Впровадження блокчейн у бази даних

Як відомо, традиційні бази даних мають обмеження. Особа, підприємство або організація, що володіють базою даних, повністю контролюють її структуру, вміст та доступність, а користувачі даних повністю залежать від цілісності даних та власника бази даних, якого часто називають «довіреною особою». І в міру того, як світ стає все більш пов’язаним і залежним від даних та обміну даними, обмеження традиційних баз даних створюють проблеми для безпеки та довіри.

Ці обмеження сприяли розвитку систем розподілених електронних баз даних. Це технологія, призначена для демократизації інформації шляхом поширення та синхронізації даних між декількома незалежними зацікавленими сторонами, такими як підприємства чи державні органи, які вирішили брати участь у системі. Найбільш поширеним прикладом цієї системи є блокчейн.

Представлений у 2009 році блокчейн є електронною базою даних, також званою незмінною книгою. Перевага цієї технології в тому, що блокчейн додає можливості та функції, яких немає у традиційних базах даних.

По-перше, система блокчейн працює в одноранговій (P2P) мережі, де кожен вузол поділяє обчислювальне/мережеве навантаження та підтримує повні копії даних. У міру того, як в мережу входить більше учасників, система масштабується, що дозволяє обробляти більше записів. Наявність у мережі великої кількості учасників означає велику доступність і стійкість до відмови бази даних блокчейна.

По-друге, весь вміст постійного реєстру (бази даних) пов’язане один з одним. Кожен запис або набір записів, що додаються до реєстру, є блоком даних. Кожен блок пов’язаний з попереднім блоком, включаючи криптографічний хеш, позначку часу та метадані транзакції.

Таким чином, кожен блок з’єднується, утворюючи зростаючий «ланцюжок» блоків для створення безпечних і незмінних записів. Запис може бути змінено без зміни криптографічного хешу, і навіть всіх хешів у наступних блоках. Поєднання криптографії та взаємозв’язків між блоками робить базу даних блокчейна дуже безпечною.

Блокчейн найчастіше асоціюється з фінансовими транзакціями — в основному з криптовалютними транзакціями, такими як біткойн, ефіріум та ін. фінансів. Давайте розглянемо базовий процес блокчейна:

1. Транзакція запитується для запису нового блоку даних блокчейн.
2. Запит транслюється на всі вузли, які беруть участь у блокчейні.
3. Кожен вузол, що бере участь у блокчейні, звіряє хеші з алгоритмами для підтвердження транзакції.
4. Кожен вузол виконує процес перевірки працездатності, досягає консенсусу щодо достовірності нового блоку і якщо консенсус вдається, додає блок в ланцюжок.

Шифрування є основою те, що робить блок особливим. Блокам надається криптографічний хеш, згенерований виключно для його даних, і з хешом для попереднього блоку.

Хеш працює як відбиток пальця для даних: це послідовність шістнадцяткових чисел, розрахована за допомогою математичного алгоритму. Цей алгоритм створює унікальний хеш (відбиток пальця) кожного блоку. Змініть один біт у будь-якому місці блоку, і його хеш стане зовсім іншим. Скоригований хеш цього блоку також передається та записується в наступний блок.

Широкий спектр можливостей дозволяє використовувати технологію блокчейн для вирішення різних завдань. Деякі поширені приклади включають:

• Фінанси. Фінансові ринки є одними з перших, хто впровадив блокчейн, використовуючи технологію бухгалтерського обліку для заміни традиційних електронних книг, платежів у криптовалюті та інших ринкових транзакцій та клірингу.
• Адміністративні послуги. Держоргани можуть використовувати блокчейн для зберігання та подання різних документів: державні акти, витяги з держреєстру, довідки тощо.

• Ланцюжки постачання. Ринки можуть використовувати блокчейн для обміну даними, підтримки виставлення рахунків, управління замовленнями та відстеження обміну товарами та послугами.
• Охорона здоров’я. Блокчейн може бути використаний для зберігання та захисту даних пацієнтів, збору даних для аналітики, обробки медичних платежів, планування та надання медичних послуг.

Технологія блокчейна має важливі переваги в області баз даних, а саме:

• Безпека. Використання криптографії, незмінності та розподіленої структури означає, що база даних блокчейна практично невразлива для злому, шахрайства та інших зловживань. Незаконні зміни даних надійно виявляються та відхиляються.
• Стійкість. Блокчейн — це розподілена технологія: кожен вузол, що у базі даних, використовує повну копію бази даних, і забезпечує консенсус під час перевірки кожного вузла у міру його зміни. Консенсус не тільки підвищує безпеку, але якщо вузол виходить з ладу або піддається атаці, інші вузли продовжують функціонувати. Надзвичайно складно атакувати та вивести з ладу кожен вузол.
• Швидші операції. Оскільки загальний набір даних доступний усім зацікавленим сторонам, які мають доступ до реєстру, база даних блокчейна часто може усунути традиційні ручні перевірки та час розрахунку транзакцій, що супроводжують бізнес-транзакції. Це може допомогти різко прискорити деякі фінансові та контрактні бізнес-операції.

• Прозорість. Повна прозорість і незмінність громадських транзакцій блокчейна допомагає створювати та забезпечувати довіру до достовірності та точності даних.

У зв’язку з глобалізацією, а також з тим, що з кожним роком збільшується кількість глобальних крадіжок баз даних, бази даних на основі блокчейна стають все більш затребуваними.

Потреба в надійній системі, несприйнятливій до зламів, є каталізатором справжньої революції блокчейна – технології, що проникає у всі галузі людського життя.