Blockchain vs. Datenbank: Wie unterscheiden sie sich?

Viele Menschen sind immer noch verwirrt über die Unterschiede und Ähnlichkeiten zwischen traditionellen Datenbanken und den neueren Blockchains.

Eine wahrscheinliche Ursache für diese Verwirrung ist die Tatsache, dass eine Blockchain eine Art Datenbank ist, da sie zum Speichern von Informationen in Datenstrukturen verwendet wird, die als Blöcke bezeichnet werden. Eine herkömmliche Datenbank speichert auch Informationen, jedoch in Datenstrukturen, die als Tabellen bezeichnet werden.

Obwohl eine Blockchain eine Datenbank ist, ist eine Datenbank keine Blockchain.

Die beiden sind nicht austauschbar, da sie zwar zum Speichern von Informationen verwendet werden, sich jedoch in unterscheiden Design und Zweck. Es ist das Verständnis dieses unterschiedlichen Zwecks zwischen den beiden, das es ermöglicht zu verstehen, warum Blockchains notwendig sind und warum Datenbanken für einige Datenspeicherungsfälle besser geeignet sind.

Die traditionelle Datenbank

Eine herkömmliche Datenbank verwendet eine Client-Server-Architektur. In diesem Design kann ein Benutzer die Daten ändern, die in der Datenbank auf einem zentralen Server gespeichert sind. Jede Datenbank verfügt über eine bestimmte Berechtigung, um jeden Benutzer zu authentifizieren, bevor er auf die Datenbank zugreifen kann.

Client-Server-Architekturdatenbank

Die Client / Server-Beziehung zu Datenbanken. Quelle

Da der Zugriff auf die Datenbank von einem einzelnen Administrator gesteuert wird, können Daten geändert oder gelöscht werden, wenn der Administrator oder sein Konto gefährdet ist. In den meisten Fällen kann jemand, der Zugriff auf die Datenbank erhält, die Daten auch exfiltrieren und auf schändliche Weise verwenden.

Die Blockchain-Datenbank

Eine Blockchain-Datenbank befindet sich nicht auf einem zentralen Server. Stattdessen soll es sich auf dezentralen Knoten befinden, die Tausende oder sogar Millionen umfassen können. Jeder Knoten ist Teil der Verwaltung der Blockchain. Alle Knoten können neue Informationen in die Blockchain eingeben, und alle Knoten überprüfen Ergänzungen zur Blockchain.

Die Mehrheit der Knoten muss einen Konsens erzielen, um das Hinzufügen neuer Informationen zu überprüfen. Dieser Konsens bietet dem Netzwerk Sicherheit, und es ist sehr schwierig, Informationen zu ändern oder zu löschen, sobald sie der Blockchain hinzugefügt wurden. Darüber hinaus werden Blockchains mit fortschrittlicher Kryptografie gesichert, was das Ändern von Daten erheblich erschwert.

Wie Blockchain funktioniert

Wie eine Blockchain funktioniert. Quelle

Der Vorteil dieser Unterschiede besteht darin, dass herkömmliche Datenbanken Daten für bestimmte Verwendungszwecke recht gut speichern können, während Blockchains für unterschiedliche Verwendungszwecke geeignet sind. Betrachten wir einige der Unterschiede zwischen den beiden sowie die Vor- und Nachteile der beiden.

Dezentrale Steuerung

Eine der Hauptfunktionen einer Blockchain besteht darin, den Informationsaustausch zwischen zwei Parteien zu ermöglichen, die sich nicht vertrauen, ohne dass ein zentraler Administrator erforderlich ist. Jede Transaktion wird vom gesamten Netzwerk mithilfe eines Konsensmechanismus verarbeitet. Dadurch wird ein gemeinsamer Datensatz für alle Benutzer gleichzeitig erstellt.

Dezentrale Steuerung ist insofern wertvoll, als sie die mit zentraler Steuerung verbundenen Risiken vermeidet. Wenn Sie mit einer zentralisierten traditionellen Datenbank arbeiten müssen, besteht immer das Risiko, dass jemand mit ausreichenden Berechtigungen dies kann ändern oder löschen kritische Daten innerhalb des Systems. Administratoren begrenzen dies, aber selbst Administratoren können zu schlechten Akteuren im System werden.

Vorteile der Dezentralisierung

Vorteile der Dezentralisierung. Bild über Lisk Academy

Es ist wahr, dass einige Administratoren Vertrauen erworben haben. Zum Beispiel zeichnen Banken Transaktionen auf und speichern sie in zentralisierten Datenbanken, aber die Leute haben nicht gesehen, dass ihr Geld von den Banken verschwunden ist.

Das bedeutet natürlich auch, dass die Banken immense Geldbeträge ausgeben (was eine Ressource ist), um diese Datenbanken vor Hackern und Datendieben zu schützen. Solange sich die Administratoren ordnungsgemäß verhalten, bleiben wir sicher, aber es besteht immer die Möglichkeit, dass ein Administrator unser Vertrauen bricht.

Unveränderlichkeit

Herkömmliche Datenbanken speichern ihre Informationen in einem Zustand, der bis zu einem bestimmten Zeitpunkt aktuell ist. Sie sind nicht in Echtzeit, sondern existieren als Momentaufnahme eines bestimmten Zeitpunkts.

Bloackchain-Datenbanken werden in Echtzeit auf dem neuesten Stand gehalten und enthalten alle Informationen, die jemals in ihnen gespeichert wurden. Dies bedeutet, dass sie ihre eigene Geschichte erzählen und dabei im Moment auf dem neuesten Stand bleiben. Dies macht Blockchains zu mehr als nur einer Datenbank, sie sind auch ein Aufzeichnungssystem.

Blockchain-Datenbanken wurden aufgerufen unveränderlich, und es ist wegen der Kosten, die mit dem Ändern oder Kompromittieren einer Blockchain verbunden sind, die sie unveränderlich machen.

Performance

Blockchains zeichnen sich als Aufzeichnungssysteme und als Plattform für die Durchführung von Transaktionen aus. In Bezug auf die Leistung sind sie jedoch im Vergleich zu modernen Datenbanken, wie sie in Bank- oder Zahlungssystemen wie Visa verwendet werden, äußerst langsam.

Vielleicht war die Leistung deshalb einer der Hauptschwerpunkte für Blockchain-Entwickler. Mehr Geschwindigkeit und größere Blockchains sind das Ziel, aber die Blockchain muss immer etwas Geschwindigkeit opfern, um die Sicherheit aufrechtzuerhalten. Tatsächlich wurde es oft als „Blockchain-Trilemma“ bezeichnet..

Probleme mit der Blockchain-Geschwindigkeit

Blockchain-Transaktionsgeschwindigkeiten im Vergleich zu zentralisierten Systemen. Bild über Wie viel

Dieses Leistungsproblem tritt auf, weil die Tausenden von Knoten in einem Blockchain-Netzwerk ihre Verarbeitungsleistung nicht gemeinsam nutzen und zusammensetzen. Stattdessen ist jede Einheit eine unabhängige Einheit, die Transaktionen überprüft und die Ergebnisse im gesamten Netzwerk vergleicht, bis ein Konsens darüber erzielt wird, dass etwas passiert ist.

Bei zentralisierten traditionellen Datenbanken wurden Leistungssteigerungen festgestellt Moores Gesetz. Nach Jahrzehnten der Leistungsverbesserung sind moderne Datenbanken recht schnell und können auf eine immense Größe skaliert werden.

Vertraulichkeit

Blockchain-Datenbanken wie Bitcoin sind sowohl schreib- als auch lesekontrolliert. Das heißt, es gibt keine Vertraulichkeit, da jeder einen neuen Block schreiben und die vorhandenen Blöcke lesen kann.

Es gibt auch zulässige Blockchains, die Steuerelemente für die Lese- und Schreibaspekte der Blockchain haben können. Das bedeutet, dass die Blockchain so gestaltet werden kann, dass nur diejenigen Teilnehmer mit Berechtigung in die Blockchain lesen und schreiben können. Diese privaten, genehmigten Blockchains ähneln eher den traditionellen zentralisierten Datenbanken.

Wenn Vertraulichkeit die einzige gewünschte Funktion ist und keine Vertrauensprobleme vorliegen, bietet die Verwendung der Blockchain-Technologie gegenüber der zentralisierten Datenbanktechnologie keinen Vorteil.

Diejenigen, die Informationen in einer Blockchain verbergen möchten, stellen fest, dass eine große Menge an Kryptografie erforderlich ist. Dies belastet die Netzwerkknoten zusätzlich mit Rechenaufwand. In diesem Fall ist es weitaus effektiver, die Daten in einer privaten Datenbank zu verbergen, für die nicht einmal eine Netzwerkverbindung erforderlich wäre.

Vorteile von jedem

Die Verwendung einer herkömmlichen Datenbank bietet einige deutliche Vorteile: Transaktionsgeschwindigkeit und -skalierbarkeit, Stabilität des Systems und den Grad, in dem die Datenbank angepasst werden kann, um sie benutzerfreundlicher zu gestalten.

Blockchains bieten verschiedene Vorteile, darunter Sicherheit, Transparenz, Unveränderlichkeit und Dezentralisierung.

Probleme von jedem

Zu den Problemen bei der Verwendung einer herkömmlichen Datenbank zum Speichern von Daten gehören die Sicherheitsprobleme, die Notwendigkeit eines zentralen Administratorkontos und die einzige Fehlerquelle eines solchen Systems. Dies ist im heutigen Klima angesichts der umfangreichen Liste hochkarätiger Datenhacks, die in den letzten Jahren stattgefunden haben, besonders relevant.

Blockchains sind nicht ohne eigene Probleme, darunter mangelnde Interoperabilität, hohe Transaktionsgebühren, die ständig zunehmende Größe der Blockchain, Skalierbarkeitsprobleme und der hohe Energieverbrauch von Proof of Work-Blockchains.

Blockchains sind auch nicht ideal für Personen, die sich Sorgen um den Datenschutz machen. Öffentliche Blockchains sind von Natur aus für die Öffentlichkeit zugänglich. Allerdings gibt es eine Reihe von Blockchain-Speicherprojekten, die verteilte und verschlüsselte Speicheroptionen entwickelt haben. Diese befinden sich jedoch noch in der Anfangsphase.

Fazit

Blockchain Datenbank
Keine zentrale Steuerung Administratoren nehmen Änderungen vor (zentralisiert)
Öffentlicher Zugang für jedermann Berechtigungsbasiert (Administratorrechte)
Änderungen können von denjenigen vorgenommen werden, die “Arbeit” erledigen. Nur Entitäten mit Lese- / Schreibzugriff können Änderungen vornehmen
Langsamer bei dezentraler Ausbreitung Zentral und viel schneller
Unveränderliche Geschichte der Aufzeichnung & Eigentum Der Verlauf existiert nur, bis er zentral gelöscht wird

Die Stabilität und Benutzerfreundlichkeit von Datenbanken macht sie am besten für große Unternehmen. Datenbanken werden auch für Systeme benötigt, die mit immensen Datenmengen umgehen und Tausende von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten müssen. Wenn Vertrauen kein Problem darstellt, ist eine Datenbank eine angemessene Lösung. Aufgrund des privaten Charakters von Datenbanken werden persönliche Informationen am besten in einer Datenbank gespeichert.

Blockchains schaffen Vertrauen und sorgen für Transparenz. Dies macht es nützlich für Anwendungsfälle in der Lieferkette, im Vertrieb und im Inventar. Transparenz kann zur Betrugsbekämpfung in Branchen wie der Werbung beitragen. Blockchains eignen sich zwar nicht für die Datenspeicherung in großem Maßstab, sind jedoch ideal für die Validierung von Informationen. Blockchains eignen sich gut als Notare und können in Anwendungen wie Wahllokalen verwendet werden.

Es gibt viele andere Aspekte von Datenbanken und Blockchains, die untersucht werden können, aber ich denke, Sie haben bereits eine Vorstellung davon bekommen, wie sich die beiden unterscheiden und wo sie am besten genutzt werden können.

Ausgewähltes Bild über Fotolia

Mike Owergreen Administrator
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