Blockchains مقابل قواعد البيانات المركزية

أربعة اختلافات رئيسية بين blockchain وقواعد البيانات العادية

إذا كنت تقرأ مشاركاتي السابقة ، فستعرف الآن أن blockchains هي مجرد ملف نوع جديد من قاعدة البيانات. أي قاعدة بيانات يمكن مشاركتها مباشرة ، بمعنى الكتابة ، من قبل مجموعة من الأطراف غير الموثوقة ، دون الحاجة إلى مسؤول مركزي. يتناقض هذا مع قواعد البيانات التقليدية (SQL أو NoSQL) التي يتحكم فيها كيان واحد ، حتى لو تم استخدام نوع من الهندسة المعمارية الموزعة داخل جدرانه.

أعطيته مؤخرا حديث حول blockchains من منظور أمن المعلومات ، حيث خلصت إلى أن blockchains أكثر أمانًا من قواعد البيانات العادية في بعض النواحي ، وأقل أمانًا في حالات أخرى. باعتبار ال دور قيادي التي تلعبها قواعد البيانات المركزية في مكدس التكنولوجيا اليوم ، جعلني هذا أفكر على نطاق أوسع حول المفاضلات بين هاتين التقنيتين. في الواقع ، كلما سألني أحدهم إذا متعدد السلاسل يمكن استخدامها لغرض معين ، فإن إجابتي الأولى دائمًا هي: "هل يمكنك فعل ذلك بقاعدة بيانات عادية؟" في حالات أكثر مما تتصور ، تكون الإجابة نعم ، للسبب البسيط التالي:

إذا لم تكن الثقة والمتانة مشكلة ، فلا يوجد شيء يمكن أن تقوم به blockchain بحيث لا تستطيع قاعدة البيانات العادية القيام به.

هذه نقطة رئيسية يوجد الكثير من سوء الفهم بشأنها. فيما يتعلق بأنواع البيانات التي يمكن تخزينها ، والمعاملات التي يمكن إجراؤها على تلك البيانات ، فإن البلوكشين لا تفعل أي شيء جديد. وللتوضيح فقط ، تمتد هذه الملاحظة إلى "العقود الذكية" أيضًا ، على الرغم من اسمها وصورتها المثيرتين. العقد الذكي ليس أكثر من جزء من كود كمبيوتر يعمل على كل عقدة في blockchain - تقنية عمرها عقود تسمى الإجراءات المخزنة يفعل الشيء نفسه بالنسبة لقواعد البيانات المركزية. (لا يمكنك أيضًا استخدام blockchain إذا كان هذا الرمز بحاجة إلى ذلك بدء التفاعلات مع العالم الخارجي.)

الحقيقة حول سلاسل الكتل هي أنه في حين أن لها بعض المزايا ، إلا أن لها أيضًا سلبياتها. بعبارة أخرى ، مثل معظم قرارات التكنولوجيا ، فإن الاختيار بين blockchain وقاعدة البيانات العادية يعود إلى سلسلة من المقايضات. إذا أعمتك الضجيج وصمت آذانك بسبب الضوضاء ، فمن غير المرجح أن تتخذ هذا الخيار بموضوعية. لذلك آمل أن يساعدك الدليل التالي.

نزع الوساطة: ميزة blockchain

تتيح القيمة الأساسية لـ blockchain مشاركة قاعدة البيانات مباشرة عبر حدود الثقة ، دون الحاجة إلى مسؤول مركزي. هذا ممكن لأن معاملات blockchain تحتوي على إثبات صحتها وإثباتها الخاص للترخيص ، بدلاً من طلب منطق تطبيق مركزي لفرض تلك القيود. وبالتالي يمكن التحقق من المعاملات ومعالجتها بشكل مستقل عن طريق "عقد" متعددة ، مع عمل blockchain كآلية إجماع لضمان بقاء هذه العقد متزامنة.

لماذا هناك قيمة في عدم الوساطة هذا؟ لأنه على الرغم من أن قاعدة البيانات تتكون فقط من وحدات بت و بايت ، إنه أيضًا شيء ملموس. يتم تخزين محتويات قاعدة البيانات في الذاكرة والقرص الخاص بنظام كمبيوتر معين ، ويمكن لأي شخص لديه وصول كاف إلى هذا النظام تدمير أو إتلاف البيانات الموجودة بداخله. نتيجة لذلك ، في اللحظة التي تعهد فيها ببياناتك إلى قاعدة بيانات عادية ، تصبح أيضًا معتمداً على الانسان المنظمة التي توجد فيها قاعدة البيانات هذه.

الآن ، العالم مليء بالمنظمات التي اكتسبت هذه الثقة - الحكومات والبنوك (في الغالب) والجامعات والجمعيات التجارية وحتى الشركات الخاصة مثل Google و Facebook. في معظم الحالات ، وخاصة في العالم المتقدم ، تعمل هذه بشكل جيد للغاية. أعتقد أنه تم دائمًا احتساب تصويتي ، ولم يسرق أي بنك أموالي ، وما زلت لا أجد طريقة للدفع مقابل درجات أفضل. إذا ما هي المشكلة؟ إذا كانت إحدى المؤسسات تتحكم في قاعدة بيانات مهمة ، فإنها تحتاج أيضًا إلى مجموعة من الأشخاص والعمليات القائمة لمنع العبث بقاعدة البيانات هذه. يحتاج الناس إلى التوظيف ، ويجب تصميم العمليات ، وكل هذا يتطلب قدرًا كبيرًا من الوقت والمال.

لذا تقدم blockchains طريقة لاستبدال هذه المؤسسات بقاعدة بيانات موزعة ، مقفلة بواسطة تشفير ذكي. مثل الكثير مما حدث من قبل ، فهم يستفيدون من السعة المتزايدة لأنظمة الكمبيوتر لتوفير طريقة جديدة لاستبدال البشر بالكود. وبمجرد كتابتها وتصحيحها ، تميل الشفرة إلى أن تكون أرخص كثيرًا.

السرية: ميزة قواعد البيانات المركزية

كما ذكرت ، كل عقدة في blockchain تتحقق بشكل مستقل من كل معاملة وتعالجها. يمكن للعقدة القيام بذلك لأنها تتمتع برؤية كاملة فيما يلي: (أ) الحالة الحالية لقاعدة البيانات ، (ب) التعديل المطلوب من خلال المعاملة ، و (ج) التوقيع الرقمي الذي يثبت أصل المعاملة. هذه بلا شك طريقة جديدة ذكية لتصميم قاعدة بيانات ، وهي تعمل حقًا. فأين الفائدة؟ بالنسبة للعديد من التطبيقات ، خاصة المالية ، فإن الشفافية الكاملة التي تتمتع بها كل عقدة هي قاتل مطلق للصفقة.

كيف تتجنب الأنظمة المبنية على قواعد البيانات العادية هذه المشكلة؟ تمامًا مثل blockchains ، فإنها تقيد المعاملات التي يمكن لمستخدمين معينين إجراؤها ، ولكن يتم فرض هذه القيود فيها موقع مركزي واحد. نتيجة لذلك ، يجب أن تكون محتويات قاعدة البيانات الكاملة مرئية فقط في هذا الموقع ، وليس في عقد متعددة. تمر طلبات قراءة البيانات أيضًا عبر هذه السلطة المركزية ، التي يمكنها قبول أو رفض تلك الطلبات على النحو الذي تراه مناسبًا. بمعنى آخر ، إذا كانت قاعدة البيانات العادية خاضعة للتحكم في القراءة و التحكم في الكتابة ، يمكن التحكم في blockchain فقط.

لكي نكون منصفين ، تتوفر العديد من الاستراتيجيات للتخفيف من هذه المشكلة. تتراوح هذه من الأفكار البسيطة مثل المعاملات تحت عناوين blockchain متعددة ، إلى تقنيات التشفير المتقدمة مثل المعاملات السرية و البراهين صفر المعرفة (قيد التطوير الآن). ومع ذلك ، كلما زادت المعلومات التي تريد إخفاءها على blockchain ، زاد العبء الحسابي الذي تدفعه لإنشاء المعاملات والتحقق منها. وبغض النظر عن كيفية تطور هذه التقنيات ، فلن تتغلب أبدًا على الطريقة البسيطة والمباشرة لإخفاء البيانات تمامًا.

المتانة: ميزة blockchain

الميزة الثانية لقواعد البيانات التي تعمل بتقنية blockchain هي التسامح الشديد مع الخطأ ، والذي ينبع من التكرار المدمج. تعالج كل عقدة كل معاملة ، لذلك لا توجد عقدة فردية مهمة لقاعدة البيانات ككل. وبالمثل ، فإن العقد تتصل ببعضها البعض بطريقة كثيفة من نظير إلى نظير ، لذلك يمكن أن تفشل العديد من روابط الاتصال قبل أن تتوقف الأشياء. يضمن blockchain أن العقد التي تنخفض يمكنها دائمًا اللحاق بالمعاملات التي فاتتها.

لذلك بينما من الصحيح أن قواعد البيانات العادية تقدم العديد من التقنيات لـ تكرار، فإن blockchain يأخذ هذا إلى مستوى جديد تمامًا. كبداية ، لا يلزم التهيئة - ما عليك سوى توصيل بعض عُقد blockchain معًا ، وستظل متزامنة تلقائيًا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إضافة العقد أو إزالتها بحرية من الشبكة ، دون أي تحضير أو عواقب. أخيرًا ، يمكن للمستخدمين الخارجيين إرسال معاملاتهم إلى أي عقدة ، أو إلى عدة عقد في وقت واحد ، وتنتشر هذه المعاملات تلقائيًا وبسلاسة إلى أي شخص آخر.

هذه المتانة تحول اقتصاديات توافر قاعدة البيانات. مع قواعد البيانات العادية ، يتم تحقيق التوافر العالي من خلال مجموعة من البنية التحتية باهظة الثمن و التعافي من الكوارث. تعمل قاعدة البيانات الأساسية على أجهزة متطورة يتم مراقبتها عن كثب بحثًا عن المشكلات ، مع نسخ المعاملات إلى نظام نسخ احتياطي في موقع مادي مختلف. إذا فشلت قاعدة البيانات الأساسية (على سبيل المثال بسبب انقطاع التيار الكهربائي أو عطل كارثي في ​​الأجهزة) ، يتم نقل النشاط تلقائيًا إلى النسخة الاحتياطية ، والتي تصبح الأساسي الجديد. بمجرد إصلاح النظام الفاشل ، يتم وضعه ليكون بمثابة النسخة الاحتياطية الجديدة عند الضرورة. في حين أن كل هذا ممكن ، إلا أنه مكلف ويصعب إنجازه بالشكل الصحيح.

بدلاً من ذلك ، ماذا لو كان لدينا 10 عقد blockchain تعمل في أجزاء مختلفة من العالم ، كل ذلك على أجهزة سلعة؟ ستكون هذه العقد متصلة ببعضها البعض بشكل مكثف ، وتشارك المعاملات على أساس نظير إلى نظير وتستخدم blockchain لضمان الإجماع. يتصل المستخدمون النهائيون الذين ينشئون المعاملات بـ (على سبيل المثال) 5 من هذه العقد ، لذلك لا يهم إذا تعطلت بعض روابط الاتصال. وإذا فشلت عقدة أو عقدتان تمامًا في أي يوم معين ، فلن يشعر أحد بشيء ، لأنه لا يزال هناك أكثر من نسخ كافية للتجول. كما يحدث ، فإن هذا المزيج من الأنظمة منخفضة التكلفة والتكرار العالي هو بالضبط ما تفعله Google بنى محرك البحث الخاص به بثمن بخس. يمكن أن تفعل البلوكشين نفس الشيء لقواعد البيانات.

الأداء: ميزة قواعد البيانات المركزية

ستكون Blockchains دائمًا أبطأ من قواعد البيانات المركزية. ليس هذا فقط اليوم بلوكشين بطيئة لأن التكنولوجيا جديدة وغير محسّنة ، ولكنها نتيجة لـ طبيعة من سلاسل الكتل نفسها. كما ترى ، عند معالجة المعاملات ، يتعين على blockchain أن يقوم بنفس الأشياء مثل قاعدة البيانات العادية ، لكنه يحمل ثلاثة أعباء إضافية:

1. التحقق من التوقيع. يجب توقيع كل معاملة blockchain رقميًا باستخدام مخطط تشفير عام-خاص مثل ECDSA. هذا ضروري لأن المعاملات تنتشر بين العقد بطريقة نظير إلى نظير ، لذلك لا يمكن إثبات مصدرها بطريقة أخرى. يعد إنشاء هذه التوقيعات والتحقق منها أمرًا معقدًا حسابيًا ، ويشكل عنق الزجاجة الأساسي في منتجات مثل منتجاتنا. على النقيض من ذلك ، في قواعد البيانات المركزية ، بمجرد إنشاء اتصال ، ليست هناك حاجة للتحقق بشكل فردي من كل طلب يأتي عبره.
2. آليات التوافق. في قاعدة البيانات الموزعة مثل blockchain ، يجب بذل الجهود لضمان وصول العقد في الشبكة إلى توافق في الآراء. اعتمادًا على آلية الإجماع المستخدمة ، قد يتضمن ذلك اتصالًا كبيرًا ذهابًا وإيابًا و / أو التعامل مع الشوكات والتراجع الناتج عنها. في حين أنه من الصحيح أن قواعد البيانات المركزية يجب أن تتعامل أيضًا مع المعاملات المتضاربة والمجهضة ، إلا أنها أقل احتمالًا بكثير عندما يتم وضع المعاملات في قائمة الانتظار ومعالجتها في مكان واحد.
3. وفرة. لا يتعلق هذا بأداء عقدة فردية ، ولكن إجمالي كمية الحساب التي تتطلبها blockchain. في حين أن قواعد البيانات المركزية تعالج المعاملات مرة واحدة (أو مرتين) ، في blockchain يجب معالجتها بشكل مستقل عن طريق كل عقدة في الشبكة. لذلك يتم عمل الكثير لتحقيق نفس النتيجة النهائية.

في الختام

من الطبيعي أن توجد طرق أخرى يمكن من خلالها مقارنة سلاسل الكتل وقواعد البيانات العادية. يمكننا التحدث عن نضج قاعدة التعليمات البرمجية وجاذبية المطورين واتساع النظام البيئي والمزيد. لكن أيا من هذه القضايا متأصل للتكنولوجيا نفسها. لذلك عندما يتعلق الأمر بقرار طويل الأجل بشأن استخدام blockchain ، فإن السؤال الذي يجب طرحه هو: ما هو الأكثر أهمية بالنسبة لحالة الاستخدام الخاصة بي؟ عدم الوساطة والقوة؟ أم السرية والأداء؟

عند فحصها في ضوء بسيط ، فإن العديد من حالات الاستخدام قيد المناقشة حاليًا لا معنى له. أكبر مشكلة تميل إلى السرية. سيفضل المشاركون في سوق شديدة المنافسة بطبيعة الحال خصوصية قاعدة البيانات المركزية ، بدلاً من الكشف عن أنشطتهم لبعضهم البعض. هذا صحيح بشكل خاص إذا كان هناك بالفعل حزب مركزي موثوق به ويمكنه توفير المنطقة المحايدة التي يمكن أن توجد فيها قاعدة البيانات هذه. على الرغم من احتمال وجود بعض التكلفة المرتبطة بهذا المزود المركزي ، إلا أن هذا الأمر مبرر أكثر من قيمة الخصوصية المحتفظ بها. سيكون الدافع الوحيد للتحول إلى blockchain هو التنظيم الجديد العدواني.

ومع ذلك ، فإن البلوكشين لديها حالات استخدام قوية ، حيث يكون عدم الوساطة والمتانة أكثر أهمية من السرية والأداء. سأكتب المزيد عن هذه في منشور لاحق ، ولكن أكثر المجالات الواعدة التي رأيناها حتى الآن هي: (أ) مسارات التدقيق بين الشركات ، (ب) تتبع المصدر ، و (ج) خفيفة الوزن الأنظمة المالية. في جميع الحالات الثلاث ، وجدنا أشخاصًا يبنون على MultiChain برؤية واضحة للنشر ، بدلاً من مجرد الفضول والتجريب. لذلك إذا كنت تبحث عن طرق يمكن أن تضيف بها blockchain قيمة حقيقية إلى عملك ، فقد تكون مكانًا جيدًا للبدء.

يرجى نشر أي تعليقات على LinkedIn.