Blockchain против базы данных

Многие люди до сих пор не понимают различий и сходств между традиционными базами данных, и более поздними инновационными блокчейнами.

Два решения для хранения информации

Один из вероятных источников этой путаницы связан с тем фактом, что цепочка блоков — это тип базы данных, поскольку она используется для хранения информации в структурах данных, называемых блоками. Традиционная база данных также хранит информацию, но делает это в структурах, называемых таблицами.

Несмотря на то, что цепочка блоков — это база данных, база данных — это не цепочка блоков. Они не являются взаимозаменяемыми, потому что, хотя оба и используются для хранения информации, они различаются по конструкции и назначению. Понимание этой разницы между ними позволяет понять, почему необходимы блокчейны и почему базы данных лучше подходят для некоторых случаев хранения данных.

• Традиционная база данных

Традиционная база данных предназначена для использования клиент-серверной архитектуры. В этом дизайне пользователь может изменять данные, которые хранятся в базе данных на централизованном сервере. У каждой базы данных есть назначенный единый орган для аутентификации каждого пользователя, прежде чем разрешить ему доступ к базе данных.

Поскольку доступ к базе данных контролируется одним администратором, можно изменить или удалить данные, если администратор или его учетная запись скомпрометированы. В большинстве случаев, если кто-то может получить доступ к базе данных, он также может извлечь данные и использовать их в преступных целях.

• База данных блокчейн

База данных блокчейна не находится на централизованном сервере. Вместо этого она предназначена для размещения на децентрализованных узлах, количество которых может исчисляться тысячами или даже миллионами. Каждый узел является частью администрирования блокчейна. Все узлы могут вводить новую информацию в цепочку блоков, и все узлы проверяют добавления в цепочку блоков.

Большинство узлов должны достичь консенсуса, чтобы проверить добавление любой новой информации. Этот консенсус — это то, что обеспечивает безопасность сети, и очень сложно изменить или удалить информацию после того, как она добавлена  в цепочку блоков. Более того, блокчейны защищены усовершенствованной криптографией, что значительно усложняет изменение данных.

Положительная сторона этих различий заключается в том, что традиционные базы данных достаточно хороши для хранения данных для определенных целей, в то время как блокчейны подходят для другого набора применений. Давайте рассмотрим некоторые различия между ними, а также преимущества и недостатки каждого из них.

Децентрализованный контроль

Одна из основных функций блокчейна — это возможность обмена информацией между двумя сторонами, которые не доверяют друг другу, без необходимости использования центрального администратора. Каждая транзакция обрабатывается всей сетью с использованием механизма консенсуса. Это создает общую запись для всех пользователей одновременно.

Децентрализованный контроль ценен тем, что позволяет избежать рисков, присущих централизованному контролю. Если вам приходится работать с централизованной традиционной базой данных, всегда существует риск того, что кто-то с достаточными привилегиями может изменить или удалить важные данные в системе. Администраторы ограничивают это, но даже администраторы могут стать плохими участниками системы.

Преимущества децентрализации

Это правда, что некоторые администраторы заслужили доверие. Например, банки регистрируют транзакции и хранят их в централизованных базах данных, но люди не видят, как их деньги исчезают из банков.

Конечно, это также означает, что банки тратят огромные суммы денег (которые являются ресурсом), чтобы обеспечить безопасность этих баз данных от хакеров и похитителей данных. Пока администраторы ведут себя должным образом, мы остаемся в безопасности, но всегда есть шанс, что администратор может подорвать наше доверие.

• Неизменность

Традиционные базы данных хранят свою информацию в состоянии, актуальном на определенный момент времени. Они не в реальном времени, а существуют как снимок определенного момента времени.

Базы данных Bloackchain обновляются в реальном времени, и хранят всю информацию, которая когда-либо хранилась в них. Это означает, что они рассказывают свою историю, оставаясь актуальными на данный момент. Это делает блокчейны больше, чем просто базу данных, они также являются системой записи.

Базы данных блокчейнов были названы неизменяемыми, и именно из-за затрат, связанных с изменением или компрометацией блокчейна, они делают его неизменным.

• Представление

Блокчейны превосходны как системы записи и как платформа для проведения транзакций, но с точки зрения производительности они чрезвычайно медленны по сравнению с современными базами данных, такими как те, которые используются в банковских или платежных системах, таких как Visa.

Возможно, поэтому производительность была одним из основных приоритетов для разработчиков блокчейнов. Целью является более высокая скорость и более крупные блокчейны, но блокчейну всегда придется жертвовать некоторой скоростью, чтобы поддерживать безопасность. Фактически, ее часто называют «трилеммой блокчейна».

Проблемы со скоростью блокчейна

Эта проблема с производительностью возникает из-за того, что тысячи узлов в сети блокчейн не совместно используют и не увеличивают свою вычислительную мощность. Вместо этого каждый является независимым субъектом, который работает для проверки транзакций, с результатами сравнения по всей сети, пока не будет достигнут консенсус о том, что что-то произошло.

В случае с централизованными традиционными базами данных наблюдается рост производительности в соответствии с законом Мура. После десятилетий улучшения производительности современные базы данных стали довольно быстрыми и могут масштабироваться до огромных размеров.

Конфиденциальность

Базы данных блокчейнов, такие как Биткойн, не контролируются как по записи, так и по чтению. Это означает, что нет никакой конфиденциальности, так как любой может написать новый блок, и любой может прочитать существующие блоки.

Существуют также разрешенные блокчейны, которые могут иметь элементы управления аспектами чтения и записи блокчейна. Это означает, что цепочка блоков может быть спроектирована так, что только те участники, у которых есть разрешение, могут читать и записывать в цепочку блоков. Эти частные, разрешенные блокчейны больше похожи на традиционные централизованные базы данных.

Если конфиденциальность — единственная желаемая функция и нет проблем с доверием, тогда нет преимуществ от использования технологии блокчейн по сравнению с технологией централизованной базы данных.

Те, кто хочет скрыть информацию о блокчейне, обнаруживают, что требуется большое количество криптографии. Это создает дополнительную вычислительную нагрузку на сетевые узлы. В этом случае гораздо эффективнее скрыть данные в частной базе данных, для которой даже не требуется подключение к сети.

• Преимущества каждого

У использования традиционной базы данных есть несколько явных преимуществ, которые включают скорость транзакций и масштабируемость, стабильность системы и степень, в которой база данных может быть настроена, чтобы сделать ее более удобной для пользователя.

Блокчейны обладают другим набором преимуществ, включая безопасность, прозрачность, неизменяемость и децентрализацию.

• Проблемы каждого

Проблемы, связанные с использованием традиционной базы данных для хранения данных, включают проблемы безопасности, потребность в централизованной учетной записи администратора и единую точку отказа такой системы. Это особенно актуально в сегодняшней обстановке, учитывая обширный список громких взломов данных, произошедших за последние несколько лет.

Блокчейны не лишены собственного набора проблем, включая отсутствие взаимодействия, высокие комиссии за транзакции, постоянно увеличивающийся размер блокчейна, проблемы масштабируемости и большое энергопотребление блокчейнов Proof of Work.

Блокчейны также не идеальны для тех, кто озабочен конфиденциальностью информации. Публичные блокчейны по самой своей природе открыты для публики. При этом существует ряд проектов хранения на основе блокчейнов, в которых разработаны варианты распределенного и зашифрованного хранилища. Однако это пока только начало этого пути.

Заключение

Стабильность и удобство использования баз данных делают их лучшими для крупных предприятий. Базы данных также необходимы для систем, имеющих дело с огромными объемами данных, и которым необходимо обрабатывать тысячи транзакций в секунду. Если доверие не является проблемой, база данных — адекватное решение, и из-за частного характера, информация лучше всего хранится в базе данных.

Блокчейны существуют для создания доверия и обеспечения прозрачности. Это делает его полезным для сценариев использования в цепочке поставок, распределении и инвентаризации. Прозрачность может помочь в борьбе с мошенничеством во многих отраслях. Хотя блокчейны не подходят для крупномасштабного хранения данных, они идеально подходят для проверки информации. Блокчейны хорошо работают в качестве нотариусов и могут использоваться в таких приложениях, как избирательные участки.

Есть много других аспектов баз данных и блокчейнов, которые можно изучить, но я думаю, вы начали понимать, чем они отличаются и где каждый может быть использован наилучшим образом