Внедрение блокчейн в базы данных

Как известно, традиционные базы данных имеют ограничения. Лицо, предприятие или организация, владеющие базой данных, полностью контролируют ее структуру, содержимое и доступность, а пользователи данных полностью зависят от целостности данных и владельца базы данных, которого часто называют «доверенным лицом». И по мере того, как мир становится все более связанным и зависимым от данных и обмена данными, ограничения традиционных баз данных создают проблемы для безопасности и доверия.

Эти ограничения привели к развитию систем распределенных электронных баз данных. Это технология, предназначенная для демократизации информации путем распространения и синхронизации данных между несколькими независимыми заинтересованными сторонами, такими как предприятия или государственные органы, которые решили участвовать в системе. Наиболее распространенным примером этой системы является блокчейн.

Представленный в 2009 году блокчейн представляет собой электронную базу данных, также называемую неизменяемой книгой. Преимущество этой технологии в том, что блокчейн добавляет возможности и функции, которых нет в традиционных базах данных.

Во-первых, система блокчейна работает в одноранговой (P2P) сети, где каждый узел разделяет вычислительную/сетевую нагрузку и поддерживает полные копии данных. По мере того как в сеть входит больше участников, система масштабируется, что позволяет обрабатывать больше записей. Наличие в сети большого количество участников означает большую доступность и отказоустойчивость базы данных блокчейна.

Во-вторых, все содержимое неизменного реестра (базы данных) связано друг с другом. Каждая запись или набор записей, добавляемых в реестр, представляет собой блок данных. Каждый блок связан с предыдущим блоком, включая криптографический хеш, отметку времени и метаданные транзакции.

Таким образом, каждый блок соединяется, образуя растущую «цепочку» блоков для создания безопасных и неизменяемых записей. Запись не может быть изменена без изменения криптографического хэша, а также всех хэшей в последующих блоках. Сочетание криптографии и взаимосвязей между блоками делает базу данных блокчейна очень безопасной.

Блокчейн чаще всего ассоциируется с финансовыми транзакциями — в основном с криптовалютными транзакциями, такими как биткойн, эфириум и др. Как и в случае с SQL или любым другим форматом базы данных, его можно применять к множеству отраслевых вертикалей и сценариев использования, а не только к финансам. Давайте рассмотрим базовый процесс блокчейна:

1. Транзакция запрашивается для записи нового блока данных в блокчейн.
2. Запрос транслируется на все узлы, участвующие в блокчейне.
3. Каждый узел, участвующий в блокчейне, сверяет хэши с алгоритмами для подтверждения транзакции.
4. Каждый узел выполняет процесс проверки работоспособности, достигает консенсуса относительно достоверности нового блока и, если консенсус удается, добавляет блок в цепочку.

Шифрование лежит в основе того, что делает блок особенным. Блокам присваивается криптографический хэш, сгенерированный исключительно для его данных, и с хешем для предыдущего блока.

Хэш работает как отпечаток пальца для данных: это последовательность шестнадцатеричных чисел, рассчитанная с помощью математического алгоритма. Этот алгоритм создает уникальный хэш (отпечаток пальца) для каждого блока. Измените один бит в любом месте блока, и его хэш станет совершенно другим. Скорректированный хэш этого блока также передается и записывается в последующий блок.

Широкий спектр возможностей позволяет использовать технологию блокчейн для решения самых разных задач. Некоторые распространенные примеры включают следующее:

• Финансы. Финансовые рынки являются одними из первых, кто внедрил блокчейн, используя технологию бухгалтерского учета для замены традиционных электронных книг, платежей в криптовалюте и других рыночных транзакций и клиринга.
• Административные услуги. Госорганы могут использовать блокчейн для хранения и предоставления различных документов: государственные акты, выписки из госреестра, справки и т.п.

• Цепочки поставок. Рынки могут использовать блокчейн для обмена данными, поддержки выставления счетов, управления заказами и отслеживания обмена товарами и услугами.
• Здравоохранение. Блокчейн может быть использован для хранения и защиты данных пациентов, сбора данных для аналитики, обработки медицинских платежей, планирования и предоставления медицинских услуг.

Технология блокчейна имеет важные преимущества в области баз данных, а именно:

• Безопасность. Использование криптографии, неизменности и распределенной структуры означает, что база данных блокчейна практически неуязвима для взлома, мошенничества и других злоупотреблений. Незаконные изменения данных надежно обнаруживаются и отклоняются.
• Устойчивость. Блокчейн — это распределенная технология: каждый узел, участвующий в базе данных, использует полную копию базы данных и обеспечивает консенсус при проверке каждого узла по мере его изменения. Консенсус не только повышает безопасность, но, если узел выходит из строя или подвергается атаке, остальные узлы продолжают функционировать. Чрезвычайно сложно атаковать и вывести из строя каждый узел.
• Более быстрые операции. Поскольку общий набор данных доступен всем заинтересованным сторонам, имеющим доступ к реестру, база данных блокчейна часто может устранить традиционные ручные проверки и время расчета транзакций, сопровождающие бизнес-транзакции. Это может помочь резко ускорить некоторые финансовые и контрактные бизнес-операции.

• Прозрачность. Полная прозрачность и неизменность публичных транзакций блокчейна помогает создавать и обеспечивать доверие к достоверности и точности данных.

В связи с глобализацией, а также с тем, что с каждым годом увеличивается число глобальных краж баз данных, базы данных на основе блокчейна становятся все более востребованными.

Потребность в надежной системе, невосприимчивой ко взломам является катализатором настоящей революции блокчейна – технологии, проникающей во все области человеческой жизни.