블록 체인과 데이터베이스의 차이점은 무엇입니까?

블록 체인의 핵심 구조 이해

블록 체인은 암호화 해시를 사용하여 함께 연결된 일련의 불변 블록 으로 데이터를 기록하는 분산 된 디지털 원장입니다. 각 블록에는 트랜잭션 또는 레코드 목록, 타임 스탬프 및 해시를 통한 이전 블록에 대한 참조가 포함되어 있습니다. 이 구조는 일단 데이터가 블록으로 작성되면 모든 후속 블록을 변경해야하며, 이는 올바르게 안전한 네트워크에서 계산적으로 불가능합니다. 블록 체인의 가장 두드러진 특징은 분산 된 특성 이며, 이는 단일 엔티티가 전체 체인을 제어하지 않음을 의미합니다. 대신, 블록 체인의 사본은 피어 투 피어 네트워크의 여러 노드에서 유지됩니다. 이 노드는 작업 증명 (POW) 또는 스테이크 증명 (POS) 과 같은 합의 메커니즘을 통해 새로운 블록을 검증하고 전파합니다.

전통적인 시스템과 달리 블록 체인은 중앙 권한에 의존하여 변경 사항을 인증하지 않습니다. 네트워크의 모든 참가자는 트랜잭션을 독립적으로 확인할 수 있습니다. 시스템의 투명성을 통해 액세스 권한이있는 사람은 누구나 전체 트랜잭션 기록을 볼 수 있습니다. 불변성은 핵심 특성입니다. 최대 데이터가 확인되어 블록 체인에 추가되며 변경되거나 삭제할 수 없습니다. 이로 인해 암호 화폐 거래, 공급망 추적 및 스마트 계약과 같은 감사 및 신뢰가 필요한 응용 프로그램에 블록 체인이 매우 적합합니다.

전통적인 데이터베이스가 구성되는 방법

데이터베이스는 전자적으로 저장되고 액세스 된 데이터의 정리 된 데이터 모음입니다. 대부분의 데이터베이스는 중앙 집중식 아키텍처를 사용합니다. 즉, 단일 서버 또는 서버 클러스터가 모든 데이터 작업을 관리합니다. 사용자는 쿼리, 업데이트 및 보안을 처리하는 데이터베이스 관리 시스템 (DBMS)을 통해 데이터베이스와 상호 작용합니다. 일반적인 유형에는 행 및 열이있는 테이블을 사용하는 관계형 데이터베이스 (MySQL 또는 PostgreSQL과 같은)와 유연한 문서 기반 구조를 지원하는 NOSQL 데이터베이스 (MongoDB)가 포함됩니다.

블록 체인과 달리 데이터베이스는 작업 을 읽고 쓰기, 업데이트 및 삭제할 수 있습니다. 공인 사용자가 언제든지 데이터를 수정하거나 제거 할 수 있습니다. 액세스 제어는 사용자 권한 및 인증 프로토콜을 통해 시행됩니다. 데이터베이스의 속도와 효율성은 모든 트랜잭션에 대해 여러 노드에 대한 합의가 필요하지 않기 때문에 일반적으로 블록 체인보다 훨씬 높습니다. 그러나이 효율성은 중앙 집중화 비용으로 이루어집니다. 단일 실패 지점이 있으며 신뢰는 데이터베이스를 관리하는 관리자 또는 조직에 배치해야합니다.

합의 메커니즘 대 중앙 집중식 제어

가장 중요한 차이점 중 하나는 변화가 검증되는 방법에 있습니다. 블록 체인 에서 원장에 추가 된 모든 것은 합의 메커니즘을 통해 합의되어야합니다. 예를 들어:

• 작업 증명 에서 광부는 복잡한 수학 퍼즐을 해결하기 위해 경쟁하여 거래를 검증하고 새로운 블록을 만듭니다.
• 스테이크 증명 에서, 유효성 검사기는 cryptocurrency의 양을 기준으로 선택됩니다.

이러한 메커니즘은 단일 참가자가 원장을 조작 할 수 없도록합니다. 프로세스는 모든 네트워크 참가자가 투명하고 검증 할 수 있습니다. 이 분산 계약 모델은 중개자의 필요성을 제거합니다.

대조적으로, 데이터베이스는 중앙 집중식 제어에 의존합니다 . 데이터베이스 관리자 (DBA) 또는 사전 정의 된 규칙 세트는 변경할 수있는 사람을 통제합니다. 신뢰가 중앙 당국에 배치되기 때문에 합의가 필요하지 않습니다. 이를 통해 더 빠른 트랜잭션 처리가 가능하지만 중앙 서버가 실패하면 데이터 변조, 검열 또는 시스템 다운 타임과 같은 위험이 도입됩니다.

데이터 불변성 및 편집성

불변성은 블록 체인의 특징입니다. 거래가 확인되고 블록에 포함되면 실제로 변경하는 것은 불가능 해집니다. 이것은 암호화 해싱과 네트워크의 분산 특성을 통해 시행됩니다. 누군가가 이전 블록에서 레코드를 변경하려고 시도하면 해당 블록의 해시가 변경되어 모든 후속 블록을 무효화합니다. 공격자가 네트워크 컴퓨팅 능력의 51% 이상을 제어하지 않는 한 네트워크의 노드는 이러한 체인을 거부합니다. 이는 51% 공격 으로 알려진 시나리오이며, 이는 매우 비싸고 실행하기가 어렵습니다.

반면에 데이터베이스는 유연성과 편집성을 위해 설계되었습니다. 필요에 따라 레코드를 업데이트, 덮어 쓰기 또는 삭제할 수 있습니다. 이는 수정이 필요한 은행 시스템 또는 게시물이 편집되는 컨텐츠 관리 시스템과 같은 응용 프로그램에 필수적입니다. 데이터베이스는 로깅 또는 감사 트레일을 구현할 수 있지만 선택 사항이며 관리자가 비활성화하거나 조작 할 수 있습니다. 데이터를 수정하는 기능은 동적 환경에 데이터베이스를보다 실용적이지만 영구적 인 변조 방지 레코드가 필요한 시나리오에 적합하지 않습니다.

성능 및 확장 성 고려 사항

블록 체인은 일반적으로 기존 데이터베이스에 비해 트랜잭션 처리량이 낮습니다 . 예를 들어, Bitcoin은 초당 약 7 개의 트랜잭션 (TPS)을 처리하는 반면, 이더 리움은 네트워크 혼잡에 따라 약 15-30 TP를 처리합니다. 대조적으로, Oracle 또는 Google Spanner와 같은 최신 데이터베이스는 수만 개의 TP를 처리 할 수 있습니다. 그 이유는 노드 간의 합의, 암호화 검증 및 데이터 복제의 오버 헤드에 있습니다.

많은 블록 체인 네트워크에서는 확장 성이 여전히 어려운 과제입니다. Layer-2 프로토콜 (예 : Bitcoin의 Lightning Network, Ethereum 용 낙관적 롤업)과 같은 솔루션은 주 체인에서 트랜잭션을 오프로드하여 속도를 향상시키는 것을 목표로합니다. 네트워크가 더 작은 파티션으로 분할되는 샤딩은 또 다른 접근법입니다.

데이터베이스는 본질적으로 중앙 집중식 설계로 인해 더욱 확장 가능합니다. 인덱싱, 캐싱 및 수평 또는 수직 스케일링을 통해 최적화 할 수 있습니다. 그러나 탈 중앙화 또는 보안을 손상시키지 않고 블록 체인을 확장하는 것은 복잡한 엔지니어링 과제입니다.

사용 사례 및 응용 프로그램 적합성

블록 체인은 신뢰, 투명성 및 불변성이 가장 중요한 응용 분야에 이상적입니다. 예제는 다음과 같습니다.

• Cryptocurrency 거래 , 사용자가 은행에 의존하지 않고 소유권을 확인해야합니다.
• Ethereum과 같은 플랫폼의 스마트 계약은 조건이 충족 될 때 계약을 자동으로 실행합니다.
• 제품 여행의 모든 단계가 기록되고 검증 가능한 공급망 추적 .

데이터베이스는 고속 데이터 처리 및 빈번한 업데이트가 필요한 응용 프로그램에 더 적합합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 인벤토리 및 사용자 데이터가 지속적으로 변경되는 전자 상거래 플랫폼 .
• 빠른 콘텐츠 제공 및 사용자 상호 작용이 필요한 소셜 미디어 네트워크 .
• ERP (Enterprise Resource Planning) 시스템 , 데이터 정확도 및 실시간 업데이트가 중요합니다.

두 기술 모두 데이터를 저장하지만 디자인 철학은 근본적으로 다른 요구를 충족시킵니다. 그것들을 선택하는 것은 탈 중앙화와 보안이 속도와 유연성의 필요성을 능가하는지 여부에 달려 있습니다.

자주 묻는 질문

블록 체인을 일반 데이터베이스처럼 사용할 수 있습니까? 예,하지만 한계가 있습니다. 블록 체인은 데이터를 저장할 수 있지만 자주 읽기/쓰기 작업에 최적화되지는 않습니다. 합의 요구 사항으로 인해 데이터 삽입 속도가 느리고 비쌉니다. 데이터 무결성과 감사가 성능보다 중요 할 때 가장 잘 사용됩니다.

블록 체인에서 데이터를 삭제할 수 있습니까? 아니요. 블록 체인의 데이터는 설계에 의해 불변입니다 . 일단 기록되면 삭제할 수 없습니다. 일부 블록 체인 변형은 새로운 트랜잭션을 통해 데이터를 '유효하지 않은 것으로 표시'할 수 있지만 원래 레코드는 원장 기록에서 여전히 보입니다.

모든 블록 체인이 Bitcoin와 같은 방식으로 작동합니까? 아니요. Bitcoin은 작업 증명을 사용하지만 다른 블록 체인은 스테이크 증명 , 위임 된 지분 증명 또는 비잔틴 결함 허용 과 같은 다른 합의 모델을 사용합니다. 또한 일부 블록 체인이 허가 되므로 Bitcoin의 공개 허가없는 네트워크와 달리 공인 참가자 만 가입 할 수 있습니다.

블록 체인처럼 데이터베이스를 분산시킬 수 있습니까? 기술적으로 그렇습니다. 분산 데이터베이스와 결합 된 IPF 와 같은 시스템은 부분 분산을 달성 할 수 있습니다. 그러나 구체적으로 설계되지 않는 한 내장 합의 및 암호화 불변성이 부족합니다. 신뢰할 수없는 검증을 통한 진정한 탈 중앙화는 블록 체인의 독특한 특징으로 남아 있습니다.