Blockchain eða gagnagrunnur; Hvað er best fyrir fyrirtæki þitt?

Mismunur á Blockchain og gagnagrunni

Fyrirtæki þessa dagana eru með nýja spurningu til að svara, „notum við blockchain eða hefðbundnari gagnagrunn?“

Það er mikill munur á þessu tvennu og ég mun reyna að ná eins mörgum af þeim og mögulegt er hér að neðan. Það byrjar með mismun á arkitektúr, eða réttara sagt hvernig tæknin er útfærð.

Svo þegar kemur að ákvörðunum til langs tíma um notkun blockchain er spurningin þessi: Hvað er mikilvægara fyrir notkunarmál mitt? Samskiptamiðlun og traustleiki? Eða trúnað og frammistaða?

Einföld arkitektúr

Hefðbundin gagnagrunnur sem settur er upp er aðallega viðskiptaþjónn tegund netarkitektúr.

Þ.e.a.s. viðskiptavinur (notandinn) með réttar heimildir tengdar notendareikningi sínum (innskráningarskilríki, aðgangsheimildir, hlutverk osfrv.) getur breytt færslum sem eru geymdar á miðlægum miðlara (annað hvort líkamlegri miðstýringu eða dreifðri miðstýringu skýsins).

Verði breyting á „aðalritinu“ mun hver notandi fá uppfært afrit af „aðalritinu“ næst þegar þeir opna gagnagrunninn úr tölvu / spjaldtölvu / snjallsíma; þó er aðeins „aðalritið“ gilt. Eftirlit með gagnagrunninum er áfram hjá stjórnendum gagnagrunnsins, sem gerir kleift að fá aðgang og leyfi frá miðlægum yfirvöldum.

Arkitektúr fyrir gagnagrunnskerfi

Þetta virkar allt öðruvísi í blockchain, í blockchain, hver þátttakandi viðheldur, reiknar, uppfærir og staðfestir nýjar færslur í gagnagrunninn. Allir þátttakendurnir (hnútarnir) vinna saman að því að tryggja að allir komist að sömu ályktunum (samstaða) og veita þannig innbyggt öryggi fyrir netið.

Arkitektúr fyrir blockchain kerfi

Afleiðingar þessa grundvallarmismunar eru að blockchains henta vel sem skrárkerfi fyrir tilteknar aðgerðir, meðan miðlægur gagnagrunnur er alveg viðeigandi fyrir aðrar aðgerðir.

Ýmsir þættir sem þarf að huga að

Samskiptamiðlun / valddreifð stjórnun og traust

Þegar við erum að tala um traust erum við ekki að vísa til allra sem hafa skaðlegan ásetning heldur um þá einföldu staðreynd að aðilarnir í viðskiptunum þekkja ekki endilega hvor annan og hafa enn ekki komið trausti á sambandið. Það er eins og að nota bankakortið þitt eða vegabréfsáritunarkortið til að greiða á netinu. Með því að gera það þýðir að þú treystir stofnuninni þar sem þú fékkst kortið og þú treystir heimildinni þar sem þú ert að kaupa, þetta traust af þessu tagi getur oft verið rangt stað.

Næstum allar blockchains leyfa mismunandi aðilum sem ekki endilega treysta hvor öðrum til að deila upplýsingum án þess að þurfa aðal stjórnanda. Viðskiptin eru unnin af neti notenda (hnútar) sem starfa sem samstöðukerfi þannig að allir eru að búa til sama sameiginlega skrárkerfi (meira eða minna samtímis, allt eftir blockchain).

Í hefðbundinni gerð liggur traustið hins vegar á gagnagrunnsstjóranum og að mestu leyti þurfa stjórnendur þar og hafa unnið það traust sem sett er í þá (með því að vera ekki illgjarn); oft er traustið einfaldlega í samtökunum sjálfum þar sem við - oftar en ekki - þekkjum ekki stjórnandann. Sem dæmi eru peningar fólks almennt ekki beinlínis stolnir af bönkum sem skrá peningana sem þeir eiga í einkagagnagrunninum.

Það getur algerlega verið rökrétt ástæða fyrir því að þú myndir vilja miðstýrt stjórn, það getur í sjálfu sér verið viðskiptamódel / sérgrein / ástæða fyrir því að vera; líta á Amazon Cloud og Azure Cloud sem dæmi. Fólk treystir þeim aðilum sem standa að baki tækninni (Amazon og Microsoft) og sem slíkir treysta þeir á netin sem þeir hafa stjórn á.

En það þýðir líka að þeir sem hafa stjórnina, svo sem bankar, þurfa að eyða milljörðum dollara í að geyma miðlæga gagnagrunna sína og vera öruggir frá því að tölvusnápur eða einhverjir aðrir (þar með talið stjórnendur) sem gætu viljað hagnast á þessum gagnagrunni ( verið það með því að stela peningum, stela gögnum eða einfaldlega breyta gögnum). Ef aðalstjórnendur sem við treystum í þessum efnum, eða stofnanirnar á bak við þær, mistakast, þá töpum við.

Samskipting

Af hverju er gildi í þessari sundrung? Vegna þess að þó að gagnagrunnur sé bara bitar og bæti, þá er hann líka áþreifanlegur hlutur. Innihald gagnagrunnsins er geymt í minni og diski tiltekins tölvukerfis og hver sem er með nægjanlegan aðgang að því kerfi getur eyðilagt eða spillt gögnunum innan. Fyrir vikið, þá stund sem þú fela gögnin þín í venjulegan gagnagrunn verðurðu líka háður þeim mannasamtökum sem sá gagnagrunnur býr í.

Meðan blockchain veitir gagnagrunn sem er sannreynanlegur opinberlega og virkur af heilindum og gegnsæi:

  • Heiðarleiki vegna þess að hver notandi getur verið viss um að gögnin sem þeir eru að sækja séu órofin og óbreytt frá því að þau voru tekin upp.
  • Gagnsæi vegna þess að sérhver notandi getur sannreynt hvernig blockchain hefur verið bætt með tímanum.

Spurningin sem hér er að spyrja er hvort traust okkar sé rétt sett og hvort krafist sé trausts milli hinna ýmsu aðila sem eiga viðskipti. Eitt af undirliggjandi meginreglum blockchain er að fjarlægja þörfina fyrir traust eins mikið og mögulegt er úr jöfnunni.

Heimurinn er uppfullur af samtökum sem hafa áunnið sér þetta traust - ríkisstjórnir og bankar (aðallega), háskólar, viðskiptasamtök og jafnvel einkafyrirtæki eins og Google og Facebook. Í flestum tilvikum, sérstaklega í þróuðum heimi, virka þetta mjög vel. Ég tel að mitt atkvæði hafi alltaf verið talið og enginn banki hefur nokkru sinni stolið peningunum mínum (nema að rukka mig óhóflega gjöld af viðskiptum). Svo hver er vandamálið? Ef stofnun hefur umsjón með mikilvægum gagnagrunni þarf það líka fullt af fólki og ferlum til að koma í veg fyrir að gagnagrunni sé átt við. Fólk þarf að ráða, ferli þarf að hanna og allt þetta tekur mikinn tíma og peninga.

Þannig að blockchain býður upp á leið til að skipta þessum samtökum út fyrir dreifðan gagnagrunn, læstan af snjallri dulmálsritun. Eins og svo margt sem hefur komið áður, nýta þau sívaxandi getu tölvukerfa til að bjóða upp á nýja leið til að skipta um menn fyrir kóða. Og þegar það hefur verið skrifað og kembt er kóðinn einfaldlega ódýrari. Við þetta bætast „Lestu og skrifa aðgerðir“ og „staðfesta og skrifa“ sem eru lykilatriði til að ná fram valddreifðu eftirliti.

CRUD (gagnagrunnur) vs að lesa og skrifa aðgerðir (Blockchain)

Í hefðbundnum gagnagrunni getur viðskiptavinur framkvæmt fjórar aðgerðir varðandi gögn: Búa til, lesa, uppfæra og eyða (sameiginlega kallað CRUD skipanir).

Blockchain er hannað til að vera eingöngu uppbygging. Notandi getur aðeins bætt við fleiri gögnum, í formi viðbótarblokka. Öll fyrri gögn eru geymd varanlega og ekki er hægt að breyta þeim. Þess vegna eru einu aðgerðirnar sem tengjast blockchains:

  • Lestu Aðgerðir: þessar fyrirspurnir og sæktu gögn úr blockchain
  • Skrifaðu aðgerðir: þessar bæta við fleiri gögnum á blockchain

Gildir og skrifar á Blockchain

Blockchain gerir ráð fyrir tveimur aðgerðum: staðfestingu viðskipta og ritun nýrra viðskipta.

Viðskipti eru aðgerð sem breytir stöðu gagna sem lifa á blockchain. Þó að fyrri færslur á blockchain verði alltaf að vera þær sömu, getur ný færsla breytt stöðu gagna í fyrri færslum. Til dæmis, ef blockchain hefur skráð að Bitcoin veskið mitt er með 1 milljón BTC, þá er sú tala varanlega geymd í blockchain.

Þegar ég eyði 200.000 BTC eru þessi viðskipti skráð á blockchain og færir jafnvægið mitt í 800.000 BTC. Hins vegar, þar sem aðeins er hægt að bæta við blockchain, er eftirstöðvar mínar fyrir viðskipti, 1 milljón BTC, áfram á blockchain varanlega, fyrir þá sem sjá um að skoða. Þess vegna er oft talað um blockchain sem óbreytanlegan og dreift höfuðbók.

Söguleg vs rauntíma

Flestir gagnagrunnar geyma upplýsingar sem eru uppfærðar á tilteknu augnabliki, þeir veita meira eða minna mynd af augnabliki í tíma en veita ekki upplýsingar í rauntíma (sem eru í vinnslu á þeim tíma sem myndataka er ).

Blockchain gagnagrunir eru aftur á móti færir um að geyma upplýsingar sem skipta máli núna, svo og allar upplýsingar sem áður hafa komið. Blockchain tæknin býr til gagnagrunnakeðju sem hefur sögu af sjálfu sér, þau vaxa sem sífellt stækkandi skjalasafn um eigin sögu meðan þau bjóða upp á rauntíma andlitsmynd. Þökk sé notkun þeirra á dulmáls- og Merkle-trjám verða sögulegar upplýsingar óbreytanlegar og óbreytanlegar, eina raunverulega leiðin til að breyta blockchain er að bæta við nýjum viðskiptum sem vega upp á móti fyrri viðskiptum og það er aðeins hægt að gera með samþykki allra aðila sem hlut eiga að máli ( í flestum tilfellum var Ethereum harða gaffallinn í raun dæmi þar sem þeir sneru aftur til eldra ríkis til að hætta við hakk kerfisins; það gæti hafa verið nauðsynlegt en að grafa undan reglunni um blockchain).

Já, í allri blockchain tækni er fræðilega hægt að breyta fyrri gögnum en hver sem reynir að gera það þyrfti svo yfirgnæfandi meirihluta í restinni af netkerfinu að það verður nánast ómögulegt og / eða geðveikt dýr. Það er einmitt sá kostnaður sem þarf til að skerða eða breyta blockchain gagnagrunnunum sem hefur leitt til þess að fólk kallar blockchain gagnagrunn óbreytanlegan.

Gagnasafn eða árangur blockchain

Þegar litið er á fyrstu blockchains sem komu út, sem hægt er að nota sem skrárkerfi og eru tilvalin sem viðskipti pallur, eru þeir taldir hægir sem gagnagrunir í samanburði við það sem mögulegt er fyrir stafræna viðskiptatækni eins og notuð af Visa og Paypal í dag. Undanfarna mánuði hafa þó nokkrir blockchains komið upp á yfirborðið sem geta sinnt miklu hærra magni viðskipta, án þess að þurfa að grípa til annarra leiða / utan netkeðja til að geta sinnt viðskiptum.

Að þessu sögðu þarf eðli blockchain tækni að fórna einhverjum hraða. Leiðin sem dreifð net er notuð í blockchain tækni þýðir að þau deila ekki og blanda vinnsluorku heldur að þau þjónusta hvert og eitt sjálfstætt netið, bera síðan niðurstöður vinnu sinnar við restina af netinu þar til samstaða er um að eitthvað hafi gerðist. Hefðbundin gagnagrunir hafa hins vegar staðið yfir í áratugi og séð árangur þeirra aukast í samræmi við lög Moore.

Í lögum Moore er vísað til athugunar sem Gordon Moore, stofnandi Intel, gerði árið 1965. Hann tók eftir því að fjöldi smára á hvern fermetra tommu á samþættum hringrásum hafði tvöfaldast á hverju ári síðan þeir fundu upp. Lög Moore spáir því að þessi þróun muni halda áfram inn í fyrirsjáanlega framtíð. Þrátt fyrir að hægt hafi á hraðanum hefur fjöldi smára á hvern fermetra tommu síðan tvöfaldast um það bil á 18 mánaða fresti. Þetta er notað sem núverandi skilgreining á lögum Moore.
Samanburður á Blockchain-viðskiptum

Taktu eftir því að í sumum tilvikum er fullyrt um hraða, ekki mældan hraða. IOTA og Raiblocks eru enn í prófun í þessum skilningi.

Þótt tölurnar hér að ofan bendi skýrt til þess að blockchain tæknin sé að ná sér í miðlæga gagnagrunna hvað varðar magn viðskipta og afköst, þá er ljóst að þetta mun alltaf vera áfram að ná sér vegna laga Moore og vegna eðlis blockchains sjálfra . Við vinnslu viðskipta verður blockchain að gera alla sömu hluti og venjulegur gagnagrunnur, en það verður einnig alltaf að gera þrjú viðbótarskref:

  1. Staðfesting á undirskrift. Sérhver blockchain viðskipti verða að vera undirrituð stafrænt með því að nota almennings-einkaaðila dulmálskerfi eins og ECDSA. Þetta er nauðsynlegt vegna þess að viðskipti breiðast út milli hnúta á jafningi-til-jafningja hátt, svo að ekki er hægt að sanna uppruna þeirra að öðru leyti. Framleiðsla og sannprófun þessara undirskrifta er reiknivædd og er aðal flöskuhálsinn í vörum eins og okkar. Aftur á móti, í miðlægum gagnagrunnum, þegar tengingu hefur verið komið á, er engin þörf á að sannreyna hverja beiðni sem kemur yfir hana hver fyrir sig.
  2. Samstaða fyrirkomulag. Í dreifðum gagnagrunni, svo sem blockchain, verður að nota tilraunir til að tryggja að hnútar á netinu nái samstöðu. Það fer eftir samkomulaginu sem notað er, þetta gæti falið í sér umtalsverðar fram og til baka samskipti og / eða takast á við gafflana og afleiðingar þeirra í kjölfarið. Þó að það sé rétt að miðlægir gagnagrunnar verða einnig að kljást við misvísandi og fóstureyðingu, þá eru þetta mun ólíklegri þar sem viðskipti eru í biðröð og afgreidd á einum stað.
  3. Offramboð. Þetta snýst ekki um afköst einstaklings hnút, heldur heildarmagn reikninnar sem blockchain krefst. Þó að miðstýrðir gagnagrunnar afgreiði viðskipti einu sinni (eða tvisvar), í blockchain verða þau að vera unnin sjálfstætt af hverjum hnút netsins. Svo er mikið meira unnið fyrir sömu niðurstöður. En í nýju kynslóðinni af blockchains er þetta nú meðhöndlað hjá viðskiptavininum.

Þó að þetta setji blockchains í smá óhagræði, þá geturðu séð frá staðfestingartímanum að munurinn er að verða hverfandi.

Trúnaður Blockchain

Bitcoin sem dæmi er skrif-stjórnandi, les-stjórnandi gagnagrunnur, það sama á við um flesta dulmáls gjaldmiðla og blockchains til þessa (að undanskildum blockchains fyrir hópi og einka blockchains þar sem stjórn situr hjá samtökunum og einkaaðilum hver um sig) . Þetta þýðir að hver sem er getur skrifað nýja reit í keðjuna og hver sem er getur lesið reit í keðjunni.

Einnig er leyfilegt blockchain, eins og miðlægur gagnagrunnur, hægt að skrifa og stjórna lestri, sem þýðir að hægt er að setja upp netið eða samskiptareglur þannig að aðeins leyfðir þátttakendur geta skrifað í gagnagrunninn eða lesið gagnagrunninn.

Að fela upplýsingar um blockchain krefst mikils dulmáls og tengdra reikniaðgerða (þegar um er að ræða sönnunargagnasamþykktarreglur) fyrir hnútana á netinu. Þetta á við um blockchain Bitcoin og flest fyrri blockchain ættleiðingar, en nýrri kerfin (Tangle, Hashgraph, RaiBlocks o.fl.) hafa öll þróað leiðir til að útiloka þetta mál.

Ef trúnaður er eini markmiðið / ákvörðunarstaðurinn um hvort nota eigi blockchain eða traust er alls ekki þáttur, þá hafa blockchain gagnagrunnar enga yfirburði yfir miðlægan gagnagrunn.

Til að vera sanngjarn eru margar aðferðir tiltækar á blockchain til að draga úr trúnaðarvandanum. Þetta er allt frá einföldum hugmyndum eins og viðskiptum undir mörgum blockchain netföngum, yfir í háþróaða dulmálsaðferðir eins og trúnaðarviðskipti og núllþekking sönnunargagna (nú í framleiðslu). Engu að síður, því meiri upplýsingar sem þú vilt fela á blockchain, því þyngri reiknibyrði sem þú greiðir til að búa til og staðfesta viðskipti. Og það er sama hvernig þessar aðferðir þróast, þær munu aldrei berja þá einföldu og einföldu aðferð að fela gögn fullkomlega.

Öflugleiki / þrek

Stór ávinningur af gagnabönkum með blockchain-krafti er sérstakt bilunarþol sem stafar af innbyggðu offramboði þeirra. Sérhver hnútur vinnur hver viðskipti, þannig að enginn einstaklingur hnút skiptir sköpum fyrir gagnagrunninn í heild sinni. Að sama skapi tengjast hnútar hvor öðrum á þéttan jafningjafræðilegan hátt, svo margir samskiptatenglar geta mistekist áður en hlutirnir stöðvast. Blockchain tryggir að hnúður sem fóru niður geta alltaf náð þeim viðskiptum sem þeir misstu af.

Svo þó að það sé rétt að venjulegir gagnagrunnar bjóða upp á margar afritunaraðferðir, þá taka blockchains þetta á alveg nýtt stig. Til að byrja með er engin stilling nauðsynleg - tengdu einfaldlega nokkra blockchain hnúta saman og þeir halda sjálfkrafa samstillingu. Að auki er hægt að bæta við eða fjarlægja hnúta af neti, án undirbúnings eða afleiðinga. Að síðustu geta ytri notendur sent viðskipti sín til hvaða hnút, eða til margra hnúta samtímis, og þessi viðskipti breiðast út sjálfkrafa og óaðfinnanlega til allra annarra.

Þessi sterkleiki umbreytir hagkvæmni aðgengis gagnagrunnsins. Með reglulegum gagnagrunnum næst mikið framboð með blöndu af dýrum innviðum og hörmungum. Aðal gagnagrunnur keyrir á hágæða vélbúnaði sem fylgst er náið með vegna vandamála með viðskipti afrituð í afritunarkerfi á öðrum líkamlegum stað. Ef aðal gagnagrunnurinn mistakast (t.d. vegna rafmagnsskorts eða skelfilegrar vélbúnaðarbilunar) er virkni sjálfkrafa færð yfir í öryggisafritið, sem verður nýr aðal. Þegar kerfið sem mistókst hefur verið lagað er það raðað upp til að starfa sem nýtt afrit ef og þegar þörf krefur. Þó allt sé hægt, er það dýrt og afar erfitt að fá rétt.

Í staðinn, hvað ef við hefðum 10 blockchain hnúta sem keyra á mismunandi stöðum í heiminum, allir á vörubúnaði, þessir hnútar væru þéttir tengdir hver öðrum, deila viðskiptum á jafningi-til-jafningi og nota blockchain til að tryggja samstöðu.

Endanotendur sem búa til viðskipti tengjast (segja) 5 af þessum hnútum, svo það skiptir ekki máli hvort nokkrir samskiptatenglar falla niður. Og ef einn eða tveir hnútar mistakast alveg á hverjum degi, finnst enginn hlutur, því það eru ennþá meira en nóg afrit til að fara um. Eins og það gerist er þessi samsetning lággjaldakerfa og mikil offramboð nákvæmlega hvernig Google smíðaði leitarvélina sína svo ódýrt. Blockchains geta gert það sama fyrir gagnagrunna.

Ályktanir

Yfirlit yfir muninn Blockchain gagnagrunninn

Svo þegar kemur að ákvörðunum til langs tíma um notkun blockchain er spurningin þessi: Hvað er mikilvægara fyrir notkunarmál mitt? Samskiptamiðlun og traustleiki? Eða trúnað og frammistaða?

Augljóslega er áhyggjum fyrirtækisins þíns eða einstakra aðila horfið frá ofangreindum samanburði og smám saman er fjallað um þætti í þágu miðlægs gagnagrunns með næstu kynslóð (3.) blockchain tækni. Þar sem slík blockchains eru með sterk notkunartilvik, þar sem sundrung og traustleiki eru mikilvægari en trúnaður (sem dulritun fjallar um) og frammistöðu (sem brátt verður ekki mál).

Viðurkenningar / tilvísanir

Listaverk:

• Titilsíðan „Greindar lausnir“ með tilliti til http://www.hloom.com/cover-pages/
• Síðufyrirsögn / fót „Yfirborð blá ljós“ búin til af Kotkoa - Freepik.com

Aðrar tilvísanir:

• https://www.multichain.com/blog/2016/03/blockchains-vs-centralized-databases/
• https://www.ethereum.org/
• http://www.altcointoday.com/bitcoin-ethereum-vs-visa-paypal-transactions-per-second/
• https://etherscan.io/chart/tx
• https://support.metalpay.com/hc/en-us/articles/115000373814-How-long-do-Ethereum-transactions-take-
• https://etherscan.io/chart/blocktime
• https: //www.reddit.com/r/dashpay/comments/5yw0yy/how_many_transactions_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

Lestu upprunalegu greinina um Steemit