Что такое база данных блокчейна?

Технология Blockchain является ведущей и одной из самых безопасных технологий, которая используется для упрощения транзакций и отслеживания активов в бизнес-сетях. Актив может быть материальным (автомобиль, дом) или нематериальным (интеллектуальная собственность, патенты). Эти вещи можно виртуально отслеживать и продавать с помощью технологии блокчейн, что в конечном итоге снижает риск возникновения каких-либо препятствий. Таким образом, это самая безопасная сеть, через которую можно отследить свою транзакцию.

Данные хранятся в блокчейне в виде подписанных блоков, которые связаны друг с другом, образуя цепочку блоков. Любая транзакция сначала должна быть подтверждена большинством узлов в сети, и как только она будет подтверждена, транзакция будет добавлена ​​в блок, и блок будет передан всем узлам в сети.

Что такое база данных блокчейн?

Блокчейны похожи на базы данных, которые функционально и структурно отличаются друг от друга. В то время как базы данных хранят данные, используя «табличные» данные, с другой стороны, блокчейны хранят данные в блоках. Базы данных блокчейна децентрализованы, в то время как традиционная реляционная база данных централизована.

• Блокчейн — это распределенная децентрализованная книга, которая хранит информацию в блоках.
• Каждую цепочку блоков можно считать базой данных, но каждую базу данных нельзя считать цепочкой блоков.
• Базы данных Blockchain значительно медленнее по производительности по сравнению с традиционными базами данных.

Блокчейн против базы данных

Ниже приведены некоторые различия между блокчейном и базой данных:

Параметры	Блокчейн	База данных
Контроль над данными	Блокчейн имеет децентрализованный контроль над данными.	Традиционная база данных имеет централизованный контроль над данными.
Администратор	Блокчейн не требует администратора, поскольку одна и та же копия данных поддерживается на каждом узле в сети.	В базе данные хранятся администратором.
История	В блокчейне есть информация в реальном времени, но она позволяет отслеживать историю транзакций.	Традиционные базы данных записывают только текущую информацию. Таким образом, невозможно отследить историю транзакций.
Производительность	Блокчейны имеют низкую производительность, если рассматривать их как технологию цифровых транзакций.	Реляционные базы данных превосходят блокчейны по производительности.
Целостность данных	Блокчейн делает невозможным вмешательство злоумышленника в данные в сети без разрыва цепи.	Если необходимые меры не будут приняты, злоумышленник может изменить данные в базах данных.
Операции над транзакциями	В блокчейне возможно только чтение или добавление данных в базу данных блокчейна.	База данных позволяет выполнять операции чтения, записи, обновления и удаления данных.
Разрешение	Блокчейны не имеют разрешений, поскольку любой может получить к ним доступ.	Базы данных разрешены, поскольку к ним могут получить доступ только лица, которые имеют право доступа к ним.
Конфиденциальность	Блокчейн безопасен и конфиденциальен.	Базы данных не являются полностью конфиденциальными.
Рекурсивный	Блокчейны не являются рекурсивными, поскольку невозможно вернуться назад, чтобы повторить задачу для любой записи.	Базы данных являются рекурсивными, поскольку можно вернуться назад, чтобы повторить задачу с определенной записью.

Различные способы создания базы данных блокчейна

Перед созданием базы данных блокчейна необходимо учитывать 2 фактора:

1. Развертывание базы данных на предприятии или в консорциуме.Важно определить, будет ли база данных использоваться на предприятии или в консорциуме. В некоторых случаях возможно, что предприятие использует блокчейн для внутреннего хранения данных и выступает в качестве центрального органа, управляющего данными. В этом случае база данных блокчейна централизована. Но в большинстве случаев блокчейны работают в консорциуме, где нет единого источника, который владеет и контролирует данные. Криптовалюты являются одним из таких примеров.
2. Использование данных.Второй наиболее важный фактор, который следует учитывать, — это то, как будут использоваться данные. Операционные данные — это данные, используемые непосредственно клиентами, подключающимися к базе данных. Например, криптовалюты там, где нет посредника. Нерабочие данные — это те, к которым можно получить доступ через посредника.

Учитывая 2 вышеуказанных фактора, существует 4 возможных способа создания базы данных блокчейна:

1. Централизовано с оперативными данными / оперативным хранилищем данных блокчейна с предприятием.
2. Централизовано с нерабочими данными / нерабочим хранилищем данных блокчейна с предприятием.
3. Децентрализовано с оперативными данными / оперативным хранилищем данных блокчейна с консорциумом.
4. Децентрализованное хранилище нерабочих данных / нерабочих данных с консорциумом.

Давайте обсудим каждый из них подробно.

Централизовано с операционными данными / хранилищем оперативных данных блокчейна с предприятием

Когда блокчейн развернут внутри предприятия, его не нужно децентрализовать. Централизация упрощает развертывание и в то же время предлагает преимущества блокчейна по сравнению с другими базами данных.

• Это хранилище данных полезно при принятии решений и оперативной отчетности.
• База данных должна контролироваться двумя или более администраторами, каждый из которых будет работать из разных мест.
• Эта база данных обеспечивает неизменность документов и в то же время возможность создавать и передавать активы.
• Это развертывание предоставляет стороннему аудитору надежный путь для передачи активов.
• Администраторы будут нести ответственность за проверку транзакций, когда это необходимо.
• В этом хранилище данных клиенты напрямую получают доступ к данным без какого-либо посредника, поскольку часть данных хранится в блокчейне.
• Это предотвращает доступ внешних клиентов к данным.

Централизованное с нерабочими данными/нерабочее хранилище данных блокчейна с предприятием

В этом случае развертывание базы данных блокчейна также централизовано и поддерживается ограниченным числом администраторов. Этот подход отличается тем, что здесь настраиваются посредники, которые могут получить доступ к хранилищу данных и отправить их клиентам.

• В этом типе базы данных блокчейна клиенты не получают прямой доступ к данным.
• Здесь клиенты подключаются к экземплярам базы данных, которые, в свою очередь, подключаются и разгружают части данных в блокчейне.
• Этот подход обеспечивает более высокую производительность, поскольку для принятия транзакции требуется меньшее количество узлов.
• Поскольку данные доступны только ограниченному числу клиентов, этот метод добавляет больше конфиденциальности в базу данных блокчейна.

Децентрализовано с оперативными данными / хранилищем оперативных данных блокчейна с консорциумом

В этом сценарии развертывания создается консорциум, чтобы устранить необходимость в том, чтобы один объект контролировал базу данных. Консорциум может состоять из нескольких баз данных.

• Такой подход гарантирует, что база данных децентрализована.
• Все компании действуют как отдельные узлы и, таким образом, несут ответственность за ведение базы данных.
• Децентрализация повышает неизменность данных.
• Например, управление цепочками поставок и т. д.

Децентрализованный с неоперационными данными / хранилищем нерабочих данных с консорциумом

В этом сценарии развертывания несколько администраторов из разных членов консорциума контролируют блокчейн.

• Посредники здесь, чтобы помочь клиентам получить доступ к данным в базе данных.
• Этот подход обеспечивает повышенную скорость и конфиденциальность, поскольку количество клиентов, имеющих доступ к блокчейну, ограничено.
• Например, компании, которые хранят личную информацию и данные о продажах, которые могут потребоваться сторонним сторонам и аффилированным организациям, которым не разрешен прямой доступ к базе данных.

Проектирование базы данных блокчейна

Есть две основные проблемы, с которыми сталкиваются, если кто-то думает об использовании блокчейна в качестве базы данных:

• Блокчейн содержит транзакционные данные, но имеет очень ограниченные возможности запросов.
• Чтобы проверить блок в цепочке блоков, большинство узлов должны одобрить его. Чем больше узлов в сети, тем больше времени требуется для проверки блока.

Вместо использования блокчейна в качестве базы данных рекомендуется взять существующую базу данных, а затем добавить к ней функции блокчейна. Здесь используются два уровня базы данных:

Первый уровень использует упрощенный протокол консенсуса, который может обеспечить целостность данных с хорошей производительностью для запросов.

Второй уровень использует механизм консенсуса PoW для хранения свидетельств операций базы данных для первого уровня. Два уровня связаны через механизм привязки блокчейна, где механизм привязки связывает первый уровень с блоками второго уровня. Таким образом, создается цепочка доказательств, подтверждающая достоверность данных первого слоя.

Проблемы при создании базы данных блокчейна

• Возможности запросов: Блокчейн как база данных может хранить транзакции и данные, но ему не хватает возможностей запросов, что является ключевым недостатком.
• Масштабируемость. Общедоступному блокчейну не хватает масштабируемости, поскольку добавление децентрализованных узлов в сеть блокчейна приводит к увеличению сетевого трафика и, таким образом, снижает пропускную способность транзакций блокчейна.
• Низкая пропускная способность: децентрализованный узел в сети блокчейна приводит к большему сетевому трафику, но, поскольку для утверждения транзакции требуется больше узлов, это приводит к снижению пропускной способности транзакции блокчейна.
• Высокая задержка: популярные сети блокчейнов, такие как биткойн и Ethereum, имеют высокую задержку.

Топ 5 баз данных на основе блокчейна

Ниже приведены 5 лучших баз данных на основе блокчейна:

1. BigchainDB: Iteth — это база данных на основе блокчейна, предоставляемая MongoDB, которая позволяет добавлять в приложение децентрализованные и блокчейновые качества. Он также позволяет размещать крупномасштабные приложения во многих случаях использования.

• Записи, хранящиеся в BigChainDB, неизменны и защищены от несанкционированного доступа.
• База данных децентрализована, что означает отсутствие единой точки отказа.
• В BigChainDB можно хранить различные типы активов.
• Использование протокола консенсуса Tendermint позволяет BigChainDB достигать высокой производительности.

2. Cassandra: это распределенная база данных NoSQL с открытым исходным кодом, обеспечивающая линейную масштабируемость. Тысячи компаний доверяют Cassandra за высокую доступность без ущерба для производительности. Это уникальная база данных на основе блокчейна для проектных целей благодаря наличию примечательных функций.

• Cassandra — это распределенная база данных.
• Он также отказоустойчив из-за своего распределенного характера, так как нет единой точки отказа.
• Cassandra использует язык запросов Cassandra (CQL) для запроса данных из базы данных.

3. ChainifyDB: это блокчейн-решение для баз данных. Он обеспечивает уровень, на котором базы данных могут быть подключены к сети ChainifyDB. Chainify DB также синхронизирует базы данных.

Связь в ChainifyDb зашифрована между подключенными базами данных.

Эту базу данных можно легко подключить к любому хранилищу данных или базе данных, не затрагивая приложения, работающие в базах данных.

4. Modex BCDB: это промежуточный программный продукт, обеспечивающий организациям подход plug-and-play. Modex BCDB стремится предложить защиту данных в режиме реального времени.

• Это сочетание традиционной базы данных и технологии блокчейн.
• Modex BCDB поддерживает несколько баз данных.
• Он обеспечивает безопасность при одновременном управлении данными.

5. Postchain: это блокчейн-платформа, разработанная Chromeby в Швеции. Он имеет сеть узлов, которые поддерживают набор данных с помощью алгоритма консенсуса проверки полномочий.

• Это модульная базовая база данных, используемая для реализации пользовательских блокчейнов.
• Он хранит данные в базе данных SQL.
• В базе данных Postchain транзакции не записываются в базу данных с помощью кода SQL.