Чим блокчейн відрізняється від звичайних баз даних
Інформація — ключ до успіху в бізнесі, фінансах та інших сферах. Традиційні бази даних довгий час залишалися надійним інструментом для роботи з інформацією. Однак блокчейн пропонує новий підхід. У чому його відмінність і чи змінить він правила гри?
У світі, де інформація є основою для ухвалення рішень і розвитку бізнесу, способи її збереження та обробки мають вирішальну вагу. Традиційно ми звикли до звичайних баз даних, які дозволяють легко організовувати, змінювати та вилучати дані. Проте з появою технології блокчейн змінилися не лише підходи до збереження інформації, а й самі принципи довіри до даних.
Хоча централізовані бази даних часто дешевші для невеликих проєктів, у великих системах вони можуть потребувати значних фінансових вкладень для підтримки високої продуктивності та безпеки.
Звичайні бази даних дешевші у короткостроковому використанні, але вимагають значних витрат на підтримку безпеки, персоналу та обладнання у великих системах. Блокчейн має вищі початкові витрати, особливо на енергоспоживання та обчислювальні ресурси, проте забезпечує прозорість, мінімізує витрати на посередників і дозволяє оптимізувати їх у довгостроковій перспективі.
Проте такі системи мають свої слабкі місця, зокрема вразливість до атак та маніпуляцій через централізоване управління. Якщо сервер зазнає збою або потрапить під хакерську атаку, це може призвести до серйозних наслідків для безпеки і цілісності даних. Також централізоване адміністрування баз даних створює єдину точку відмови, що потребує значних витрат на підтримку та безпеку.
Чим блокчейн відрізняється від звичайних баз даних
Звичайні бази даних — це класичні рішення, які працюють на принципі централізованого управління. Уявіть великий сервер, який виконує роль адміністратора: саме він контролює доступ до інформації, можливість змін і видалень. Такі системи зручні для підприємств, оскільки дозволяють швидко обробляти мільйони запитів та за потреби оновлювати дані.
Однак централізація має і свої слабкі місця. Наприклад, якщо сервер виходить з ладу або зазнає хакерської атаки, вся система може зупинитися.
На відміну від цього, блокчейн побудований на принципі децентралізації. Уявіть собі книгу, яку одночасно копіюють і зберігають тисячі людей. Кожен новий запис у цій книзі підтверджується всіма учасниками за правилами консенсусу, а змінити вже записану інформацію неможливо — її можна лише доповнити новими даними.
Саме ця особливість робить блокчейн привабливим для систем, де критично важливими є прозорість та надійність.
Принцип зберігання інформації
У звичайних базах даних інформація зберігається у централізованому сховищі, яке можна порівняти з одним великим архівом. Доступ до цього архіву надається адміністраторам або користувачам із певними правами. Усі зміни вносяться в реальному часі та одразу відображаються в системі, проте це також означає, що дані можна видалити, змінити чи навіть спотворити.
У блокчейні інформація зберігається як послідовний ланцюг блоків, де кожен блок містить певний набір даних і унікальний «відбиток» попереднього блоку (хеш). Ця структура забезпечує незмінність даних: кожна спроба змінити запис буде одразу помітна, оскільки для внесення змін знадобиться перерахунок усього ланцюга, що практично неможливо без величезних обчислювальних ресурсів.
Уявіть це як серію сторінок у книзі, де кожна сторінка містить номер попередньої. Якщо хтось спробує підмінити текст на сторінці 5, то номер попередньої сторінки на 6-й одразу перестане відповідати, а щоб виправити це, доведеться змінити всі попередні сторінки. У блокчейні така перевірка відбувається автоматично завдяки криптографічним хешам. Це робить маніпуляції практично неможливими, адже зміна одного блоку потребуватиме величезних ресурсів для перерахунку всієї послідовності.
Схематичне зображення архітектури блокчейну. Джерело: incrypted.com/
Захист даних та прозорість
Ще одна важлива відмінність — це спосіб захисту інформації. У звичайній базі даних інформація захищена паролями й правами доступу, але адміністратор може змінити або видалити її за потреби. Це створює ризики маніпуляцій або втрати довіри.
Блокчейн використовує криптографію для захисту кожного блоку даних. Кожен запис підписується цифровим хешем, що робить його незмінним і перевіреним. Для того щоб змінити хоч один запис, зловмиснику потрібно переписати весь ланцюг на більшості пристроїв мережі, що або практично неможливо, або економічно невигідно.
Це робить блокчейн ідеальним рішенням для фінансових операцій, голосувань та інших сфер, де прозорість і довіра є критично важливими.
Швидкість та масштабованість
Традиційні бази даних відзначаються високою швидкістю обробки запитів і масштабованістю. Завдяки централізованій архітектурі вони можуть швидко опрацьовувати мільйони транзакцій за секунду, особливо якщо сервери добре оптимізовані. Системи управління базами даних (наприклад, SQL або NoSQL) дозволяють масштабувати ресурси вертикально і горизонтально, додаючи потужності сервера чи розподіляючи навантаження між декількома вузлами.
Блокчейн у цьому контексті має певні обмеження. Через децентралізований характер системи, де кожен вузол мережі має перевірити й підтвердити кожен блок, швидкість транзакцій помітно знижується. Наприклад, біткоїн обробляє близько 7 транзакцій за секунду, а Ethereum — до 17. Це значно менше порівняно із традиційними базами даних.
Порівняння швидкості транзакцій: Bitcoin і Ethereum — кількість операцій за секунду в кожній із мереж. Джерело: chainspect.app/
Щодо масштабованості, блокчейн теж стикається з викликами. Що більше користувачів та транзакцій у мережі, то більше даних потрібно зберігати та обробляти. Однак інноваційні рішення, такі як шардинг, другі рівні (Layer 2) і зміна алгоритмів консенсусу, поступово допомагають підвищити швидкість та масштабованість блокчейн-систем.
Отже, звичайні бази даних значно перевершують блокчейн за швидкістю обробки інформації, тоді як блокчейн натомість забезпечує надійність і децентралізовану довіру ціною певних затримок.
Управління та контроль
Звичайні бази даних контролюються однією або кількома довіреними сторонами — адміністраторами системи. Саме вони встановлюють права доступу, ухвалюють рішення про оновлення даних та контролюють безпеку. Однак це створює єдину точку вразливості: якщо адміністратор помилиться або система зазнає зовнішнього втручання, дані можуть бути скомпрометовані.
У блокчейні контроль розподілений між усіма учасниками мережі. Кожен учасник має копію блокчейн-реєстру й може перевіряти його коректність. Це усуває потребу у центральному посереднику й забезпечує більшу довіру між учасниками системи. Замість того щоб покладатися на адміністратора, користувачі блокчейну довіряють алгоритмам консенсусу, які підтверджують кожен запис у ланцюгу.
Централізована архітектура (ліворуч) має один центр управління, тоді як розподілена (праворуч), як у блокчейні, розподіляє контроль між усіма учасниками мережі. Джерело: it-osvita.diia.gov.ua/
Вартість обслуговування
Вартість обслуговування звичайних баз даних та блокчейн-систем суттєво відрізняється через їхню архітектуру та принципи роботи.
У традиційних базах даних витрати на обслуговування пов’язані з такими факторами:
- централізована інфраструктура — потрібно підтримувати сервери, оновлювати їхнє ПЗ, забезпечувати фізичну безпеку та резервне копіювання даних;
- персонал — необхідна робота адміністраторів баз даних, технічних фахівців для налаштування та моніторингу системи;
- витрати на безпеку — щоб захистити дані від зломів, компанії інвестують в антивірусне ПЗ, системи захисту та брандмауери.
Технічне обслуговування в дата-центрі «Воля Кабель», Київ 2018. Джерело: vector-vs.com/reference/view/data-centr-volja-kabel
У блокчейні вартість обслуговування формується по-іншому:
- децентралізація та розподіленість — дані зберігаються на численних вузлах, які підтримуються учасниками мережі. Це знижує потребу у дорогій централізованій інфраструктурі, але підвищує енергоспоживання через роботу вузлів (особливо у блокчейнах з алгоритмом консенсусу Proof-of-Work);
- алгоритми консенсусу — підтримка механізмів підтвердження транзакцій (як-от PoW) вимагає значної обчислювальної потужності та енергоресурсів. Наприклад, майнінг у блокчейні Bitcoin вимагає високих витрат на електроенергію та обладнання;
- автоматизація та мінімізація посередників — завдяки смартконтрактам у блокчейні зменшуються витрати на адміністративні процеси та людський фактор, що дозволяє економити кошти у довгостроковій перспективі.
Вибір між традиційними базами даних та блокчейном залежить від масштабів проєкту, рівня безпеки та довіри, які необхідно забезпечити, а також фінансових можливостей для підтримки технології.
Переваги та недоліки блокчейну
Блокчейн має низку переваг, таких як прозорість і довіра завдяки незмінності записів, відсутність посередників та криптографічний захист даних. Завдяки своїй децентралізованій природі блокчейн гарантує високу безпеку і прозорість, оскільки будь-яка зміна в інформації потребує згоди більшості учасників мережі. Це робить несанкціоновану зміну інформації вкрай складною, що значно підвищує надійність системи.
Однак серед недоліків цієї технології варто відзначити низьку швидкість обробки транзакцій, високу енергетичну витратність, особливо за використання алгоритму Proof-of-Work, а також складність впровадження порівняно з традиційними базами даних. Технологія блокчейн може бути складною для інтеграції в наявні бізнес-процеси, що потребує значних інвестицій і часу.
Переваги та недоліки звичайних баз даних
Звичайні бази даних забезпечують високу продуктивність і гнучкість в обробці великих обсягів даних, а також простоту інтеграції в наявні системи. Вони дозволяють швидко обробляти запити та масштабувати обробку даних залежно від потреб користувача.
Проте такі системи мають свої слабкі місця, зокрема вразливість до атак та маніпуляцій через централізоване управління. Якщо сервер зазнає збою або потрапить під хакерську атаку, це може призвести до серйозних наслідків для безпеки і цілісності даних. Також централізоване адміністрування баз даних створює єдину точку відмови, що потребує значних витрат на підтримку та безпеку.
Де і чому блокчейн краще за традиційні бази даних
Блокчейн має значні переваги в низці сфер, де звичайні бази даних не здатні конкурувати за рівнем безпеки, прозорості та ефективності.
Фінанси. Блокчейн змінює фінансову сферу завдяки криптовалютам, дозволяючи здійснювати транзакції без участі банків або посередників. Це не тільки знижує витрати на комісії, а й робить платежі швидшими та більш доступними для користувачів у всьому світі. Додатково блокчейн забезпечує високий рівень захисту даних, що є критично важливим у фінансових операціях.
Логістика. Блокчейн дає можливість відстежувати товари в реальному часі, забезпечуючи прозорість походження сировини чи товарів та точність на кожному етапі ланцюга постачання. Ця технологія дозволяє компаніям і клієнтам зберігати чіткий запис про рух товару, що значно знижує ризики втрат і підробок, а також покращує ефективність управління запасами.
Голосування. Завдяки своїй незмінності та прозорості блокчейн може стати основою для безпечних та надійних виборчих систем. Замість централізованих баз даних, які можуть зазнати маніпуляцій або хакерських атак, блокчейн дозволяє створити виборчі системи, де кожен голос є чітко зафіксованим і не може бути змінений після того, як був відданий. Це значно мінімізує можливість фальсифікацій.
Читати також: Як реалізувати вибори на блокчейні
Медицина. Блокчейн здатний значно покращити зберігання та обмін медичними даними, надаючи пацієнтам і медичним працівникам безпечний та зручний доступ до історії хвороб, результатів тестів та інших важливих даних. Завдяки криптографічному захисту та децентралізованій природі інформація залишається конфіденційною і не зазнає зловживань чи змін без відома пацієнта.
Застосунок з відстеження та збору інформації у фармацевтиці, дані якого зберігаються в блокчейні. Джерело: https://www.farmatrust.com/copy-of-pharmaceutical-tracking-dat
Читати також: Блокчейн у медицині
Отже, блокчейн і звичайні бази даних слугують для різних цілей. Бази даних — це ефективні, гнучкі та швидкі інструменти для керування інформацією у централізованих системах. Блокчейн натомість забезпечує безпрецедентну прозорість, незмінність даних і довіру завдяки децентралізації.
Чи замінить блокчейн звичні бази даних? Найімовірніше, ні. Але він відкриває нові горизонти для тих сфер, де безпека, прозорість і стійкість до маніпуляцій мають ключову вагу. У світі, який стрімко цифровізується, блокчейн та традиційні бази даних можуть існувати паралельно, доповнюючи одне одного там, де це потрібно.
Дарина Нестеренко
Автор
Навчаюся у Харківському національному університеті імені В.Н. Каразіна на 5 курсі філологічного факультету, за спеціальністю «Журналістика». У цьому ж університеті закінчила бакалаврат за спеціальністю «Філологія» української мови та літератури.
