Blockchains در مقابل پایگاه های داده متمرکز

چهار تفاوت کلیدی بین بلاک چین و پایگاه های داده معمولی

اگر پست‌های قبلی من را می‌خوانده‌اید، تا به حال می‌دانید که بلاک‌چین‌ها به سادگی یک یک هستند نوع جدید پایگاه داده. یعنی پایگاه داده‌ای که می‌تواند مستقیماً توسط گروهی از طرف‌های غیرقابل اعتماد به اشتراک گذاشته شود، بدون نیاز به مدیر مرکزی. این در تضاد با پایگاه داده های سنتی (SQL یا NoSQL) است که توسط یک موجودیت واحد کنترل می شود، حتی اگر نوعی معماری توزیع شده در دیوارهای آن استفاده شود.

من اخیرا دادم بحث در مورد بلاک چین ها از منظر امنیت اطلاعات، که در آن به این نتیجه رسیدم که بلاک چین ها از برخی جهات از پایگاه های داده معمولی امن تر و در برخی دیگر از امنیت کمتری برخوردار هستند. با در نظرگرفتن نقش رهبری که پایگاه‌های اطلاعاتی متمرکز در پشته فناوری امروزی بازی می‌کنند، این باعث شد که به طور گسترده‌تری در مورد مبادله بین این دو فناوری فکر کنم. در واقع، هر زمان که کسی از من می پرسد که آیا چند زنجیره ای می تواند برای یک هدف خاص استفاده شود، اولین پاسخ من همیشه این است: "آیا می توانید این کار را با یک پایگاه داده معمولی انجام دهید؟" در مواردی بیشتر از آنچه فکر می کنید، پاسخ مثبت است، به دلیل ساده زیر:

اگر اعتماد و استحکام مشکلی نیست، بلاکچین کاری نمی تواند انجام دهد که یک پایگاه داده معمولی قادر به انجام آن نباشد.

این یک نکته کلیدی است که در مورد آن سوء تفاهم زیادی وجود دارد. از نظر انواع داده‌هایی که می‌توان ذخیره کرد و تراکنش‌هایی که می‌توان روی آن داده‌ها انجام داد، بلاک چین‌ها کار جدیدی انجام نمی‌دهند. و فقط برای روشن بودن، این مشاهدات به "قراردادهای هوشمند" نیز، علیرغم نام و تصویر جذاب آنها، گسترش می یابد. یک قرارداد هوشمند چیزی نیست جز یک قطعه کد کامپیوتری که بر روی هر گره در یک بلاک چین اجرا می شود - یک فناوری چند دهه ای به نام روش های ذخیره شده همین کار را برای پایگاه های داده متمرکز انجام می دهد. (در صورت نیاز به این کد، نمی توانید از بلاک چین استفاده کنید وارد کردن تعامل با دنیای خارج.)

حقیقت در مورد بلاک چین این است که در عین حال که مزایایی دارند، معایب خود را نیز دارند. به عبارت دیگر، مانند بسیاری از تصمیمات فناوری، انتخاب بین یک بلاک چین و یک پایگاه داده معمولی به یک سری مبادلات ختم می شود. اگر در اثر هیاهو کور شده اید و از سر و صدا ناشنوا شده اید، بعید است که به طور عینی این انتخاب را انجام دهید. بنابراین امیدوارم راهنمای زیر به شما کمک کند.

واسطه گری: مزیت بلاک چین

ارزش اصلی یک بلاک چین این است که پایگاه داده را قادر می سازد تا به طور مستقیم در سراسر مرزهای اعتماد به اشتراک گذاشته شود، بدون نیاز به مدیر مرکزی. این امکان پذیر است زیرا تراکنش‌های بلاک چین به جای نیاز به منطق برنامه متمرکز برای اعمال این محدودیت‌ها، دارای مدرک اعتبار و گواهی مجوز خود هستند. بنابراین، تراکنش‌ها را می‌توان به‌طور مستقل توسط چندین «گره» تأیید و پردازش کرد، با زنجیره بلوکی که به‌عنوان مکانیزم توافقی عمل می‌کند تا اطمینان حاصل شود که آن گره‌ها همگام هستند.

چرا این بی واسطه گری ارزش دارد؟ زیرا اگرچه پایگاه داده فقط بیت و بایت است، آن نیز یک چیز ملموس است. محتویات یک پایگاه داده در حافظه و دیسک یک سیستم کامپیوتری خاص ذخیره می شود و هرکسی که به آن سیستم دسترسی کافی داشته باشد می تواند داده های درون آن را از بین ببرد یا خراب کند. در نتیجه، لحظه ای که داده های خود را به یک پایگاه داده معمولی می سپارید، به آن نیز وابسته می شوید انسان سازمانی که آن پایگاه داده در آن قرار دارد.

اکنون، جهان پر از سازمان‌هایی است که این اعتماد را به دست آورده‌اند - دولت‌ها و بانک‌ها (عمدتا)، دانشگاه‌ها، انجمن‌های تجاری و حتی شرکت‌های خصوصی مانند گوگل و فیس‌بوک. در بیشتر موارد، به ویژه در کشورهای توسعه یافته، اینها بسیار خوب عمل می کنند. من معتقدم که رای من همیشه شمرده شده است، هیچ بانکی هرگز پولم را دزدیده است، و من هنوز راهی برای پرداخت نمرات بهتر پیدا نکرده ام. پس مشکل چیست؟ اگر یک سازمان یک پایگاه داده مهم را کنترل کند، به مجموعه ای از افراد و فرآیندها نیز نیاز دارد تا از دستکاری آن پایگاه داده جلوگیری کند. مردم نیاز به استخدام دارند، فرآیندها باید طراحی شوند و همه اینها زمان و هزینه زیادی می طلبد.

بنابراین بلاک چین ها راهی برای جایگزینی این سازمان ها با پایگاه داده توزیع شده ارائه می دهند که توسط رمزنگاری هوشمند قفل شده است. مانند بسیاری از موارد قبلی، آنها از ظرفیت روزافزون سیستم های رایانه ای برای ارائه روش جدیدی برای جایگزینی انسان با کد استفاده می کنند. و زمانی که کد نوشته شود و اشکال زدایی شود، کد بسیار ارزان تر می شود.

محرمانه بودن: مزیت پایگاه های داده متمرکز

همانطور که اشاره کردم، هر گره در یک بلاک چین به طور مستقل هر تراکنش را تایید و پردازش می کند. یک گره می تواند این کار را انجام دهد زیرا به طور کامل قابل مشاهده است: (الف) وضعیت فعلی پایگاه داده، (ب) تغییر درخواست شده توسط یک تراکنش، و (ج) یک امضای دیجیتال که منشأ تراکنش را ثابت می کند. این بدون شک یک راه هوشمندانه جدید برای معماری یک پایگاه داده است و واقعا کار می کند. پس شکار کجاست؟ برای بسیاری از برنامه‌ها، به‌ویژه مالی، شفافیت کاملی که هر گره از آن بهره می‌برد، یک قاتل مطلق است.

چگونه سیستم های ساخته شده بر روی پایگاه داده های معمولی از این مشکل جلوگیری می کنند؟ درست مانند بلاک چین ها، تراکنش هایی را که کاربران خاص می توانند انجام دهند محدود می کنند، اما این محدودیت ها در آنها اعمال می شود یک مکان مرکزی. در نتیجه، محتویات کامل پایگاه داده فقط باید در آن مکان قابل مشاهده باشد، نه در چندین گره. درخواست‌های خواندن داده‌ها نیز از طریق این مرجع مرکزی انجام می‌شود، که می‌تواند آن درخواست‌ها را به دلخواه بپذیرد یا رد کند. به عبارت دیگر، اگر یک پایگاه داده معمولی با خواندن کنترل شود و یک بلاک چین فقط با نوشتن قابل کنترل است.

اگر بخواهیم منصف باشیم، استراتژی های زیادی برای کاهش این مشکل در دسترس است. اینها از ایده‌های ساده مانند تراکنش تحت چندین آدرس بلاک چین تا تکنیک‌های رمزنگاری پیشرفته مانند معاملات محرمانه و اثبات دانش صفر (در حال حاضر در حال توسعه). با این وجود، هر چه بخواهید اطلاعات بیشتری را در یک بلاک چین پنهان کنید، بار محاسباتی سنگین تری برای تولید و تأیید تراکنش ها می پردازید. و مهم نیست که چگونه این تکنیک ها توسعه می یابند، آنها هرگز روش ساده و سرراست پنهان کردن کامل داده ها را شکست نخواهند داد.

استحکام: مزیت بلاک چین

دومین مزیت پایگاه های داده مبتنی بر بلاک چین، تحمل خطای شدید است که از افزونگی داخلی آنها ناشی می شود. هر گره هر تراکنش را پردازش می کند، بنابراین هیچ گره جداگانه ای برای پایگاه داده به عنوان یک کل حیاتی نیست. به طور مشابه، گره‌ها به صورت همتا به همتای متراکم به یکدیگر متصل می‌شوند، بنابراین بسیاری از پیوندهای ارتباطی ممکن است قبل از اینکه کارها متوقف شوند، از کار بیفتند. بلاک چین تضمین می‌کند که گره‌هایی که از بین می‌روند همیشه می‌توانند تراکنش‌هایی را که از دست داده‌اند جبران کنند.

بنابراین در حالی که درست است که پایگاه های داده معمولی تکنیک های زیادی را برای آن ارائه می دهند تکرار، بلاک چین ها این را به سطح کاملاً جدیدی می برند. برای شروع، هیچ پیکربندی مورد نیاز نیست - کافی است برخی از گره های بلاک چین را به یکدیگر متصل کنید و آنها به طور خودکار خود را همگام نگه می دارند. علاوه بر این، گره ها را می توان آزادانه از شبکه اضافه یا حذف کرد، بدون هیچ گونه آمادگی یا عواقبی. در نهایت، کاربران خارجی می‌توانند تراکنش‌های خود را به هر گره یا چندین گره به طور همزمان ارسال کنند و این تراکنش‌ها به‌طور خودکار و یکپارچه برای دیگران منتشر می‌شوند.

این استحکام اقتصاد در دسترس بودن پایگاه داده را تغییر می دهد. با پایگاه های داده منظم، در دسترس بودن بالا از طریق ترکیبی از زیرساخت های گران قیمت و بازیابی فاجعه. یک پایگاه داده اولیه روی سخت‌افزار پیشرفته اجرا می‌شود که از نزدیک برای مشکلات نظارت می‌شود و تراکنش‌ها در یک سیستم پشتیبان در یک مکان فیزیکی متفاوت تکرار می‌شوند. اگر پایگاه داده اولیه خراب شود (مثلاً به دلیل قطع برق یا خرابی سخت افزاری فاجعه بار)، فعالیت به طور خودکار به پشتیبان منتقل می شود، که به عنوان اصلی جدید تبدیل می شود. هنگامی که سیستم ناموفق برطرف شد، در ردیف قرار می گیرد تا در صورت لزوم به عنوان پشتیبان جدید عمل کند. در حالی که همه اینها قابل انجام است، اما گران است و به‌طور مشخصی دشوار است.

در عوض، اگر 10 گره بلاک چین داشته باشیم که در نقاط مختلف جهان اجرا می‌شوند، همه روی سخت‌افزار کالا چه می‌شوند؟ این گره‌ها به طور متراکم به یکدیگر متصل می‌شوند و تراکنش‌ها را به صورت همتا به همتا به اشتراک می‌گذارند و از یک زنجیره بلوکی برای اطمینان از اجماع استفاده می‌کنند. کاربران نهایی که تراکنش ها را ایجاد می کنند به (مثلا) 5 تا از این گره ها متصل می شوند، بنابراین مهم نیست که چند پیوند ارتباطی از بین برود. و اگر یک یا دو گره به طور کامل در هر روز معین از کار بیفتند، هیچ کس چیزی احساس نمی کند، زیرا هنوز بیش از تعداد کپی برای دور زدن وجود دارد. همانطور که اتفاق می افتد، این ترکیب از سیستم های کم هزینه و افزونگی بالا دقیقاً شبیه گوگل است موتور جستجوی خود را بسیار ارزان ساخته است. بلاک چین ها می توانند همین کار را برای پایگاه های داده انجام دهند.

عملکرد: مزیت پایگاه های داده متمرکز

بلاک چین ها همیشه کندتر از پایگاه های داده متمرکز خواهند بود. فقط این نیست امروز بلاک چین ها کند هستند زیرا این فناوری جدید و بهینه نیست، اما نتیجه آن است طبیعت خود بلاک چین ها ببینید، هنگام پردازش تراکنش‌ها، یک بلاک چین باید همه کارهای مشابه یک پایگاه داده معمولی را انجام دهد، اما سه بار اضافی را به همراه دارد:

1. تایید امضا. هر تراکنش بلاک چین باید به صورت دیجیتالی با استفاده از یک طرح رمزنگاری عمومی-خصوصی مانند ECDSA. این امر ضروری است زیرا تراکنش ها بین گره ها به صورت همتا به همتا منتشر می شوند، بنابراین منبع آنها را نمی توان در غیر این صورت اثبات کرد. تولید و تأیید این امضاها از نظر محاسباتی پیچیده است و گلوگاه اصلی در محصولاتی مانند ما را تشکیل می دهد. در مقابل، در پایگاه‌های داده متمرکز، پس از برقراری ارتباط، نیازی به تأیید تک تک درخواست‌هایی که از آن دریافت می‌شود وجود ندارد.
2. مکانیسم های اجماع. در یک پایگاه داده توزیع شده مانند یک بلاک چین، باید تلاش کرد تا اطمینان حاصل شود که گره‌ها در شبکه به توافق برسند. بسته به مکانیسم اجماع مورد استفاده، این ممکن است شامل ارتباطات رفت و برگشتی قابل توجه و/یا برخورد با فورک ها و برگشت های متعاقب آن ها باشد. در حالی که درست است که پایگاه‌های داده متمرکز باید با تراکنش‌های متناقض و لغو شده نیز مقابله کنند، اما در جایی که تراکنش‌ها در یک مکان در صف قرار می‌گیرند و پردازش می‌شوند، احتمال کمتری وجود دارد.
3. افزونگی. این در مورد عملکرد یک گره منفرد نیست، بلکه کل مقدار محاسباتی است که یک بلاکچین به آن نیاز دارد. در حالی که پایگاه های داده متمرکز تراکنش ها را یک یا دو بار پردازش می کنند، در یک بلاک چین باید توسط هر گره در شبکه به طور مستقل پردازش شوند. بنابراین کارهای بیشتری برای نتیجه نهایی مشابه انجام می شود.

خط پایین

طبیعتا راه های دیگری نیز وجود دارد که بلاک چین و پایگاه های داده معمولی را می توان با هم مقایسه کرد. ما می توانیم در مورد بلوغ پایگاه کد، جذابیت توسعه دهندگان، وسعت اکوسیستم و موارد دیگر صحبت کنیم. اما هیچ کدام از این مسائل نیست ذاتی به خود فناوری بنابراین وقتی صحبت از یک تصمیم بلندمدت برای استفاده از بلاک چین می شود، سوالی که باید پرسید این است: چه چیزی برای مورد استفاده من مهم تر است؟ عدم واسطه گری و استحکام؟ یا محرمانگی و عملکرد؟

هنگامی که در این نور ساده مورد بررسی قرار گیرد، بسیاری از موارد استفاده در حال حاضر مورد بحث است معنی ندارد. بزرگترین مشکل محرمانه بودن است. شرکت کنندگان در یک بازار رقابتی شدید طبیعتاً حریم خصوصی یک پایگاه داده متمرکز را ترجیح می دهند تا اینکه فعالیت های خود را برای یکدیگر آشکار کنند. این امر به ویژه در صورتی صادق است که یک حزب مرکزی مورد اعتماد از قبل وجود داشته باشد و بتواند قلمرو بی طرفی را که آن پایگاه داده می تواند در آن ساکن باشد را فراهم کند. حتی اگر ممکن است برخی هزینه‌های مرتبط با این ارائه‌دهنده مرکزی وجود داشته باشد، این امر بیش از حد با ارزش حفظ حریم خصوصی قابل توجیه است. تنها انگیزه تغییر به بلاک چین، مقررات جدید تهاجمی خواهد بود.

با این وجود، بلاک‌چین‌ها موارد استفاده قوی دارند، که در آن میانجی‌گری و استحکام مهم‌تر از رازداری و عملکرد است. در پست بعدی بیشتر در مورد این موارد خواهم نوشت، اما امیدوار کننده ترین زمینه هایی که تاکنون دیده ایم عبارتند از: (الف) مسیرهای حسابرسی بین شرکتی، (ب) ردیابی منشأ، و (ج) سبک وزن سیستم های مالی در هر سه مورد، ما افرادی را پیدا کرده‌ایم که به جای کنجکاوی و آزمایش، روی MultiChain با دید روشنی نسبت به استقرار کار می‌کنند. بنابراین اگر به دنبال راه هایی هستید که بلاکچین ها بتوانند ارزش واقعی به کسب و کار شما بیافزایند، ممکن است مکان خوبی برای شروع باشند.

لطفا هر نظری را ارسال کنید در LinkedIn.