بانک اطلاعاتی blockchain: یک راهنمای جامع

هر ساختار داده ای که برای ذخیره اطلاعات استفاده می شود می تواند یک پایگاه داده در نظر گرفته شود. فناوری blockchain ، در هسته اصلی خود ، چیزی بیش از یک دفترچه برای ذخیره اطلاعات در مورد معاملات نیست. تا آن زمان ، blockchains را می توان پایگاه داده در نظر گرفت. بانکهای اطلاعاتی blockchain این مفهوم را یک قدم جلوتر به ارمغان می آورند و بهترین های هر دو جهان را ترکیب می کنند. در این مقاله ، مزایای بانکهای اطلاعاتی blockchain و نحوه استفاده از آنها در زیرساخت های IT را یاد خواهید گرفت.

بانک اطلاعاتی blockchain چیست؟

برای درک اینکه بانکهای اطلاعاتی blockchain چیست ، درک این مسئله مهم است که یک blockchain چیست. از blockchains به عنوان یک دفترچه دیجیتال برای ذخیره اطلاعات معامله استفاده می شود. داده ها به عنوان بلوک های امضا شده ذخیره می شوند ، که به یکدیگر پیوند می خورند و زنجیره ای از ورودی های به هم پیوسته تغییر ناپذیر را ایجاد می کنند.

برای امضای یک بلوک جدید ، یک گره نیاز به یافتن امضای SHA-256 دارد که با معیارهای خاص مطابقت داشته باشد. برای انجام این کار ، از زمینه Nonce برای استفاده از راه حل های احتمالی بی رحمانه استفاده می کند. هر بلوک جدید باید با اکثر گره های اعتبار سنجی تشکیل دهنده blockchain تأیید شود. پس از تأیید بلوک ، به تمام گره های blockchain اضافه می شود. این روش برای اعتبار سنجی بلوک های جدید ، اثبات کار (POW) نامیده می شود و در روزهای ابتدایی فناوری blockchain بسیار شیوع داشت. امروزه روشهای دیگر برای اعتبار سنجی پدیدار شده است ، مانند اثبات سهام (POS).

اگر هر یک از اطلاعات موجود در داده های داخل بلوک تغییر یابد ، امضای نامعتبر می شود. برای اینکه دوباره بلوک معتبر شود ، این امضا نیاز به تغییر دارد. برای اطمینان از اینکه هنوز هم بلوک های زیر کار می کنند ، برای هر یک از آنها نیز امضای جدید نیز نیاز به ایجاد دارد. حتی اگر یک گره بتواند آن امضاها را بازسازی کند ، باید توسط اکثر گره هایی که میزبان blockchain هستند ، این تغییرات پذیرفته شود.

به همین دلایل ، blockchains تغییر ناپذیر است. هیچ اطلاعاتی که در داده های بلوک ها گنجانده شده باشد قابل تغییر نیست. آنها همچنین توسط مجموعه ای از گره های غیرمتمرکز اداره می شوند و نیاز به یک مقام مرکزی برای کنترل کلیه معاملات را برطرف می کنند. این تغییر ناپذیری به همین دلیل است که بلاکچین ها در صنایعی مانند امور مالی و املاک و مستغلات محبوبیت پیدا کرده اند.

با تشکر از نحوه کار blockchains ، آنها برای ذخیره اطلاعات دارایی ایده آل هستند. در یک blockchain ، می توان دارایی ها را به یک نهاد دیگر ایجاد و انتقال داد. این حرکات به عنوان معاملات گفته می شود.

blockchains می تواند یک راه حل عالی برای ذخیره اطلاعات به نظر برسد ، اما آنها با قیمت همراه هستند. محدودیت اصلی در مورد عملکرد هنگام پرس و جو از پایگاه داده است. هرگونه معاملات جدید باید توسط همه گره ها تأیید شود و این بسته به اندازه خود blockchain می تواند یک فرآیند طولانی باشد. پرس و جو از داده ها همچنین می تواند چالش برانگیز باشد و سرعت عملیات خواندن به هیچ وجه نزدیک به یک بانک اطلاعاتی نیست. این جایی است که پایگاه داده های blockchain در حال پخش است.

با ترکیب قدرت بانکهای اطلاعاتی مدرن با یکپارچگی blockchains ، بانکهای اطلاعاتی blockchain راهی برای ذخیره ایمن داده ها ارائه می دهند در حالی که هنوز راه های آسان برای پرس و جو از داده ها از معاملات ارائه می دهند.

تفاوت بین blockchain و بانک اطلاعاتی چیست؟

هدف نهایی یک blockchain ذخیره اطلاعات است که آن را به یک پایگاه داده تبدیل می کند. blockchains فقط با سایر انواع پایگاه داده با نحوه ذخیره داده ها متفاوت است.

در حالی که blockchains را می توان یک پایگاه داده در نظر گرفت ، یک بانک اطلاعاتی به طور معمول یک blockchain نیست. پایگاه داده ها به طور کلی از بلوک های امضا شده برای ذخیره داده ها استفاده نمی کنند.

حتی اگر پایگاه داده ها و blockchain ها به طور معمول به عنوان دو مورد مختلف دیده شوند ، می توان یک هیبرید ایجاد کرد. این هیبریدها به پایگاه داده های blockchain گفته می شوند و سعی می کنند از بهترین های هر دو جهان استفاده کنند تا یک زنجیره ایمن و تغییر ناپذیر از بلوک های قابل پرسش به راحتی ایجاد کنند که عملکرد عالی را ارائه می دهد.

با استفاده از اطلس mongoDB در یک blockchain

هنگامی که یک blockchain ایجاد می شود ، هر بلوک باید در یک مکان مرکزی ذخیره شود تا خود blockchain پرسیده شود یا بلوک های جدیدی را به زنجیره اضافه کند. Atlas MongoDB ، محلول ابر Database-As-A-Service از MongoDB ، برای ذخیره یک دفترچه blockchain مناسب است.

• طرح انعطاف پذیر آن ، ذخیره اشیاء پیچیده مانند معاملات را آسان می کند.
• این امنیت درجه یک را فراهم می کند.
• این قابلیت زنجیره ای با $ Graphlookup دارد تا به شما کمک کند تا از blockchain استفاده کند.
• درایورها برای زبانهای محبوب مورد استفاده در توسعه blockchain مانند Go ، JavaScript و C ++ در دسترس هستند.
• جریان های تغییر در دسترس هستند تا در صورت لزوم حوادث را تحریک کنند.
• همگام سازی خودکار پایگاه داده ها برای هر دستگاه تلفن همراه با خدمات برنامه ATLAS در دسترس است.

داده های ذخیره شده در MongoDB می تواند به روش های مختلفی استفاده شود.

• داده های زنجیره ای: داده های زنجیره ای داده های معاملات موجود در blockchain است.
• داده های خارج از زنجیره: داده های خارج از زنجیره به اطلاعاتی مربوط می شود که مربوط به blockchain است ، اما مستقیماً در بلوک ها ذخیره نمی شود. استفاده از MongoDB برای ذخیره سازی داده های خارج از زنجیره می تواند امنیت و حریم خصوصی بیشتری را فراهم کند.
• Ledger متمرکز: از MongoDB می توان برای ذخیره تمام اطلاعات مربوط به بلوک ها استفاده کرد. این اطلاعات با شواهد رمزنگاری ذخیره می شود تا از هرگونه دستکاری در داده ها جلوگیری شود.

چگونه می توانم یک پایگاه داده blockchain ایجاد کنم؟

قبل از ساختن یک بانک اطلاعاتی blockchain ، ملاحظاتی در نظر گرفته شده است. هر سناریوی استقرار با جزئیات عمیق تر در پایگاه داده های blockchain با درجه سازمانی با WhitePaper MongoDB شرح داده شده است.

اول پایگاه داده مستقر در یک شرکت یا کنسرسیوم است. blockchains لزوماً نباید غیرمتمرکز باشد. بعضی اوقات ، یک شرکت می تواند از یک blockchain در داخل استفاده کند و به عنوان مقام مرکزی که داده ها را کنترل می کند عمل کند. در بیشتر موارد ، هرچند ، blockchains در یک کنسرسیوم کار می کند. ارزهای رمزنگاری شده از این مدل کنسرسیوم استفاده می کنند تا اطمینان حاصل شود که هیچ منبع واحدی صاحب داده ها نیست. در این حالت ، هر گره اعتبار سنجی باید یک کپی از داده ها داشته باشد.

ثانیا ، از داده ها چگونه استفاده می شود؟داده های مورد استفاده مستقیم توسط مشتریانی که به پایگاه داده متصل هستند به داده های عملیاتی گفته می شود. این مورد در مورد ارزهای رمزپایه است. هرکسی می تواند پرس و جو و انجام اقدامات را در blockchain انجام دهد. از طرف دیگر ، غیر عملیاتی از طریق واسطه قابل دسترسی است.

معماری blockchain به نوع استقرار و نوع داده بستگی دارد.

این دو محور تصمیم می گیرند کدام یک از چهار مدل استقرار زیر را برای ایجاد ایجاد کنید.

متمرکز با داده های عملیاتی

اگر پایگاه داده در یک شرکت مستقر شود ، نیازی به عدم تمرکز ندارد. این تمرکز سناریوی استقرار کلی را ساده می کند. اگرچه این ممکن است برای یک blockchain ضد انعطاف پذیر به نظر برسد ، اما هنوز هم در مقایسه با سایر پایگاه های داده مزایایی را ارائه می دهد.

این پایگاه داده blockchain ، تغییر ناپذیری اسناد ایجاد شده و امکان ایجاد و انتقال دارایی را در اختیار شرکت قرار می دهد.

چنین استقرار بیشتر برای اکثر تیم های توسعه آشنا است زیرا شبیه به استقرار منظم برنامه است.

متمرکز با معماری استقرار داده های عملیاتی.

این سناریوی استقرار را می توان در داخل یک شرکت برای داده هایی که بعداً باید حسابرسی شود ، استفاده کرد. این می تواند یک حسابرس شخص ثالث را با یک آهنگ محکم برای انتقال دارایی فراهم کند.

متمرکز با داده های غیر عملیاتی

درست مانند سناریوی قبلی، استقرار، در این مورد، متمرکز و توسط تعداد محدودی از مدیران نگهداری می شود. تفاوت اصلی این است که داده ها مستقیماً توسط مشتریان قابل دسترسی نیستند. در عوض، کلاینت ها به نمونه های پایگاه داده متصل می شوند که می توانند بخش هایی از داده ها را به بلاک چین متصل و تخلیه کنند.

این لایه اضافی تعداد گره های مورد نیاز برای موافقت با پذیرش تراکنش را کاهش می دهد و عملکرد کلی پایگاه داده را افزایش می دهد. همچنین حریم خصوصی بیشتری را اضافه می کند زیرا داده ها فقط توسط تعداد محدودی از مشتریان کنترل شده توسط شرکت قابل دسترسی هستند.

یک معماری متمرکز با استقرار داده های غیر عملیاتی.

موارد استفاده برای این سناریو مشابه روش قبلی است، اما در جایی که سرعت یا حریم خصوصی مهمتر است. سیستمی که وضعیت اعتبار مشتری را در سیستم های مالی و فروش مدیریت می کند، چنین است.

غیرمتمرکز با داده های عملیاتی

در این سناریو، یک کنسرسیوم ایجاد می شود و نیاز به یک نهاد واحد برای کنترل زیرساخت پایگاه داده را از بین می برد. این تمرکززدایی تغییرناپذیری داده ها را افزایش می دهد زیرا هر عضو دارای یک گره در بلاک چین است.

در یک سناریوی غیرمتمرکز، حفظ حریم خصوصی داده ها به مراقبت بیشتری نیاز دارد. به عنوان مثال، یک مشتری موسسه مالی ممکن است فقط بخواهد مجوز خواندن داده های خود را بر اساس نیاز به سایر اعضای کنسرسیوم بدهد.

معماری غیرمتمرکز استقرار داده های عملیاتی.

این نوع استقرار می تواند کاربردهای متعددی در صنایع مختلف داشته باشد. نمونه هایی از این نوع استقرار در طبیعت عبارتند از Open Music Initiative برای نوازندگان و R3 برای موسسات مالی.

غیرمتمرکز با داده های غیر عملیاتی

این سناریوی استقرار شبیه همتای متمرکز خود است اما با چندین مدیر از اعضای کنسرسیوم مختلف که زنجیره بلوکی را کنترل می کنند.

معماری غیرمتمرکز استقرار داده های غیر عملیاتی.

این سناریو مزایای سناریوی داده های عملیاتی غیرمتمرکز را با افزایش سرعت و حفظ حریم خصوصی ناشی از دسترسی محدود مشتریان به بلاک چین، به بلاک چین می دهد.

چگونه بلاک چین را در پشته فناوری اطلاعات سازمانی ادغام کنیم

بسته به نوع استقرار انتخاب شده، ادغام بلاک چین در پشته فناوری اطلاعات به طور قابل توجهی متفاوت خواهد بود.

هنگام فکر کردن در مورد blockchain های متمرکز ، پشته IT شبیه به سنتی است. blockchain در کنار برنامه در زیرساخت های سازمانی قرار می گیرد. از طرف دیگر ، یک blockchain غیرمتمرکز بر روی چندین سرور متعلق به اشخاص مختلف زندگی می کند.

یک معماری کاملاً غیر متمرکز فواید بسیاری را ارائه می دهد ، از جمله جلوگیری از تداخل توسط یک مقام واحد که صاحب و کنترل blockchain است. به همین دلیل این نوع معماری برای ارزهای رمزنگاری شده موفقیت آمیز بوده است. با این حال ، ماهیت یک بانک اطلاعاتی غیرمتمرکز ، ادغام در یک زیرساخت سازمانی را تقریباً غیرممکن می کند.

طیف استقرارهای متمرکز در مقابل غیر متمرکز.

برای برنامه های کاربردی درجه یک ، سناریوی ایده آل یکی از معماری های جزئی غیر متمرکز خواهد بود. در این حالت ، برنامه و برخی از داده های عملیاتی به عنوان بخشی از پشته IT سنتی متعلق و کنترل می شوند. با این وجود ، یک مؤلفه پایگاه داده blockchained می تواند در چندین گره توزیع شده زندگی کند.

طراحی پایگاه داده blockchain

blockchains به خودی خود می تواند حاوی داده های معامله ای باشد اما توانایی های پرس و جو بسیار محدودی دارند. مشکل دیگر در مورد کار مورد نیاز برای اثبات معتبر یک بلوک است. برای اعتبارسنجی یک بلوک ، اکثر گره ها باید آن را تأیید کنند. هرچه گره های بیشتر در سیستم بیشتر باشد ، این کار طولانی تر می شود. به همین دلیل ، استفاده از یک blockchain به عنوان یک پایگاه داده به معنای سنتی دشوار است.

در عوض ، گرفتن یک پایگاه داده موجود ساده تر است و سپس یک ویژگی blockchain را در بالای آن اضافه کنید. در این حالت از دو لایه پایگاه داده استفاده می شود. لایه اول از یک پروتکل اجماع توزیع شده سبک وزن استفاده می کند که ضمن ارائه عملکرد خوب برای پرس و جو ، سطح یکپارچگی را تضمین می کند. لایه دوم از blockchain اثبات کار (POW) مبتنی بر استفاده از عملکرد پایگاه داده از لایه اول استفاده می کند.

این دو لایه از طریق یک مکانیسم لنگرگاه blockchain متصل می شوند. این مکانیسم لنگر انداختن بخش هایی از لایه اول را با بلوک های موجود در لایه دوم پیوند می دهد. این باعث ایجاد زنجیره ای از شواهد می شود که داده ها را از لایه اول اعتبار می دهد.

MongoDB: پایگاه داده ای که تیم BigChainDB انتخاب کرد

BigChainDB یکی از اولین پایگاه داده های blockchain است که برای اهداف کلی تهیه شده است. این ویژگی های قدرتمند پرس و جو و عملکرد بالا را به همراه تمام مزایای یک blockchain کلاسیک برای ایجاد ذخیره سازی داده های غیر متمرکز و تغییر ناپذیر ارائه می دهد.

تیم BigchainDB برای پیاده سازی راه حل خود برای پایگاه داده بلاک چین، تصمیم گرفت از MongoDB به عنوان پایگاه داده توزیع شده در زیر هود محصول خود استفاده کند. این تصمیم بر اساس عوامل زیادی صورت گرفت.

• محبوبیت: MongoDB محبوب ترین پایگاه داده اسناد است و برای سال ها در لیست اصلی پایگاه داده های مورد نظر توسعه دهندگان قرار داشته است.
• انعطاف پذیری: داده ها در قالب باینری JSON (BSON) ذخیره می شوند که امکان داده های ساختاریافته یا بدون ساختار را فراهم می کند. بر خلاف پایگاه داده های رابطه ای، MongoDB یک مدل طرحواره انعطاف پذیر را به توسعه دهندگان ارائه می دهد.
• عملکرد: MongoDB برای مقادیر زیادی داده آماده است و با توجه به مقیاس پذیری ساخته شده است.
• سهولت استقرار: MongoDB را می توان به راحتی به صورت محلی در هر گره در یک سیستم یا مستقیماً در فضای ابری با MongoDB Atlas مستقر کرد.

مراحل بعدی

این مقاله به معنای معرفی ساده فناوری بلاک چین و پایگاه های داده بلاک چین است. اگر می خواهید در مبحث پایگاه های داده بلاک چین و سناریوهای استقرار عمیق تر کاوش کنید، نگاهی به وایت پیپر Building Enterprise-Grade Blockchain Databases با MongoDB بیندازید. اگر می خواهید بلاک چین خود را بسازید، می توانید برنامه مدیریت هویت را با استفاده از بلاک چین، MongoDB Stitch و MongoDB Atlas - قسمت 1 بخوانید. بلاک چین ها می توانند اشکال مختلفی داشته باشند، و اکنون که درک بهتری از نحوه استفاده از آنها دارید.، ممکن است بخواهید آن را در پشته IT خود آزمایش کنید.