Blockchain oder Datenbank; Was ist das Beste für Ihr Unternehmen?

Unterschied zwischen Blockchain und Datenbank

Heutzutage sagen Unternehmen: "Verwenden wir Blockchain oder eine traditionellere Datenbank?" Sie beantworten die Frage.

Es gibt so viele Unterschiede zwischen den beiden und ich versuche, ihnen unten so viel wie möglich zu geben. Es beginnt mit dem Unterschied in der Architektur oder der Organisation bestimmter Technologien.

Wenn es also um die langfristige Entscheidung für die Verwendung von Blockchain geht, lautet die Frage: Was ist für meine Verwendung wichtiger? Übertragung und Stabilität? Oder Privatsphäre und Leistung?

Einfache Architektur

Die traditionelle Datenbank ist im Grunde eine Client-Server-Netzwerkarchitektur.

Der Client (Benutzer), der über die richtigen Berechtigungen für das Benutzerkonto verfügt, kann die auf dem zentralen Server gespeicherten Datensätze (physische Zentralisierung oder verteilte Cloud-Zentralisierung), Zugriffsinformationen, Zugriffsberechtigungen, Rollen usw. ändern. .

Wenn Sie eine "Masterkopie" erstellen, erhält jeder Benutzer eine aktualisierte Kopie der "Masterkopie", wenn er das nächste Mal von einem PC / Tablet / Smartphone auf eine Datenbank zugreift. aber nur die "Basiskopie" ist die eigentliche Kopie. Die Datenbankverwaltung wird von den Datenbankadministratoren überlassen, sodass die zentrale Behörde Zugriff und Berechtigungen erhalten kann.

Architektur für das Datenbanksystem

Bei Blockchain und Blockchain funktioniert dies ganz unterschiedlich, wobei jeder Teilnehmer neue Datensätze in der Datenbank verwaltet, aufzeichnet, aktualisiert und überprüft. Alle Teilnehmer (Knoten) handeln nach dem gleichen Ergebnis (Kompromiss) und gewährleisten so die interne Sicherheit des Netzwerks.

Architektur für das Blockchain-System

Die Implikationen dieses grundlegenden Unterschieds sind, dass Blockchains als System zur Aufzeichnung bestimmter Funktionen gut geeignet sind, während eine zentralisierte Datenbank für andere Funktionen perfekt ist.

Verschiedene Faktoren zu berücksichtigen

Verwaltung und dezentrale Verwaltung und Vertrauen

Wenn es um Vertrauen geht, meinen wir nicht jeden, der einen schlechten Zweck hat, aber es ist eine einfache Tatsache, dass die Parteien einer Transaktion sich nicht kennen und Vertrauen in die Beziehung aufbauen müssen. Dies ist wie die Verwendung Ihrer Bankkarte oder Visa-Karte, um online zu bezahlen. Dies bedeutet, dass Sie der Institution vertrauen, in der Sie die Karte gekauft haben, und der Quelle des Kaufs vertrauen. Dieses Vertrauen kann häufig an Glaubwürdigkeit verlieren.

Fast alle Blockchains ermöglichen es verschiedenen Parteien, sich gegenseitig zu vertrauen, um Informationen auszutauschen, ohne dass ein zentraler Administrator erforderlich ist. Transaktionen werden von einem Netzwerk von Benutzern (Knoten) verarbeitet, die als Kompromissmechanismus fungieren, sodass jeder das gleiche Aufzeichnungssystem erstellt (mehr oder weniger zur gleichen Zeit, abhängig von der Blockchain).

Im traditionellen Modell wird das Vertrauen jedoch den Datenbankadministratoren und den meisten Administratoren anvertraut (nicht schlecht). Oft besteht Vertrauen in der Organisation, da wir den Administrator oft nicht kennen. Zum Beispiel wird das Geld, das Menschen normalerweise in ihren persönlichen Datenbanken sparen, nicht von Banken gestohlen.

Dies kann der einzig logische Grund sein, warum Sie eine zentralisierte Verwaltung wünschen, was an sich der Grund für Ihr Geschäftsmodell / Ihre Spezialität / Ihren Aufenthalt sein kann. Siehe beispielsweise Amazon Cloud und Azure Cloud. Menschen (Amazon und Microsoft) glauben an die Technologie, die hinter ihnen steht, und verlassen sich daher auf die Netzwerke, die sie verwalten.

Es bedeutet aber auch, dass Manager wie Banken Milliarden von Dollar ausgeben müssen, um ihre zentralen Datenbanken sicher zu verwahren, egal ob Hacker oder andere Personen (einschließlich Malware), die von dieser Datenbank profitieren möchten. Kerne). ob durch Gelddiebstahl, Diebstahl von Informationen oder einfach durch Ändern von Informationen). Wenn die zentralen Behörden oder die Organisationen, denen wir vertrauen, scheitern, verlieren wir.

Zuweisen

Warum ist diese Meinungsverschiedenheit wichtig? Selbst wenn die Datenbank aus Bits und Bytes besteht, sieht sie genau so aus. Der Inhalt der Datenbank wird im Speicher und auf der Festplatte eines bestimmten Computersystems gespeichert, und jeder, der Zugriff auf dieses System hat, kann die Daten beschädigen oder beschädigen. Sobald Sie Ihre Daten an eine permanente Datenbank gesendet haben, sind Sie daher von der menschlichen Organisation abhängig, in der sich die Datenbank befindet.

Während die Blockchain eine vollständig überprüfbare Datenbank bereitstellt und Integrität und Transparenz bietet:

  • Integrität, da jeder Benutzer sicher sein kann, dass die empfangenen Daten beschädigt sind und seit dem Zeitpunkt des Schreibens nicht mehr geändert werden.
  • Transparenz, da jeder Benutzer überprüfen kann, wie die Blockchain im Laufe der Zeit hinzugefügt wird.

Dann stellt sich die Frage, ob unser Vertrauen richtig positioniert ist oder ob Vertrauen zwischen verschiedenen Parteien erforderlich ist. Eines der Schlüsselprinzipien der Blockchain besteht darin, das Bedürfnis nach Vertrauen aus der Gleichung zu entfernen.

Die Welt ist voller vertrauenswürdiger Organisationen - Regierungen und Banken (meistens), Universitäten, Gewerkschaften und sogar private Unternehmen wie Google und Facebook. Zum größten Teil funktioniert es sehr gut, insbesondere in Industrieländern. Ich glaube, meine Stimme wird immer berechnet und keine Bank hat mein Geld gestohlen (außer mir eine riesige Transaktionsgebühr zu bringen). Was ist das Problem? Wenn eine Organisation eine wichtige Datenbank verwaltet, benötigt sie mehrere Personen und Prozesse, um die Datenbank intakt zu halten. Sie müssen Mitarbeiter einstellen, Prozesse verarbeiten und es kostet viel Zeit und Geld.

Blockchain bietet daher eine Möglichkeit, diese Organisationen durch eine verteilte Datenbank zu ersetzen, die durch intelligente Kryptografie blockiert wird. Nach wie vor nutzen sie die ständig wachsende Kapazität von Computersystemen, um Menschen auf neue Weise zu codieren. Nach dem Schreiben wird der Code sehr billig. "Lese- und Schreibvorgänge" und "Prüfen und Schreiben" sind wichtige Faktoren für eine dezentrale Verwaltung.

CRUD- (Datenbank) und Lese- und Schreibvorgänge (Blockchain)

In einer herkömmlichen Datenbank kann der Client vier Funktionen für die Daten ausführen: Erstellen, Lesen, Aktualisieren und Löschen (zusammen als CRUD-Befehle bezeichnet).

Die Blockchain wurde nur für Add-Ons erstellt. Der Benutzer kann weitere Informationen nur in Form zusätzlicher Blöcke hinzufügen. Alle vorherigen Informationen werden dauerhaft gespeichert und können nicht geändert werden. Daher sind die einzigen Operationen im Zusammenhang mit Blockchain:

  • Lesevorgänge: Rufen Sie diese Abfragen und Daten aus der Blockchain ab
  • Schreibvorgänge: Diese fügen der Blockchain weitere Informationen hinzu

Überprüfen und schreiben Sie in Blockchain

Mit Blockchain können Sie zwei Aufgaben ausführen: Transaktionsüberprüfung und Schreiben einer neuen Transaktion.

Eine Transaktion ist eine Operation, die den Status der Daten ändert, die in der Blockchain gespeichert sind. Die vorherigen Datensätze in der Blockchain sollten gleich bleiben, während der neue Datensatz den Status der Daten im vorherigen Datensatz ändern kann. Wenn die Blockchain beispielsweise 1 Million BTC in meiner Bitcoin-Brieftasche aufzeichnet, wird diese Nummer dauerhaft in der Blockchain gespeichert.

Wenn ich 200.000 BTC ausgebe, wird diese Transaktion in die Blockchain geschrieben und bringt mein Guthaben auf 800.000 BTC. Da Blockchain jedoch nur hinzugefügt werden kann, verbleibt mein BTC-Guthaben vor der Transaktion von 1 Million für diejenigen, die dauerhaft in der Blockchain bleiben möchten. Aus diesem Grund wird Blockchain häufig als festes und verteiltes Notizbuch bezeichnet.

Historisch und in Echtzeit

Die meisten zentralen Datenbanken speichern aktuelle Informationen zu einem bestimmten Zeitpunkt, wodurch eine sofortige oder längere Zeit bereitgestellt wird, jedoch keine Echtzeitdaten (die während der Aufnahmen verarbeitet werden).

Die Blockchain-Datenbank kann wiederum Daten speichern, die alle bisher verfügbaren Informationen enthalten. Die Blockchain-Technologie erstellt eine Datenbankkette mit eigener Geschichte, die als ständig wachsendes Archiv ihrer Geschichte wächst und Echtzeitporträts erstellt. Aufgrund der Verwendung von Kryptografie und Merkle-Bäumen bleiben historische Daten unveränderlich und unverändert. Die einzige Möglichkeit, die Blockchain zu ändern, besteht darin, eine neue Transaktion hinzuzufügen, die die vorherige Transaktion abdeckt, und dies nur mit Zustimmung der beteiligten Parteien. In vielen Fällen hat sich der Ethereum-Stecker tatsächlich an das alte System gewandt, um den Systemfehler zu beheben (dies kann erforderlich sein, verstößt jedoch gegen das Blockchain-Prinzip).

Ja, die vorherige Blockchain-Technologie ist theoretisch für alle Blockchain-Technologien möglich, aber jeder, der dies versucht, befindet sich im Rest des Netzwerks so sehr, dass dies fast unmöglich und / oder zu teuer wird. Genau das, was zum Ändern oder Ändern der Blockchain-Datenbank erforderlich ist, hat dazu geführt, dass Benutzer die Blockchain-Datenbank als unveränderlich bezeichnen.

Datenbank- oder Blockchain-Leistung

Wenn wir die ersten Blockchains betrachten, die als Aufzeichnungssysteme verwendet werden können und sich ideal als Transaktionsplattform eignen, sind sie als Datenbank im Vergleich zur heutigen digitalen Transaktionstechnologie von Visa und Paypal langsam. In den letzten Monaten ist jedoch eine Reihe von Blockchains entstanden, die in der Lage sind, Transaktionen mit viel höherem Volumen durchzuführen, ohne für Transaktionen auf alternative Routen / Kettennetzwerke zurückzugreifen.

Abgesehen davon erfordert die Natur der Blockchain-Technologie, dass etwas Geschwindigkeit geopfert wird. Die Art und Weise, wie verteilte Netzwerke in der Blockchain-Technologie arbeiten, bedeutet, dass sie nicht miteinander verbunden sind und dass jeder von ihnen unabhängig das Netzwerk bedient und dann ihre Ergebnisse mit dem Rest des Netzwerks vergleicht. passiert ist. Andererseits gibt es seit Jahrzehnten traditionelle Datenbanken, deren Leistung gemäß dem Gesetz von Moore gestiegen ist.

Moores Gesetz gilt für die Beobachtung von Gordon Moore, einem Mitbegründer von Intel, im Jahr 1965. Er bemerkte, dass sich seit der Erfindung die Anzahl der Transistoren pro Quadratzoll in integrierten Schaltkreisen jedes Jahr verdoppelt hat. Moores Gesetz sagt voraus, dass sich dieser Trend in naher Zukunft fortsetzen wird. Obwohl die Geschwindigkeit langsamer wird, hat sich die Anzahl der Transistoren pro Zoll alle 18 Monate verdoppelt. Dies wird als aktuelle Definition des Moore'schen Gesetzes verwendet.
Vergleich der Blockchain-Operation

Beachten Sie, dass diese Geschwindigkeit in einigen Fällen nicht die Geschwindigkeit ist, mit der sie gemessen wird. IOTA und Raiblocks werden in diesem Sinne noch getestet.

Obwohl die obigen Zahlen deutlich zeigen, dass die Blockchain-Technologie zentralisierte Datenbanken in Bezug auf Transaktionsvolumen und Bandbreite erfasst, ist dies aufgrund des Moore-Gesetzes und der Art der Blockchain immer ein typisches Beispiel. offensichtlich. . Bei der Verarbeitung einer Transaktion sollte die Blockchain alles wie eine normale Datenbank ausführen, jedoch immer drei zusätzliche Aktionen ausführen:

  1. Überprüfung der Unterschrift. Jede Blockchain-Transaktion muss mithilfe eines öffentlich-privaten kryptografischen Schemas wie ECDSA digital signiert werden. Dies ist erforderlich, da Transaktionen auf Peer-Weise auf Knoten verteilt werden, sodass ihre Quelle nicht nachgewiesen werden kann. Die Erzeugung und Validierung dieser Signaturen ist ein Hauptproblem für Computer- und ähnliche Produkte. Im Gegensatz dazu muss nicht jede einzelne Anforderung, die an eine zentralisierte Datenbank gesendet wird, einzeln überprüft werden.
  2. Konsensmechanismen. In einer verteilten Datenbank wie der Blockchain sollten Anstrengungen unternommen werden, um sicherzustellen, dass die Knoten im Netzwerk einen Konsens erzielen. Abhängig vom aktuellen Konsensmechanismus kann dies wichtige Verbindungen und / oder Gabelhandhabung umfassen. Richtig, zentralisierte Datenbanken müssen sich mit widersprüchlichen und abgebrochenen Vorgängen befassen, aber es ist weniger wahrscheinlich, dass sie an einem Ort verarbeitet und verarbeitet werden.
  3. Fortpflanzung. Hier geht es nicht um die Leistung eines separaten Knotens, sondern um die Gesamtmenge an Rechenaufwand, die eine Blockchain benötigt. Wenn zentralisierte Datenbanken einmal (oder zweimal) Transaktionen verarbeiten, muss jeder Knoten im Netzwerk diese unabhängig verarbeiten. Es wird so viel getan, um das gleiche Ergebnis zu erzielen. In der neuen Generation von Blockchains wird dies jetzt jedoch vom Client ausgeführt.

Obwohl diese Blockchains etwas nachteilig sind, können Sie sehen, dass der Unterschied seit dem Zeitpunkt der Genehmigung nicht signifikant ist.

Blockchain-Datenschutz

Beispielsweise ist Bitcoin eine ungeschriebene, unlesbare und unlesbare Datenbank mit vielen Kryptowährungen und Blockchains (ausgenommen private Blockchain, die dem Verwaltungskonsortium und der privaten Organisation gehört). ). . Dies bedeutet, dass jeder einen neuen Block in die Kette schreiben und jemand den Block in der Kette lesen kann.

Zulässige Blockchain, z. B. eine zentrale Datenbank, können gesteuert und lesbar sein, dh das Netzwerk oder Protokoll kann konfiguriert werden, sodass nur autorisierte Teilnehmer in die Datenbank schreiben oder die Datenbank lesen können. Winter.

Das Ausblenden von Daten in der Blockchain erfordert viel Kryptografie und die entsprechende Rechenlast (im Fall von Proof-of-Work-Konsensalgorithmen) für Knoten im Netzwerk. Dies tritt im Fall der Bitcoin-Einführung der Blockchain und früherer Blockchain auf, aber neue Systeme (Tangle, Hashgraph, RaiBlocks usw.) haben alle Möglichkeiten entwickelt, um dieses Problem zu lösen.

Wenn Datenschutz der einzige Zweck / entscheidende Faktor für die Verwendung von Blockchain ist oder nicht, ist die Blockchain-Datenbank im Allgemeinen der zentralisierten Datenbank nicht überlegen.

Um fair zu sein, gibt es viele Strategien, um das Datenschutzproblem zu mindern. Diese reichen von einfachen Ideen wie dem Arbeiten unter mehreren Blockchain-Adressen bis hin zu fortschrittlichen kryptografischen Techniken wie Stealth-Transaktionen und dem Nachweis von Null Wissen (in der modernen Produktion). Je mehr Informationen Sie jedoch in der Blockchain verbergen möchten, desto größer ist der Rechenaufwand beim Erstellen und Überprüfen von Transaktionen. Unabhängig davon, wie diese Techniken entwickelt werden, werden sie niemals mit einer einfachen und einfachen Möglichkeit fertig werden, Informationen zu verbergen.

Kraft / Ausdauer

Der große Vorteil blockchain-basierter Datenbanken besteht darin, dass sie extremen Fehlern standhalten können, die durch die integrierte Schrumpfung verursacht werden. Jeder Knoten verarbeitet jede Transaktion, sodass jeder einzelne Knoten für die gesamte Datenbank nicht wichtig ist. In ähnlicher Weise sind die Knoten auf identische Weise miteinander verbunden, so dass viele Verbindungen fehlschlagen können, bis die Dinge aufhören. Blockchain stellt sicher, dass die Knoten in der verpassten Transaktion immer gefangen sind.

Zwar gibt es viele Möglichkeiten, in einfachen Datenbanken zu replizieren, doch Blockchain bringt dies auf eine neue Ebene. Für den Start ist keine Konfiguration erforderlich. Verbinden Sie einfach einige Blockchain-Knoten miteinander, und sie synchronisieren sich automatisch. Darüber hinaus können die Knoten ohne Vorbereitung oder Konsequenzen frei zum Netzwerk hinzugefügt oder daraus entfernt werden. Schließlich können externe Benutzer ihre Transaktionen gleichzeitig an einen oder mehrere Knoten senden, und diese Vorgänge werden automatisch und nahtlos an andere verteilt.

Diese Konsistenz verändert die Wirtschaftlichkeit der Datenbankverfügbarkeit. Eine hohe Kapazität wird durch eine konstante Datenbank teurer Infrastrukturen und Disaster Recovery erreicht. Die Primärdatenbank arbeitet mit High-End-Geräten, die Probleme sorgfältig verfolgen, und die Vorgänge werden auf ein anderes Sicherungssystem verschoben. Wenn die Primärdatenbank ausfällt (z. B. aufgrund eines Stromausfalls oder eines Hardwarefehlers), wird die Verschiebung automatisch initiiert und gesichert. Nach einer erfolglosen Systeminstallation ist es bereit, bei Bedarf eine neue Sicherungsfunktion auszuführen. All dies kann zwar durchgeführt werden, ist jedoch kostspielig und sehr schwer zu beheben.

Wenn wir stattdessen 10 Blockchain-Knoten in verschiedenen Teilen der Welt haben, alle in Bezug auf Waren, werden diese Knoten eng miteinander verbunden sein und Peer-to-Peer-Deals und Konsens erzielen Was wäre, wenn wir Blockchain für verwenden würden?

Endbenutzer, die Transaktionen erstellen, stellen eine Verbindung zu (z. B.) 5 dieser Knoten her. Es spielt also keine Rolle, ob mehrere Kommunikationsverbindungen unterbrochen sind. Und wenn ein oder zwei Knoten an einem bestimmten Tag nicht vollständig funktionieren, wird niemand etwas bemerken, da noch viele Kopien zu drehen sind. Es stellt sich heraus, dass die Kombination aus kostengünstigen Systemen und großen Backup-Systemen genau so ist, wie Google seine Suchmaschine für einen so niedrigen Preis aufgebaut hat. Blockchainer können dasselbe für Datenbanken tun.

Zusammenfassung

Ein kurzer Überblick über Unterschiede zwischen Blockchain und Datenbank

Wenn es also um die langfristige Entscheidung für die Verwendung von Blockchain geht, lautet die Frage: Was ist für meine Verwendung wichtiger? Übertragung und Stabilität? Oder Privatsphäre und Leistung?

Offensichtlich sind Ihr Unternehmen oder Ihre persönlichen Probleme jenseits des obigen Vergleichs, und der nächste (dritte) Faktor zugunsten zentralisierter Datenbanken wird schrittweise durch die Blockchain-Technologie überprüft. Solche Blockchains haben einen starken Anwendungsfall mit Fragmentierung und Konsistenz anstelle von Datenschutz (für die Kryptografie gilt) und Leistung (was bald kein Problem mehr sein wird).

Danksagung / Referenzen

Ein Kunstwerk:

• Titelseite von Smart Solutions: http://www.hloom.com/cover-pages/ Kotkoa - von Freepik.com erstellter abstrakter Blaulicht-Seitenkopf

Andere Links:

• https://www.multichain.com/blog/2016/03/blockchains-vs-centralized-databases/ • https://www.ethereum.org/ • http://www.altcointoday.com/bitcoin-ethereum -vs-Visum-Paypal-Transaktion-pro-Sekunde / • 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_scure_ //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 -und-Datenbank / • https://www.investopedia.com/terms/m/mooreslaw.asp • https://people.xiph.org/~greg/confidential_values.txt • http://zerocash-project.org / Papier

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