Um den Unterschied zwischen einer Blockchain und einer traditionellen Datenbank zu verstehen, lohnt es sich, darüber nachzudenken, wie jede dieser Datenbanken entworfen und gepflegt wird.
Übersicht
Traditionelle Datenbank
Herkömmliche Datenbanken verwenden eine Client-Server-Netzwerkarchitektur. Hier kann ein Benutzer (auch Client genannt) Daten ändern, die auf einem zentralen Server gespeichert sind. Die Kontrolle über die Datenbank verbleibt bei einer benannten Institution (oder dem Administrator), welche die Anmeldedaten eines Kunden authentifiziert, bevor sie den Zugriff auf die Datenbank ermöglicht. Da diese Institution für die Verwaltung der Datenbank zuständig ist, können bei einer Gefährdung der Sicherheit der Institution die Daten geändert oder sogar gelöscht werden.
Blockchain-Datenbanken
Blockchain-Datenbanken bestehen aus mehreren dezentralen Knoten. Jeder Knoten nimmt an der Verwaltung teil: Alle Knoten überprüfen neue Zusätze zur Blockchain und sind in der Lage, neue Daten in die Datenbank einzugeben. Damit eine Ergänzung der Blockchains vorgenommen werden kann, muss die Mehrheit der Knoten einen Konsens erzielen. Dieser Konsensmechanismus garantiert die Sicherheit des Netzwerks und erschwert Manipulationen.
Integrität und Transparenz
Eine wesentliche Eigenschaft der Blockchain-Technologie, die sie von der traditionellen Datenbanktechnologie unterscheidet, ist die öffentliche Verifizierbarkeit, die durch Integrität und Transparenz ermöglicht wird. Jeder Benutzer kann sicher sein, dass die Daten, die er abruft, seit dem Zeitpunkt der Aufzeichnung unverfälscht geblieben sind (Intigrität). Zudem kann jeder Benutzer nachvollziehen, wie die Blockchain im Laufe der Zeit durch das Anhängen weiterer Blöcke ergänzt wurde.
Validieren und Schreiben
Die Blockchain ermöglicht zwei Funktionen: die Validierung einer Transaktion und das Schreiben einer neuen Transaktion. Eine Transaktion ist eine Operation, die den Zustand der Daten, die auf der Blockkette vorhanden sind, ändert. Während vergangene Einträge der Blockchain immer gleich bleiben müssen, kann ein neuer Eintrag den Zustand der Daten in den vergangenen Einträgen ändern.
Zum Beispiel, wenn die Blockchain registriert hat, dass ein Bitcoin Wallet 1 Million BTC hat, wird diese Zahl dauerhaft in der Blockchain gespeichert. Wenn der Nutzer 200.000 BTC ausgibt, wird diese Transaktion auf der Blockchain aufgezeichnet, was den Kontostand auf 800.000 BTC verringert. Da die Blockchain jedoch nur angehängt werden kann, verbleibt auch das Vortransaktionssaldo von 1 Million BTC dauerhaft auf der Blockchain, für diejenigen, die gerne suchen. Aus diesem Grund wird die Blockchain oft als unveränderliches und verteiltes Ledger bezeichnet.
Die Blockchain ermöglicht zwei Funktionen: die Validierung einer Transaktion und das Schreiben einer neuen Transaktion
Zentralisiert vs. Peer-to-Peer.
Bei einer Datenbank gilt Folgendes: Ein Benutzer (Client) mit Berechtigungen, die mit seinem Konto verknüpft sind, kann Einträge ändern, die auf einem zentralen Server gespeichert sind. Wenn ein Benutzer über seinen Computer auf eine Datenbank zugreift, erhält er die aktualisierte Version des Datenbankeintrags. Die Kontrolle über die Datenbank verbleibt bei den Administratoren, sodass der Zugriff und die Berechtigungen zentral verwaltet werden können. Jeder, der über einen ausreichenden Zugang zu einer zentralen (klassischen) Datenbank verfügt, kann die darin enthaltenen Daten zerstören oder beschädigen. Die Benutzer sind daher auf die Sicherheitsinfrastruktur des Datenbankadministrators angewiesen.
Einige Administratoren haben sich das in sie gesetzte Vertrauen größtenteils verdient. Aber das bedeutet auch, dass diejenigen, die die Kontrolle haben, wie z.B. eine Bank, Milliarden ausgeben müssen, damit diese zentral gehaltenen Datenbanken nicht von Hackern oder anderen verändert werden, die von den Verlusten anderer profitieren möchten. Wenn die zentralen Administratoren, denen Nutzer vertrauen, dass sie Informationen geheim halten, in dieser Hinsicht versagen, dann verlieren die User enorm viel.
Bei einer Datenbank gilt Folgendes: Ein Benutzer (Client) mit Berechtigungen, die mit seinem Konto verknüpft sind, kann Einträge ändern, die auf einem zentralen Server gespeichert sind
Die Blockchain-Technologie nutzt dezentrale Datenspeicherung, um dieses Problem zu umgehen und Sicherheit in die Struktur zu integrieren. Blockchains ermöglichen es verschiedenen Parteien, die einander nicht vertrauen, Informationen auszutauschen, ohne dass ein zentraler Administrator erforderlich ist. Transaktionen werden von einem Netzwerk von Benutzern bearbeitet, das als Konsensmechanismus fungiert, sodass jeder das gleiche gemeinsame Aufzeichnungssystem erstellt.
Blockchains ermöglichen es verschiedenen Parteien, die einander nicht vertrauen, Informationen auszutauschen, ohne dass ein zentraler Administrator erforderlich ist
Leistung
Während Blockchain-Systeme für die Aufzeichnung von Informationen verwendet werden können und ideal als Transaktionsplattformen sind, gelten sie als langsamer im Vergleich zu den Datenbanken. Zwar wird es sicherlich Verbesserungen bei dieser Leistung geben, aber die Natur der Blockchain-Technologie erfordert, dass eine gewisse Geschwindigkeit geopfert wird.
Die Art und Weise, wie verteilte Netzwerke in der Blockchain-Technologie eingesetzt werden, bedeutet, dass sie keine gemeinsame Rechenleistung teilen, sondern dass sie unabhängig voneinander das Netzwerk bedienen und dann die Ergebnisse ihrer Arbeit mit dem Rest des Netzwerks vergleichen, bis ein Konsens darüber besteht, dass etwas passiert ist.
Vertraulichkeit
Bitcoin z.B. ist eine schreib-unkontrollierte, lese-unkontrollierte Datenbank. Das heißt, jeder kann einen neuen Block in die Kette schreiben, und jeder kann einen Block in der Kette lesen. Eine erlaubte Blockchain, wie eine zentrale Datenbank, kann schreib- und lesegesteuert werden. Das bedeutet, dass das Netzwerk oder das Protokoll so eingerichtet werden kann, dass nur berechtigte Teilnehmer in die Datenbank schreiben oder die Datenbank lesen können.
Aber, wenn Vertraulichkeit das einzige Ziel ist und Vertrauen kein Thema ist, stellen Blockchain-Datenbanken keinen Vorteil gegenüber einer zentralisierten Datenbank dar. Das Verstecken von Informationen über einen Blockchain erfordert viel Kryptographie und eine damit verbundene Rechenlast für die Knoten im Netzwerk. Es gibt keine Möglichkeit, dies zu tun, die effektiver ist, als die Daten einfach komplett in einer privaten Datenbank zu verstecken, die nicht einmal eine Netzwerkverbindung erfordert.
