Приватный блокчейн и традиционная централизированная база данных

Дискуссия вокруг блокчейна и традиционных баз данных ведётся уже давно и активно. Самый главный вопрос: какая же из двух разных систем лучше?...

Содержание

#1. Разновидность блокчейна
#2. Разница между публичным и частным блокчейном
#3. Блокчейн базы данных и традиционные базы данных
#4. Традиционные базы данных
#5. Базы данных Blockchain
#6. Целостность и прозрачность
#7. CRUD vs операции чтения и записи
#8. Парадигма безопасности
#9. Конфиденциальность
#10. Производительность
#11. Почему банки и финансовые учреждения выбирают частный блок-ключ
#12. Вызовы при запуске частных блокчейн консорциумов
#13. Почему частная блок-цепочка намного лучше, чем старомодная централизованная база данных?
#14. Подводим итоги

Дискуссия вокруг блокчейна и традиционных баз данных ведётся уже давно и активно. Самый главный вопрос: какая же из двух разных систем лучше?

Каждый блокчейн является распределенным реестром, но не каждый распределенный реестр является блокчейном. Каждая из этих концепций требует децентрализации и консенсуса среди узлов. Тем не менее, блокчейн организует данные в блоках и обновляет записи, используя структуру только для добавления. Распределенные «бухгалтерские книги» и целенаправленные блоки — это концептуальные прорывы в управлении информацией.

Но для начала необходимо узнать о двух видах блокчейна и разницу между ними.

Разновидность блокчейна

Private blockchain - блочная цепочка, участники которой имеют разные уровни власти, основанные на протоколах. Это означает, что владельцы сети имеют контроль над теми участниками, кто участвует в сети, они имеют возможность добавлять или удалять участников, уменьшать уровень их власти, управлять теми, кто может участвовать в консенсусном процессе блочной цепи.

Публичный блокчейн работает наоборот, он является открытым, все участники имеют одинаковые права, информация  в таком блокчейне общедоступная, что определяет действительность транзакций и консенсусный процесс. Таким образом, частные блок-цепи имеют совершенно другой уровень безопасности, чем публичный блокчейн.

Распределенные регистры - это общие базы данных с разными правами доступа, которые определяют, какие типы изменений могут быть выполнены с помощью каких-либо объектов.

Важность распределенных экосистем на уровне предприятий возникает из-за способности устранять согласование данных между участвующими субъектами. Это особенно касается финансовых учреждений, которые торгуют друг с другом. Приватный блокчейн и публичный блокчейн имеют разные уровни безопасности.

Сегодня много усилий в бэк-офисах расходуется на согласование записей между различными учреждениями. Распределенные реестры позволяют финансовым учреждениям поддерживать структурно согласованную общую базу данных транзакций. Это позволяет каждому участвующему учреждению читать данные из распределенной книги и гарантировать, что он действителен и согласован с данными, хранящимися в других участвующих организациях.

Разница между публичным и частным блокчейном

Распределенные книги данных основаны на самых разных блокчейнах, например, на Ethereum. Однако все они отличаются своей фундаментальной характеристикой возможностей касательно доступа и безопасности.

Безопасность публичного блокчейна, такого как биткойн, исходит из доказательств работы(консенсусного протокола, который используется при работе), что делает математически невозможным фальсификацию или обратную транзакцию без слияния майнеров с использованием текущего состояния технологии.

С другой стороны, обещания безопасности распределенных бухгалтерских книг и частных блокчейнов так же хороши, как и честность компаний, проверяющих транзакции. Не существует никаких математических гарантий необратимости транзакций в частной цепочке.

Блокчейн базы данных и традиционные базы данных

Чтобы понять разницу между блочной цепью и традиционной базой данных необходимо понять, как каждый из них разработан, работает и поддерживается. 

Традиционные базы данных

Традиционные базы данных используют архитектуру сети клиент-сервер. Здесь пользователь (известный как клиент) может изменять данные, которые хранятся на централизованном сервере. Контроль базы данных остается за назначенным органом, который аутентифицирует учетные данные клиента до предоставления доступа к базе данных. Поскольку этот орган отвечает за администрирование базы данных, если безопасность этого органа нарушена, данные могут быть изменены или даже удалены.

Базы данных Blockchain

Базы данных Blockchain состоят из нескольких децентрализованных узлов. Каждый узел участвует в администрировании: все узлы проверяют новые дополнения к блочной цепочке и способны вводить новые данные в базу данных. Для того, чтобы добавить информацию к блочной цепочке большинство узлов должны достичь консенсуса. Этот консенсусный механизм гарантирует безопасность сети, что затрудняет в нее вмешательство.

В биткойне консенсус достигается путем вычислений (решения сложных головоломок), в то время как Ethereum стремится использовать доказательство доли в качестве своего консенсусного механизма. Это очень разные по своей концепции протоколы, использование которых сильно влияет на основные возможности передачи данных в этих экосистемах.

Целостность и прозрачность

Ключевое свойство технологии blockchain, которое отличает его от традиционной технологии баз данных, является общедоступность проверки, которая обеспечивается целостностью и прозрачностью.

Целостность: каждый пользователь может быть уверен, что данные, которые они извлекают, являются неповрежденными и неизмененными с момента их регистрации.

Прозрачность: каждый пользователь может проверить, как блокчейн изменяется с течением времени.

Централизованная база данных не всегда может предоставить такие возможности, так как данные могут быть легко и быстро изменены без ведома других участников. Касательно прозрачности, то не все базы данных могут предоставлять функцию отслеживания изменения данных, но даже если такая имеется, она может быть легко взломана.

CRUD vs операции чтения и записи

В традиционной базе данных клиент может выполнять четыре функции по данным: создавать, читать, обновлять и удалять (все вместе называются командами CRUD).

Блок-цепочка предназначена для добавления только структуры. Пользователь может добавлять только дополнительные данные в виде дополнительных блоков. Все предыдущие данные постоянно сохраняются и не могут быть изменены. Таким образом, единственными операциями, связанными с блок-цепями, являются:

1.Операции чтения данных: это запросы и извлечение данных из блок-цепи.

2. Операции записи данных: данные добавляются в хэш блок-цепочки.

3. Проверка и запись данных(но не всегда).

Блок-цепочка позволяет выполнять две функции: проверку транзакций(данных) и запись новых транзакций. Транзакция - это операция, которая изменяет состояние данных, которое находится на блочной цепочке. Не смотря на то, что предыдущие записи в блок-цепочке всегда должны оставаться неизменными, новая запись может изменить состояние данных в прошлых записях.

Например, если блокчейн записал, что ваш биткойн-кошелек имеет 1 миллион Биткоинов, эта цифра будет постоянно храниться в блок-цепочке. Когда вы потратите 200 000 биткойнов, эта транзакция записывается на блок-цепочку, в результате чего ваш баланс уменьшится до 800 000 биткойнов. Однако, поскольку в блок-цепочку может быть только добавлена ​​информация, предварительный баланс транзакций в 1 миллион биткойнов также остается в хэше блок-цепочки постоянно, для тех, кто хочет посмотреть. Вот почему blockchain часто называют неизменяемым и распределенным регистром.

Существенная разница между двумя системами заключается в децентрализованном контроле.

Децентрализованное управление устраняет риски централизованного контроля. Любой, у кого есть высокий доступ к централизованной базе данных, может уничтожить или испортить данные в нем. Поэтому пользователи полагаются на инфраструктуру безопасности администратора базы данных.

Технология Blockchain использует децентрализованное хранилище данных, чтобы обойти эту проблему.

Технология blockchain хорошо подходит для записи определенных видов информации, однако традиционные базы данных лучше подходят для других видов информации. Для каждой организации важно понять, что она хочет от базы данных, и оценить ее сильные и уязвимые стороны каждого типа баз данных, прежде чем выбрать.

В сообществе ведётся активная дискуссия о преимуществах частного блокчейна над общей базой данных. Некоторые, например, профессор Арвинд Нараянан из Стэнфорда, утверждают, что частные блокчейн цепочки - это та же общая база данных, но с другим именем. Другие, такие как Гидеон Гринспен из Multichain, видят несколько различий между частными блочными цепями и базами данных SQL, от дезинтермедиации до надежности.

Традиционные базы данных полностью содержатся внутри одного объекта, независимо от их структуры (базы данных SQL или без SQL). Это включает в себя доступ к чтению и записи данных, что возможно только через приложения, контролируемые специальными механизмами, к которой принадлежит база данных. С другой стороны, общие базы данных включают доступ к чтению и записи, включающий несколько объектов.

Частные блок-цепи имитируют процесс безопасности, используемый общественными блочными цепями, такими как биткойн, но не включают в себя математические гарантии на уровне проверки данных или в отношении необратимости их составляющего.

Тем не менее, они все еще используют криптографию и структуры данных, такие как Merkle, чтобы гарантировать, что недействительные транзакции не добавляются в блок-цепочку.

В конце концов, частные блокчейн цепочки обеспечивают более высокий уровень проверки ошибок и достоверности транзакций, чем обычные общие базы данных.

Несмотря на то, что они не используют доказательство работы, блоки транзакций проверяются с использованием некоторых других форм консенсусного механизма.

Наиболее популярными алгоритмами являются Raft и Juno. Эти согласованные протоколы работают на основе модели лидер-последователь, в которой для каждого блока выбирается лидер, который создает блок и добавляет к блок-цепочке. Существуют различные способы устранения ошибок и аномалий системой.

Парадигма безопасности

Общие базы данных в прошлом страдали от неспособности предотвратить злонамеренную деятельность. Это происходит, например, когда один из участвующих узлов взломан, и этот объект записывает «поврежденные» данные в общую базу данных, что делает его недействительным для всех участников.

Эта же проблема также существует и в централизованных базах данных.

Частные блочейны решают эту проблему используя криптографию и технологии, аналогичные тем, что использует биткойн и общественные блокчейны.

Протокол Juno улучшает функции безопасности блочной цепи, защищая от случайных хакерских атак, тем самым не позволяя отдельным участникам действовать злонамеренно.

Конфиденциальность

Большинство блокчейнов - неконтролируемые системы, например, биткойн. Вся информация записывается в этот блокчейн неконтролируемым потоком, без подписи идентификационных данных и не имеет единственного места хранения данных.

Однако это не мешает использовать специально разработанный протокол, который будет давать возможность записывать данные только зарегистрированным пользователям.

Не смотря на то, что конфиденциальность в блокчейне требует большое количество вычислительной мощности, это в несколько раз лучше, чем традиционная приватная база данных.

Если доверие находится на высшем уровне и нет проблем с хранением больших объемов данных, а главной идеей внедрения является конфиденциальность, база данных на основе блокчейна не принесёт вам особых преимуществ.

Производительность

Все чаще общественное мнение о производительности блокчейна сходится на одном - слишком медлительная система, однако это не так. Возможно блокчейн и не обладает такой же скоростью как, например, Visa, но ничем не уступает популярным базам данных. К тому же, необходимо отметить, что влиятельный блокчейн-проект смог сконструировать сеть, которая по своей скорости опережает Visa в пару раз.

Безусловно, в скором времени блокчейн увеличит свою производительность, ведь, если вспомнить, первые традиционные базы данных абсолютно не обладали хорошей оптимизацией и лишь со временем смогли достичь современных возможностей.

Почему банки и финансовые учреждения выбирают частный блок-ключ

Банки и финансовые институты все больше вкладывают средства в технологию blockchain. Тем не менее, большая часть этих усилий пошла в сторону частного блокчейн пространства.

Существует много причин для этого. Частные блокчейн ключи значительно лучше, чем государственные блок-цепи, и параметры сети, такие как перегрузка сети и транзакционные сборы, известны заранее.

Разработка базового протокола также более предсказуема в случае частной блок-цепи и дает больший контроль банкам, которые ее контролируют.

Кроме того, банки и финансовые учреждения являются регулируемыми субъектами, которые не могут работать по открытым протоколам без проведения должной осмотрительности сторон, участвующих в сделке. Неясно, требуются ли правила для определения типа торгов для определенных классов транзакций чтобы обеспечивать окончательную договоренность.

Необходимо отметить также репутационный риск блокчейн системы, связанный с использованием технологии в Bitcoin криптовалюте. Система была сильно оскорблена в средствах массовой информации с ассоциациями в торговле наркотиками и обманом, но все же, на банки это сильно не влияет.

Однако даже сегодня многие частные блокирующие «якоря» в цепочке, такие как биткойн, периодически обеспечивают целостность своих данных.

Вызовы при запуске частных блокчейн консорциумов

По своей природе частные блок-цепи требуют, чтобы разные организации объединялись и соглашались на общий набор стандартов, которыми он будет руководиться. Это происходит из-за различных требований участников системы.

Также остается не отвеченным вопрос, кто должен иметь возможность добавлять или удалять членов и какие юрисдикции должны быть допущены к вмешательству (например, для отмены транзакций по юридическим или нормативным причинам).

Первая проблема частично решена компанией Hyperledger, инициативой Linux, целью которой является обеспечение общих стандартов блоков.

Будущее двух конкурирующих идеологий будет зависеть от вопросов управления, масштабируемости и репутации.

Почему частная блок-цепочка намного лучше, чем старомодная централизованная база данных?

Частная блок-цепочка - это не криптографический элемент, о котором говорит большинство общества, это распределенный аспект и доверие, созданное с помощью криптографии.

Мы все знаем, что банки не самые надежные институты, когда речь заходит о нравственности и уважении закона. Много денег крутится в серой зоне, и у большинства банков есть проблемы, касающиеся доверия.

Поэтому с точки зрения безопасности совершенно ясно можно сказать, что использование blockchain дает существенные преимущества.

На данный момент все банки имеют общую структуру, но любая интеграция с другим банком - это кошмар. Несколько лет назад Великобритания решила позволить людям легко переключать свои счета из одного банка в другой, что превратило в настоящий ад работу банков. Этот процесс требует большого времени и много взаимодействия между двумя банками.

Также, как банк должен быть теоретически авторитетом доверия, способ, которым это достигается в настоящий момент, состоит в том, что многие сотрудники вручную обрабатывают определенные процессы. С блочной цепью банки смогут очень сильно оптимизировать свою деятельность и сэкономить рабочую силу.

Большинству предпринимателей нужна огромная база данных  для хранения вещей и информации. То, как это осуществляется сейчас, - это большой сервер с несколькими уровнями безопасности, а также большая ИТ-команда и много денег, потраченных на 99,99% SLA. Блок-цепочка уменьшит затраты и предоставит аналогичную SLA с меньшим количеством проблем, как правило, улучшит масштабируемость.

Подводим итоги

Без преувеличения блокчейн базы данных намного лучше чем традиционные. Они обладают отличной безопасностью, конфиденциальностью, оптимизацией и децентрализацией. Большинство недостатков централизованной базы данных отсутствуют в блокчейне.

Не смотря на это, есть некоторые сферы, которые не нуждаются в каких либо инновационных изменениях, поэтому им далеко до внедрения блокчейна в свою деятельность, они не нуждаются в его преимуществах.

Банки смотрят на внедрение блокчейн технологии для обеспечения безопасности и доверия (это экономит много денег на сотрудниках и обслуживании системы).

Тот факт, что банк не сможет удалять или изменять данные увеличит коэффициент доверия клиентов к банкам. Используя Blockchain всегда можно проверить, что произошло с информацией в определенное время. Например, с помощью Ethereum можно сделать смарт-контракты в блокчейне, которые будут уменьшать накладные расходы, а также работу в отделе администрации. Большая часть работы администраторов по контрактам будет выполняться блочной цепью.

Оцените (7 голосов - 4.9 из 5)
Спасибо!
1
(Ужасно)
2
(Плохо)
3
(Средне)
4
(Хорошо)
5
(Класс!)


Спасибо!