Tôi sử dụng bài viết này để giới thiệu blockchain cho các kiến trúc sư cơ sở dữ liệu

Tiêu đề gốc: "Cơ sở dữ liệu không phải là Blockchain"
Tác giả: cardanians.io Nguồn và tổng hợp: stakefish

"Cơ sở dữ liệu phân tán" và "sổ cái phân tán" thường được nhiều người hiểu là tên gọi khác của blockchain. Nhiều khi họ “trông giống nhau” và thậm chí “dùng những thứ giống nhau”.
Vậy liệu chuỗi khối có thể được đánh đồng với cơ sở dữ liệu không?
Một bài viết từ cộng đồng Cardano thảo luận về chủ đề này bằng cách sử dụng dữ liệu làm từ khóa. stakefish trích dẫn những ý chính trong bài viết và chia sẻ đến cộng đồng để mọi người tự tìm ra câu trả lời cho mình.

Mọi người thường nói rằng blockchain là một cơ sở dữ liệu chậm và đắt tiền với khả năng mở rộng kém. Đây đúng là tình trạng đó phải không?

Đúng là blockchain sẽ không bao giờ nhanh bằng cơ sở dữ liệu truyền thống. Tuy nhiên, blockchain có lợi thế hơn cơ sở dữ liệu và điều quan trọng là phải hiểu những lợi thế này.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về blockchain là gì từ góc độ dữ liệu, sau đó xem xét điều quan trọng nhất sự khác biệt giữa blockchain và cơ sở dữ liệu

"Blockchain" đến "Blockchain"

Từ góc độ dữ liệu, chuỗi khối sử dụng các khối để lưu trữ dữ liệu. Một cấu trúc rất giống với "Danh sách liên kết" ". Danh sách liên kết là một cấu trúc dữ liệu tuyến tính và điểm vào được gọi là phần đầu của danh sách liên kết. Mỗi phần tử trong danh sách liên kết là một đối tượng riêng biệt, bao gồm dữ liệu và con trỏ, con trỏ của khối cuối cùng là null.

Blockchain bổ sung tính năng ngăn dữ liệu lịch sử bị giả mạo.

Năm 1991, hai tác giả, Stuart Haber và W. Scott Stornetta, lần đầu tiên phân tích "khối " dựa trên mật mã Chuỗi khối" đang được nghiên cứu và tôi muốn xây dựng một hệ thống dấu thời gian không thể giả mạo tài liệu.

Năm 1992, Bayer, Haber và Stornetta đã nhúng cây Merkle vào thiết kế để thu thập nhiều chứng chỉ tài liệu vào trong một khối , hiệu quả của blockchain được cải thiện.

Cần lưu ý rằng từ "blockchain" không được sử dụng vào thời điểm đó mà là "chuỗi khối" được sử dụng, từ mà Satoshi Nakamoto sử dụng trong sách trắng Bitcoin cũng là từ "blockchain" .

Ngày nay, khái niệm này đã được định nghĩa lại. Nhiều dự án và gã khổng lồ CNTT đang nói về công nghệ blockchain. Chúng ta đã biết rằng blockchain ban đầu thực sự đề cập đến cấu trúc dữ liệu của "blockchain" dựa trên mật mã để bảo mật. Sau đó, ý nghĩa của blockchain đã thay đổi khi mọi người nói về nó và thuật ngữ blockchain trở nên rộng hơn. Để đại diện cho một mạng lưới phân tán với cùng một cấu trúc dữ liệu nên nó thường được gọi là “sổ cái phân tán”.

Sự khác biệt 1: Truy cập dữ liệu   Chỉ "CR", không phải "UD"

Cơ sở dữ liệu thông thường không sử dụng "khối" mà sử dụng "bảng". Bảng là tập hợp các dữ liệu liên quan được lưu ở định dạng bảng trong cơ sở dữ liệu, bao gồm các cột và hàng.

Trong cơ sở dữ liệu quan hệ, bảng là một tập hợp các phần tử dữ liệu (giá trị) sử dụng các cột dọc (có thể xác định theo tên ) và các hàng ngang, tạo thành các ô nơi hàng và cột giao nhau. Một bảng có số cột được chỉ định nhưng có thể có số hàng bất kỳ.

Người ta có thể sử dụng bốn thao tác cơ bản trên dữ liệu trong cơ sở dữ liệu: tạo, đọc, cập nhật và xóa (CRUD).
Tuy nhiên, blockchain chỉ cho phép hai thao tác: tạo và đọc. Blockchain chỉ có thể thêm một khối hoàn chỉnh (chứa các giao dịch) vào cuối blockchain và dữ liệu không thể được cập nhật hoặc xóa sau khi được thêm vào.

Cơ sở dữ liệu cho phép mọi người liên tục thay đổi hoặc thậm chí xóa dữ liệu được lưu trữ trong quá khứ. Blockchain cố tình giữ cho dữ liệu lịch sử không thay đổi và luôn có sẵn.

Sự khác biệt 2: Quyền dữ liệu  "Một nhóm quản trị viên" ≠ nút blockchain 

Ngoài "những hoạt động nào được phép", "ai sẽ vận hành" cũng là một khía cạnh quan trọng khác khi xem xét sự khác biệt giữa blockchain và cơ sở dữ liệu.

Cơ sở dữ liệu được duy trì bởi một hoặc một nhóm quản trị viên. Quản trị viên có quyền làm bất cứ điều gì mình muốn với dữ liệu (bốn thao tác CRUD). Quản trị viên thường là nhân viên của các công ty lớn và phải tuân thủ các quy tắc do chủ sở hữu công ty đặt ra, cấp cho người dùng các quyền hạn chế để tạo, đọc, sửa đổi hoặc xóa dữ liệu.

Tuy nhiên, ngay cả khi người dùng nhập đúng dữ liệu, quản trị viên vẫn có thể sửa đổi hoặc xóa dữ liệu đó. Nếu có tranh chấp về tính chính xác của dữ liệu và người dùng không có hoặc chỉ có quyền sửa đổi hạn chế thì quản trị viên luôn có nhiều quyền hơn người dùng.

Không có quản trị viên nào có thể sửa đổi và xóa dữ liệu quyền trong chuỗi khối. Các nút trong mạng phải đồng ý về bất kỳ dữ liệu nào được thêm vào. Khi một khối được thêm và xác nhận, không ai có thể dễ dàng thay đổi dữ liệu lịch sử và người ta luôn có thể xác nhận những gì đã xảy ra trong quá khứ thông qua blockchain.

Blockchain thay thế một máy chủ duy nhất do quản trị viên duy trì bằng một tập hợp các nút độc lập kiểm soát Nội dung bổ sung đã đạt được sự đồng thuận.

Từ góc nhìn của những người tham gia trực tiếp, một chuỗi khối riêng tư giữa một số ít thực thể có thể được xem là Phân tán, hệ thống phi tập trung. Nếu một blockchain riêng được sử dụng trong một công ty thì mặc dù nó có một số lợi thế của hệ thống phân tán nhưng nó vẫn là một giải pháp tập trung. Đối với một công ty riêng lẻ, cơ sở dữ liệu có thể là lựa chọn tốt hơn.

Sự khác biệt 3: Sao lưu dữ liệu  "Cơ sở dữ liệu dự phòng" ≠ Blockchain

Cơ sở dữ liệu truyền thống thực hiện "sao chép dữ liệu" chủ yếu để ngăn ngừa mất dữ liệu, nhưng không thể ngăn dữ liệu lịch sử bị giả mạo hoặc quản trị viên viết lại dữ liệu. Cũng có thể có sự không nhất quán về dữ liệu nếu một máy chủ chấp nhận các thay đổi nhưng các máy chủ khác thì không.

Blockchain sử dụng sự đồng thuận phi tập trung để giải quyết các vấn đề trên một cách chính xác. Khi tất cả hoặc phần lớn các nút trong mạng đồng ý thêm một khối mới, dữ liệu sẽ được ghi vào nhiều ổ cứng. Ngay cả khi nút tạo khối mới gặp sự cố ngay sau khi đồng bộ hóa này, dữ liệu vẫn luôn an toàn trên các nút khác và nút bị lỗi khi đó sẽ có thể có được phiên bản hợp lệ của tất cả các khối.

Nhiều cơ sở dữ liệu sao lưu cũng không cung cấp mức độ bảo mật như blockchain.

"Sao chép dữ liệu" có nghĩa là một máy chủ gửi dữ liệu đến các máy chủ khác để sao lưu. Trước khi lưu trữ dữ liệu, không có sự đồng thuận giữa các máy chủ về việc lưu trữ một phiên bản dữ liệu nhất định. Nếu một máy chủ gửi dữ liệu không hợp lệ hoặc sai, các máy chủ khác chỉ nhận và lưu trữ dữ liệu đó một cách mù quáng (một số loại xác thực dữ liệu vẫn được áp dụng).

Ngược lại, trong một blockchain, phần lớn các nút trước khi lưu trữ một khối vào blockchain phải đạt được sự đồng thuận.

Sự khác biệt 4: Truyền dữ liệu  Hệ thống phân tán ≠ giải pháp phi tập trung

Cơ sở dữ liệu truyền thống áp dụng kiến trúc chủ-nô lệ (máy khách-máy chủ), là mô hình cấu trúc phần mềm bao gồm hệ thống máy khách và hệ thống máy chủ. Họ giao tiếp qua mạng máy tính hoặc trên cùng một máy tính. Ứng dụng của kiến trúc master-slave là một hệ thống phân tán bao gồm phần mềm máy khách và máy chủ, nhưng nó vẫn là một giải pháp tập trung với máy chủ là cốt lõi.

Cơ sở dữ liệu được xây dựng trên máy chủ. Do đó, nếu chỉ có một máy chủ, nó có thể tạo ra cái gọi là điểm lỗi duy nhất. Khi máy chủ không chạy, tất cả các máy khách không thể liên lạc với máy chủ và không thể liên lạc với nhau.

Từ góc độ dữ liệu, tất cả khách hàng phải dựa vào máy chủ để tin rằng nó trung thực và an toàn. Đảm bảo.

Ngày nay, hiếm khi thấy một mạng chỉ có một máy chủ. Trong hầu hết các trường hợp, có nhiều máy chủ dự phòng hơn trong mạng. Nếu một máy chủ gặp sự cố hoặc tạm thời không khả dụng, máy chủ khác sẽ thay mặt nó xử lý tất cả các yêu cầu, nhưng điều này chỉ có thể thực hiện được nếu dữ liệu đã được sao chép giữa các máy chủ.

Nếu một giao dịch hoặc yêu cầu được gửi đến máy chủ, dữ liệu sẽ được ghi vào một cơ sở dữ liệu trong một thời gian nhất định trước khi dữ liệu được sao lưu sang cơ sở dữ liệu khác cơ sở dữ liệu. Thường có một số độ trễ và khả năng truyền dữ liệu không nhất quán.

Sự khác biệt 5: Lưu trữ dữ liệu  Không thể thay đổi và bằng chứng về giá trị

Cơ sở dữ liệu có thể được sử dụng trong các tình huống như giám sát an ninh, nhắc nhở tín hiệu, thu thập và ủy quyền thông tin. Nhiều cơ sở dữ liệu cung cấp các tính năng cơ sở dữ liệu hiệu quả dưới dạng trình kích hoạt cơ sở dữ liệu. Khi sử dụng cơ sở dữ liệu đám mây, dữ liệu thường chỉ quan trọng đối với một số ít người và việc triển khai bảo mật trong hệ thống cơ sở dữ liệu là đủ. Người dùng có thể tin tưởng chủ sở hữu cơ sở dữ liệu vì có các cơ chế pháp lý và cơ chế khác để giải quyết các vấn đề có thể phát sinh.

Khi cần lưu trữ thông tin bất biến, chẳng hạn như chứng minh trạng thái X hợp lệ đối với người dùng Y tại thời điểm Z , khu vực Những lợi thế của blockchain được phản ánh. Nó phù hợp để bảo tồn và chứng minh quyền sở hữu. Đây là lý do tại sao mọi người có thể tạo ra tiền kỹ thuật số trên blockchain. Loại thông tin này không thể được thay đổi bởi các cá nhân và tính bảo mật phải rất cao. Quá trình thêm một khối thực chất là quá trình thêm nhiều trạng thái X cho một số lượng lớn người dùng một cách không tin cậy.

Sự khác biệt và sự đánh đổi

Cơ sở dữ liệu rất mạnh mẽ và mọi người có thể sử dụng nó để đạt được hầu hết mọi chức năng mong muốn, nhưng chức năng duy nhất của blockchain, cơ sở dữ liệu là Không thể thực hiện được.

Hãy cùng nhìn lại và xem các tính năng của blockchain mà cơ sở dữ liệu truyền thống không thể đạt được:

Dữ liệu không thể thay đổi. Blockchain thực chất là một mạng phân tán phi tập trung, dữ liệu được ghi vào nhiều đĩa cùng lúc sau khi đạt được sự đồng thuận, rất khó và gần như không thể thay đổi dữ liệu lịch sử. Sự khác biệt chính là liệu cơ sở dữ liệu có được triển khai theo cách phi tập trung hay không.

Dữ liệu bảo mật bổ sung. Như đã đề cập ở điểm trước, các khối mới sẽ chỉ được thêm vào nếu đa số thực thể đồng ý. Vì vậy, việc chèn một số dữ liệu được coi là không hợp lệ là không thể. Những người tham gia phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc và nhiều thực thể độc lập hơn cùng tập trung vào việc thực hiện các quy tắc.

Không có quản trị viên. Không có vai trò quản trị viên nào trên blockchain có quyền thay đổi bất cứ điều gì. Các nút đàm phán với nhau và chia sẻ trách nhiệm. Blockchain không đáng tin cậy và có khả năng chống xóa.

Không có một điểm thất bại nào. Điều này chủ yếu áp dụng cho cơ chế đồng thuận PoS và PoW. Đối với sự đồng thuận DPoS, vấn đề có thể xảy ra khi một số nút không khả dụng cùng một lúc.

Mọi người có thể chọn sử dụng cơ sở dữ liệu truyền thống hoặc công nghệ chuỗi khối tùy theo nhu cầu khác nhau. Khi áp dụng blockchain, có thể đạt được các mức độ quản lý dữ liệu phi tập trung khác nhau bằng cách chọn chuỗi riêng tư hoặc công khai.

Rất khó để đạt được khả năng mở rộng cao và duy trì mức độ phân quyền cao. Dữ liệu phải được phân phối trên toàn thế giới nên độ trễ của mạng phải được xem xét. Đạt được sự đồng thuận toàn cầu sẽ mất một thời gian. Blockchain sẽ không bao giờ hiệu quả như cơ sở dữ liệu, nhưng nó có thể cung cấp sự bảo vệ về mặt không tin cậy, phân cấp và bảo vệ chống giả mạo dữ liệu lịch sử.

Cách tiếp cận phi tập trung cũng có tiềm năng thay thế những gã khổng lồ Internet truyền thống, cho phép nhiều người hơn làm chủ dữ liệu và sử dụng nó từ Lợi ích.

Liên kết gốc:mp.weixin.qq.com

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia