі сёння застаецца новае пытанне, каб адказаць: "Ці выкарыстоўваем мы блокчейн ці больш традыцыйную базу дадзеных?"

Існуе шмат адрозненняў паміж імі, і я паспрабую ахапіць як мага больш іх ніжэй. Пачынаецца з розніцы ў архітэктуры, а дакладней, з тым, як арганізуюцца тэхналогіі.

Таму, калі гаворка ідзе пра доўгатэрміновае рашэнне аб выкарыстанні blockchain, пытанне, які варта задаць, такі: што важней для майго выкарыстання? Безабароннасць і надзейнасць? Ці канфідэнцыяльнасць і працаздольнасць?

Простая архітэктура

Традыцыйная база дадзеных у асноўным складаецца з тыпу сеткавай архітэктуры кліент-сервер.

I.e. кліент (карыстальнік) з правільнымі дазволамі, звязанымі з іх уліковым запісам карыстальніка (уліковыя дадзеныя для ўваходу, правы доступу, ролі і г.д.), можа змяняць запісы, якія захоўваюцца на цэнтралізаваным серверы (альбо фізічная цэнтралізацыя, альбо цэнтралізаваная размеркаваная воблака).

У выпадку змены на "галоўную копію" кожны карыстальнік атрымае абноўленую копію "галоўнай копіі" пры наступным звароце да базы дадзеных са свайго ПК / планшэта / смартфона; аднак толькі "галоўная копія" з'яўляецца сапраўднай. Кантроль базы дадзеных застаецца ў адміністратараў баз дадзеных, што дазваляе цэнтралізаванаму органу захоўваць доступ і дазволы.

Архітэктура для сістэмы баз дадзеных

У blockchain гэта працуе зусім па-іншаму, у blockchain кожны ўдзельнік падтрымлівае, вылічвае, абнаўляе і правярае новыя запісы ў базе дадзеных. Усе ўдзельнікі (вузлы) працуюць разам, каб гарантаваць, што ўсе яны робяць аднолькавыя высновы (кансенсус), забяспечваючы тым самым убудаваную бяспеку для сеткі.

Архітэктура для сістэмы Blockchain

Наступствы гэтага прынцыповага адрознення складаюцца ў тым, што blockchains добра падыходзіць як сістэма запісу для пэўных функцый, у той час як цэнтралізаваная база дадзеных цалкам падыходзіць для іншых функцый.

Розныя фактары, якія трэба ўлічваць

Дысламэнтацыя / дэцэнтралізаваны кантроль і давер

Калі мы гаворым пра давер, мы маем на ўвазе не тых, хто мае намер, а простага факту, што суб'екты здзелкі не абавязкова ведаюць адзін аднаго і яшчэ не ўсталёўваюць даверу ў адносінах. Гэта як выкарыстоўваць банкаўскую карту або візавую карту для аплаты ў Інтэрнэце. Гэта азначае, што вы давяраеце ўстанове, адкуль вы атрымалі картку, і вы давяраеце крыніцы, дзе вы робіце пакупку, гэты давер часта можа быць недарэчным.

Практычна ўсе blockchains дазваляюць розным удзельнікам, якія не абавязкова давяраюць адзін аднаму, абменьвацца інфармацыяй, не патрабуючы цэнтральнага адміністратара. Транзакцыі апрацоўваюцца сеткай карыстальнікаў (вузлоў), якія дзейнічаюць як механізм кансенсусу, так што кожны стварае тую ж агульную сістэму запісу (больш-менш адначасова, у залежнасці ад блок-ланцуга).

У традыцыйнай мадэлі, аднак, давяраюць адміністратару базы дадзеных, і па большай частцы адміністратары патрабуюць і заслужылі давер, які ім уносяць (не будучы шкоднасным); Часта давер узнікае проста ў самой арганізацыі, бо мы - часцей за ўсё - не ведаем адміністратара. Напрыклад, грошы людзей, як правіла, не крадуць у банках, якія фіксуюць грошы, якія яны захоўваюць у сваіх прыватных базах дадзеных.

Абсалютна лагічная прычына, чаму вы хочаце цэнтралізаванае кіраванне, гэта само па сабе можа быць бізнес-мадэллю / спецыяльнасцю / прычынай быцця; паглядзіце на прыклады Amazon Cloud і Azure Cloud. Людзі давяраюць юрыдычным асобам, якія стаяць за тэхналогіямі (Amazon і Microsoft) і таму давяраюць сеткам, якія яны кантралююць.

Аднак гэта таксама азначае, што тыя, хто мае кантроль, напрыклад, банкі, павінны выдаткоўваць мільярды долараў, захоўваючы іх цэнтралізаваныя базы дадзеных у бяспецы і бяспецы, каб іх не змянілі хакеры ці хто-небудзь іншы (уключаючы адміністратараў), якія маглі б пажадаць атрымліваць прыбытак з гэтай базы дадзеных ( няхай гэта будзе шляхам крадзяжу грошай, крадзяжу дадзеных альбо проста змянення дадзеных). Калі цэнтральныя адміністратары, якім мы давяраем у гэтым плане, альбо ўстановы, якія стаяць за імі, церпяць няўдачу, то мы губляем.

Неінтэрмедыяцыя

Чаму ў гэтым беспасярэдніцтве ёсць значэнне? Таму што, нягледзячы на ​​тое, што база дадзеных проста біты і байты, гэта таксама адчувальная рэч. Змесціва базы дадзеных захоўваецца ў памяці і дыску пэўнай кампутарнай сістэмы, і кожны, хто мае дастатковы доступ да гэтай сістэмы, можа знішчыць або пашкодзіць дадзеныя ўнутры. У выніку, калі вы даручыце свае дадзеныя звычайнай базе дадзеных, вы таксама станеце залежным ад чалавечай арганізацыі, у якой знаходзіцца гэтая база дадзеных.

У той час як blockchain забяспечвае агульнадаступную праверку і забяспечваецца цэласнасцю і празрыстасцю:

  • Цэласнасць, таму што кожны карыстальнік можа быць упэўнены, што дадзеныя, якія яны атрымліваюць, былі пашкоджаны і нязменныя з моманту яго запісу.
  • Празрыстасць, таму што кожны карыстальнік можа праверыць, як blockchain быў дададзены з цягам часу.

Тут трэба задаць пытанне, ці правільна пастаўлены наш давер і ці патрэбны давер паміж рознымі ўдзельнікамі транзакцый. Адзін з асноўных прынцыпаў blockchain заключаецца ў тым, каб максімальна выдаліць патрэбу ў даверы з раўнання.

Свет напоўнены арганізацыямі, якія заслужылі гэты давер - урадамі і банкамі (у асноўным), універсітэтамі, гандлёвымі асацыяцыямі і нават прыватнымі кампаніямі, такімі як Google і Facebook. У большасці выпадкаў, асабліва ў развітых краінах, яны працуюць надзвычай добра. Я мяркую, што мой голас заўсёды быў падлічаны, і ні адзін банк ніколі не краў мае грошы (за выключэннем спагнання з мяне празмерных збораў за транзакцыі). Дык у чым праблема? Калі арганізацыя кантралюе важную базу дадзеных, ёй таксама патрэбна куча людзей і працэсаў, якія прадухіляюць падробку гэтай базы дадзеных. Людзям трэба наймаць, працэсы павінны быць распрацаваны, і ўсё гэта займае шмат часу і грошай.

Такім чынам, blockchain прапануе спосаб замяніць гэтыя арганізацыі размеркаванай базай дадзеных, заблакаванай разумнай крыптаграфіяй. Як і шмат чаго раней, яны выкарыстоўваюць пастаянна павялічваемы патэнцыял камп'ютэрных сістэм, каб забяспечыць новы спосаб замены людзей кодам. І як толькі ён напісаны і адладжаны, код, як правіла, значна танней. Да гэтага дадаюцца аперацыі чытання і запісу і "праверка і запіс", якія з'яўляюцца ключавымі фактарамі дасягнення дэцэнтралізаванага кантролю.

CRUD (База дадзеных) супраць аперацый чытання і запісу (Blockchain)

У традыцыйнай базе дадзеных кліент можа выконваць чатыры функцыі дадзеных: Стварэнне, чытанне, абнаўленне і выдаленне (агульнавядомыя як каманды CRUD).

Блок-ланцуг прызначаны толькі для дадання структуры. Карыстальнік можа дадаць толькі больш дадзеных у выглядзе дадатковых блокаў. Усе папярэднія дадзеныя пастаянна захоўваюцца і не могуць быць зменены. Такім чынам, адзінымі аперацыямі, звязанымі з blockchains, з'яўляюцца:

  • Аперацыі чытання: гэтыя запыты і атрыманне дадзеных з blockchain
  • Аперацыі па напісанні: яны дадаюць больш дадзеных у blockchain

Праверка і запіс на Blockchain

У blockchain ёсць дзве функцыі: праверка транзакцыі і напісанне новай транзакцыі.

Транзакцыя - гэта аперацыя, якая змяняе стан дадзеных, якія жывуць у blockchain. У той час як мінулыя запісы на blockchain заўсёды павінны заставацца ранейшымі, новая запіс можа змяніць стан дадзеных у мінулых запісах. Напрыклад, калі blockchain запісаў, што мой кашалёк Bitcoin мае 1 мільён BTC, гэты паказчык назаўсёды захоўваецца ў blockchain.

Калі я марную 200 000 BTC, гэтая транзакцыя запісваецца на blockchain, у выніку чаго мой баланс складае 800000 BTC. Аднак, паколькі blockchain можна далучыць толькі, мой баланс перад транзакцыяй у 1 мільён BTC таксама застаецца на blockchain пастаянна, для тых, хто імкнецца шукаць. Менавіта таму blockchain часта называюць нязменнай і размеркаванай кнігай.

Гістарычны супраць у рэжыме рэальнага часу

Большасць цэнтральных баз дадзеных захоўваюць актуальную інфармацыю ў пэўны момант часу, яны даюць больш-менш кароткі здымак часу, але не даюць інфармацыю ў рэжыме рэальнага часу (якая апрацоўваецца падчас здымка. ).

Blockchain базы дадзеных, з іншага боку, здольныя захоўваць інфармацыю, актуальную зараз, як і ўсю інфармацыю, якая паступала раней. Blockchain тэхналогія стварае ланцужок баз дадзеных, які мае саму гісторыю, яны растуць як пастаянна пашыраецца архіў уласнай гісторыі, забяспечваючы партрэт у рэжыме рэальнага часу. Дзякуючы выкарыстанню крыптаграфіі і дрэў Меркле, гістарычная інфармацыя становіцца нязменнай і нязменнай. Адзіны рэальны спосаб змяніць блокчейн - гэта дадаць новую транзакцыю, якая кампенсуе папярэднюю транзакцыю, і гэта можна зрабіць толькі са згоды ўсіх удзельнікаў ( у большасці выпадкаў жорсткі відэлец Ethereum быў фактычна выпадкам, калі яны вярнуліся ў больш старое стан, каб адмяніць узлом сістэмы;

Так, ва ўсіх тэхналогіях blockchain тэарэтычна можна змяніць мінулыя дадзеныя, але таму, хто паспрабуе гэта, патрэбна такая пераважная большасць у астатніх сетках, што гэта стане практычна немагчымым і / альбо вар'яцка дарагім. Менавіта такі кошт патрабуе кампрамісу або змены баз дадзеных blockchain, што прымусіла людзей называць базу дадзеных blockchain нязменнай.

База дадзеных альбо прадукцыйнасць Blockchain

Гледзячы на ​​выходныя блок-ланцугі, якія могуць быць выкарыстаны ў якасці сістэм запісу і ідэальна падыходзяць як платформы транзакцый, яны лічацца павольнымі як базы дадзеных у параўнанні з магчымасцямі лічбавых тэхналогій транзакцый, такімі, якімі карыстаюцца Visa і Paypal сёння. Аднак у апошнія месяцы шэраг блокчейн выйшлі на паверхню, якія здольныя апрацоўваць значна большыя аб'ёмы транзакцый, не звяртаючыся да альтэрнатыўных шляхоў / сетак без ланцуга, каб мець магчымасць апрацоўваць транзакцыі.

Сказаўшы гэта, характар ​​blockchain тэхналогіі патрабуе некаторай хуткасці. Тое, як распаўсюджаныя сеткі выкарыстоўваюцца ў тэхналогіі blockchain, азначае, што яны не падзяляюць і не працуюць па магутнасці злучэння, а лепш, калі яны незалежна адзін ад аднаго абслугоўваюць сетку, а потым параўноўваюць вынікі сваёй працы з астатнімі сеткамі, пакуль не існуе адзінага меркавання. здарылася. З іншага боку, традыцыйныя базы дадзеных існуюць дзесяцігоддзямі, і іх прадукцыйнасць павялічваецца ў адпаведнасці з законам Мура.

Закон Мура спасылаецца на назіранне сузаснавальніка Intel Гордана Мура ў 1965 годзе. Ён заўважыў, што колькасць транзістараў на квадратны цаля ў інтэгральных схемах штогод павялічвалася ўдвая. Закон Мура прагназуе, што гэтая тэндэнцыя захаваецца і ў агляднай будучыні. Хоць тэмп запаволіўся, колькасць транзістараў на квадратны цаля з тых часоў павялічвалася ўдвая прыблізна кожныя 18 месяцаў. Гэта выкарыстоўваецца ў якасці актуальнага вызначэння закона Мура.
Параўнанне блокчейн-транзакцый

Звярніце ўвагу, што ў некаторых выпадках гэта заяўленая хуткасць, а не вымяраецца хуткасць. IOTA і Raiblocks па-ранейшаму праходзяць тэставанне ў гэтым сэнсе.

У той час як лічбы, прыведзеныя вышэй, ясна паказваюць, што тэхналогіі blockchain даганяюць цэнтралізаваныя базы дадзеных па аб'ёмах транзакцый і прапускной здольнасці, ясна, што гэта заўсёды застанецца дагаворнай сітуацыяй з-за закона Мура і з-за характару саміх blockchains. . Пры апрацоўцы транзакцыі, blockchain павінен рабіць усё тыя ж рэчы, што і ў звычайнай базе дадзеных, але ён таксама заўсёды павінен рабіць тры дадатковыя крокі:

  1. Праверка подпісаў. Кожная транзакцыя blockchain павінна быць падпісана лічбавым шляхам з выкарыстаннем дзяржаўна-прыватнай схемы крыптаграфіі, напрыклад, ECDSA. Гэта неабходна, таму што транзакцыі распаўсюджваюцца паміж вузламі адначасова, таму іх крыніца інакш не можа быць даказана. Стварэнне і праверка гэтых подпісаў складана вылічальна і складае асноўнае вузкае месца ў такіх прадуктах, як наша. У адрозненне ад таго, у цэнтралізаваных базах дадзеных пасля ўстанаўлення злучэння няма неабходнасці індывідуальна правяраць кожны запыт, які паступае праз яго.
  2. Механізмы кансенсусу. У размеркаванай базе дадзеных, такіх як блок-ланцуг, неабходна прыкласці намаганні для таго, каб вузлы ў сетцы дасягнулі кансенсусу. У залежнасці ад механізму кансенсусу, які выкарыстоўваецца, гэта можа прадугледжваць значную сувязь і / або зносіны з віламі і наступнымі зваротнымі зваротамі. Хоць гэта сапраўды так, што цэнтралізаваныя базы дадзеных таксама павінны змагацца з супярэчлівымі і перарванымі транзакцыямі, але гэта значна менш верагодна, калі транзакцыі стаяць у чаргу і апрацоўваюцца ў адным месцы.
  3. Лішак. Гаворка ідзе не пра прадукцыйнасць асобнага вузла, а пра агульную колькасць вылічэнняў, якіх патрабуе blockchain. У той час як цэнтралізаваныя базы дадзеных апрацоўваюць транзакцыі адзін раз (ці два разы), у блокчейне яны павінны быць апрацаваны незалежна ад кожнага вузла ў сетцы. Так шмат больш працы робіцца для таго ж канчатковага выніку. Аднак у новым пакаленні blockchains гэта цяпер вырашаецца ў кліента.

Хоць гэта ставіць blockchains ў невялікі недахоп, вы з часу пацверджання бачыце, што розніца становіцца нязначнай.

Канфідэнцыяльнасць блокчейна

У якасці прыкладу Bitcoin - гэта некантралюемая база дадзеных, некантралюемая для чытання, тое ж самае тычыцца большасці крыпта-валют і blockchains на сённяшні дзень (за выключэннем blockchains для кансорцыумаў і прыватных blockchains, дзе кантроль сядзіць з кансорцыумам і прыватнай арганізацыяй адпаведна) . Гэта азначае, што кожны можа напісаць новы блок у ланцужок, і кожны можа прачытаць блок у ланцужку.

Акрамя таго, дазволены blockchain, як цэнтральная база дадзеных, можа кіравацца запісам і кантролем чытання, гэта значыць, што сетка або пратакол могуць быць наладжаны, таму толькі дазволеныя ўдзельнікі могуць пісаць у базу дадзеных альбо чытаць базу дадзеных.

Схаванне інфармацыі ў blockchain патрабуе вялікай колькасці крыптаграфіі і звязанай з ёй вылічальнай нагрузкі (у выпадку алгарытмаў кансенсусу Proof-of-Work) для вузлоў у сетцы. Гэта датычыцца блокчейна Bitcoin і большасці папярэдніх успрыманняў blockchain, аднак новыя сістэмы (Tangle, Hashgraph, RaiBlocks і г.д.) распрацавалі ўсе спосабы, каб выключыць гэтую праблему.

Калі канфідэнцыяльнасць - адзіная мэта / вырашальны фактар, ці варта выкарыстоўваць блок-ланцуг і давер зусім не з'яўляецца фактарам, то базы дадзеных blockchain не ўяўляюць ніякай перавагі перад цэнтралізаванай базай дадзеных.

Дзеля справядлівасці, на blockchain даступна мноства стратэгій для змякчэння праблемы прыватнасці. Яны вар'іруюцца ад простых ідэй, такіх як правядзенне транзакцый пад некалькімі blockchain адрасамі, да перадавых крыптаграфічных метадаў, такіх як канфідэнцыйныя транзакцыі і доказы нулявых ведаў (зараз у вытворчасці). Тым не менш, чым больш інфармацыі вы хочаце схаваць на blockchain, тым большая вылічальная нагрузка вы плаціце для стварэння і праверкі транзакцый. І незалежна ад таго, як развіваюцца гэтыя прыёмы, яны ніколі не перайдуць просты і просты спосаб цалкам схаваць дадзеныя.

Надзейнасць / цягавітасць

Вялікім плюсам баз дадзеных, якія працуюць на блокчейне, з'яўляецца надзвычайная дапушчальнасць адмоваў, якая вынікае з іх убудаванай надмернасці. Кожны вузел апрацоўвае кожную транзакцыю, таму ні адзін асобны вузел не мае вырашальнага значэння для базы дадзеных у цэлым. Сапраўды гэтак жа, вузлы злучаюцца адзін з адным шчыльна, адначасова, таму шмат камунікацыйных сувязяў можа спыніцца перад тым, як усё прыпыніцца. Blockchain гарантуе, што вузлы, якія пайшлі ўніз, заўсёды могуць дагнаць транзакцыі, якія яны прапусцілі.

І хоць гэта праўда, што звычайныя базы дадзеных прапануюць мноства метадаў рэплікацыі, blockchains паднімаюць гэта на зусім новы ўзровень. Для пачатку не патрабуецца ніякая канфігурацыя - проста злучыце некаторыя вузлы blockchain разам, і яны аўтаматычна захоўваюць сябе ў сінхранізацыі. Акрамя таго, вузлы можна свабодна дадаваць і выдаляць з сеткі без якіх-небудзь падрыхтовак і наступстваў. Нарэшце, знешнія карыстальнікі могуць адпраўляць свае транзакцыі на любы вузел або на некалькі вузлоў адначасова, і гэтыя транзакцыі аўтаматычна і бесперашкодна распаўсюджваюцца на ўсіх астатніх.

Гэтая надзейнасць трансфармуе эканоміку даступнасці базы дадзеных. Пры рэгулярных базах дадзеных высокая даступнасць дасягаецца за кошт спалучэння дарагой інфраструктуры і ліквідацыі наступстваў катастроф. Першасная база дадзеных працуе на апараце высокага класа, які ўважліва сочыць за праблемамі, а транзакцыі рэплікуюцца ў сістэму рэзервовага капіявання ў іншым фізічным месцы. Калі асноўная база дадзеных не працуе (напрыклад, з-за адключэння электраэнергіі або катастрафічнага збою абсталявання), дзейнасць аўтаматычна пераходзіць на рэзервовую копію, якая становіцца новай асноўнай. Пасля выпраўлення сістэмы, якая выйшла з ладу, яна выбудоўваецца ў якасці новай рэзервовай копіі, калі і калі неабходна. Хоць усё гэта выканальна, дабрабыт і сумна цяжка атрымаць.

Замест гэтага, што, калі б у нас было 10 вузлоў blockchain, якія працуюць у розных частках свету, усё на таварным абсталяванні, гэтыя вузлы былі б шчыльна звязаны адзін з адным, дзяліўшыся транзакцыямі на аснове "аднагодкаў" і выкарыстоўваючы blockchain для забеспячэння кансенсусу.

Канчатковыя карыстальнікі, якія здзяйсняюць транзакцыі, падключаюцца да (скажам) 5 гэтых вузлоў, таму не мае значэння, калі некалькі спасылак на сувязь пераходзяць уніз. І калі адзін-два вузлы цалкам выйдуць з ладу ў любы дзень, ніхто нічога не адчувае, таму што ёсць яшчэ больш, чым дастаткова копій. Здараецца, менавіта гэта спалучэнне сістэм нізкай кошту і высокай залішнясці - менавіта так Google пабудавала сваю пошукавую сістэму так нядорага. Blockchains можа зрабіць тое ж самае для баз дадзеных.

Высновы

Кароткае адрозненне базы дадзеных Blockchain Vs

Таму, калі гаворка ідзе пра доўгатэрміновае рашэнне аб выкарыстанні blockchain, пытанне, які варта задаць, такі: што важней для майго выкарыстання? Безабароннасць і надзейнасць? Ці канфідэнцыяльнасць і працаздольнасць?

Відавочна, што праблемы кампаніі альбо асобныя праблемы застаюцца па-за вышэйзгаданым параўнаннем, і фактары на карысць цэнтралізаванай базы дадзеных паступова вырашаюцца тэхналогіямі блокчейнаў наступнага пакалення. У якасці такіх blockchains выкарыстоўваецца моцнае выкарыстанне выпадкаў, калі беспасрэднасць і надзейнасць важней, чым канфідэнцыяльнасць (адрасы крыптаграфіі) і прадукцыйнасць (хутка гэта не будзе праблемай).

Удзячнасці / Спасылкі

Твор:

• Тытульная старонка "Інтэлектуальныя рашэнні" прадастаўлена http://www.hloom.com/cover-pages/
• Загаловак старонкі / ніжні калантыт “Абстрактныя сінія агні”, створаны Kotkoa - Freepik.com

Іншыя даведкі:

• https://www.multichain.com/blog/2016/03/blockchains-vs-centralized-databases/
• https://www.ethereum.org/
• http://www.altcointoday.com/bitcoin-ethereum-vs-visa-paypal-transaction-per-second/
• https://etherscan.io/chart/tx
• https://support.metalpay.com/hc/en-us/articles/115000373814-How-long-do-Ethereum-transaction-take-
• https://etherscan.io/chart/blocktime
• https: //www.reddit.com/r/dashpay/comments/5yw0yy/how_many_transaction_per_second_can_dash_handle/
• https://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic_Curve_Digital_Signature_Algorithm
• https: //www.reddit.com/r/litecoin/comments/6dzoph/litecoins_insane_capacity/
• https: //www.reddit.com/r/litecoin/comments/74lltt/litecoin_scalability_and_future_serious/
• https://iota.stackexchange.com/questions/88/what-is-the-average-transaction-time-in-iota
• https://hackernoon.com/blockchains-versus-traditional-databases-c1a728159f79
• https://techbeacon.com/Blockchain-relational-database-which-right-for-your-application
• https://medium.com/blockchain-review/private-blockchain-or-database-whats-the-difference-523e7d42edc
• https://www.coindesk.com/information/what-is-the-difference-blockchain-and-database/
• https://www.investopedia.com/terms/m/mooreslaw.asp
• https://people.xiph.org/~greg/confidential_values.txt
• http://zerocash-project.org/paper

Чытайце арыгінальны артыкул пра Steemit