Blockchain vs. Datenbank: Unterschiede und Gemeinsamkeiten

Was ist Blockchain?

Blockchain ist eine dezentrale, verteilte Datenbank oder ein Ledger (Hauptbuch), das über mehrere Computer hinweg in einem Netzwerk repliziert und synchronisiert wird. Da jeder Computer über eine aktuelle Kopie des Hauptbuchs verfügt, sind die Daten nicht durch einen Single Point of Failure (SPoF) gefährdet. Die Kopien werden parallel von allen Teilnehmern aktualisiert und validiert.

Blockchain ist eine Art von verteilter Ledger-Technologie. Sie ist so konzipiert, dass sie die sichere Aufzeichnung von Daten in einem unveränderlichen Hauptbuch ermöglicht, was bedeutet, dass die Daten theoretisch nicht verfälscht werden können. Die Daten werden kryptografisch gehasht, das heißt in Zeichenketten umgewandelt, die nicht leicht entschlüsselt werden können, und in Blöcken gespeichert, die miteinander verkettet werden, daher auch der Name Blockchain.

Blockchain wird nicht nur zum Speichern von Daten verwendet. Sie ermöglicht auch Kryptowährungen wie Bitcoin und Ether von Ethereum. Blockchain-Technologien sind auch die Grundlage für Web-3.0-Plattformen (auch bekannt als Web3), die sich häufig auf Kryptowährungen stützen und als die Bausteine der nächsten Generation des Webs angepriesen werden. Blockchain ermöglicht den dezentralen Peer-to-Peer-Netzwerkansatz, der für den Betrieb von Web-3.0-Technologien entscheidend ist, darunter dezentralisierte Finanzen, Non-Fungible Token (NFT) und verteilte Anwendungen.

Was ist eine Datenbank?

Eine Datenbank ist eine Software, die zum Speichern und Abrufen von Daten verwendet wird. Es gibt viele Arten von Datenbanken, darunter auch relationale Datenbanken, die Daten in Zeilen und Spalten organisieren. Relationale Datenbanken stützen sich in der Regel auf SQL, damit Benutzer Daten abfragen und darauf zugreifen können. Zu den am weitesten verbreiteten relationalen Datenbanken gehören Oracle Database, Microsoft SQL Server und die Open-Source-Datenbank PostgreSQL.

Ein weiterer gängiger Datenbanktyp ist die NoSQL-Datenbank, die sich auf nicht-relationale Dokumentdatenbanken und Graphdatenbanken beziehen kann. Zu den häufig eingesetzten NoSQL-Datenbanken gehören Couchbase, MongoDB und Neo4j.

Datenbanken können als Aufzeichnungssystem für Finanztransaktionen, Produktkataloge, Gesundheitssysteme und Lieferkettenmanagement sowie für viele andere geschäftliche Zwecke dienen. Datenbanken sind auch häufig Teil des Anwendungsstapels (Application Stack) für Anwendungen wie Datenanalyse, ERP, mobile Anwendungen und Content-Management-Systeme.

Der Unterschied zwischen Blockchain und Datenbanktechnologie

Die beiden Technologien verfügen über viele sich überschneidende Funktionen und können für einige der gleichen Zwecke verwendet werden.

Zu den Gemeinsamkeiten von Blockchain und Datenbanken gehören die folgenden:

• Storage. Beide ermöglichen es Benutzern, Informationen zu speichern.
• Datenabfragen. Die Möglichkeit, Daten abzufragen, ist beiden Technologien gemeinsam.
• Gleichzeitigkeit. Die Möglichkeit, dass mehrere Benutzer gleichzeitig Abfragen durchführen können, ist ein Hauptmerkmal.
• Integrität und Konsistenz. Ein Markenzeichen beider Technologien ist die Wahrung der Datenintegrität und -konsistenz.
• Nutzung von Anwendungen. Anwendungen aller Art nutzen sowohl Blockchain als auch Datenbanken als Grundlage.
• Ermöglichen von Transaktionen. Sowohl Blockchain- als auch Datenbanktechnologien werden häufig zur Durchführung von Transaktionen, wie zum Beispiel Produktkäufen, verwendet.

Dennoch gibt es wichtige Unterschiede zwischen dem typischen Blockchain-Einsatz und einer herkömmlichen Datenbank. Die meisten Datenbanken werden von einer zentralen Stelle aus gesteuert und verwaltet, während diese Funktionen bei Blockchain dezentralisiert und verteilt sind.

Eine herkömmliche Datenbank kann zwar Verschlüsselung für die Sicherheit verwenden, sie ist jedoch kein integraler Bestandteil der Datenbank oder standardmäßig enthalten. Im Gegensatz dazu enthält eine Blockchain per Definition einen kryptografischen Hash. Die Kryptografie ist standardmäßig enthalten und macht das Blockchain-Ledger unveränderlich.

Moderne relationale Datenbanken verwenden vier Transaktionsattribute: Atomicity, Consistency, Isolation, Durability (ACID). Diese tragen dazu bei, dass Transaktionen korrekt ausgeführt werden. Bei der Blockchain ergibt sich die Konsistenz aus den Konsensalgorithmen, die die Daten zwischen den Knoten der Kette synchronisieren.

Vorteile der Verwendung von Blockchain

Blockchain bietet Anwendungsentwicklern und -nutzern potenziell erhebliche Vorteile. Zu den Vorteilen gehören unter anderem die folgenden:

• Web-3.0-Integration. Als grundlegendes Element des Web 3.0 ermöglicht Blockchain den Entwicklern, die dezentralen Anwendungen zu erstellen, die voraussichtlich ein entscheidender Aspekt des Web 3.0 sein werden.
• Unveränderliche Daten. Jede Transaktion in einer Blockchain wird kryptografisch verschlüsselt, um sie vor Manipulationen zu schützen.
• Datenschutz. Blockchain trägt zur Verbesserung des Datenschutzes bei, da sich die Benutzer nur mit einer Kombination aus öffentlichen und privaten Schlüsseln authentifizieren müssen.
• Fehlertoleranz. Die verteilte Struktur der meisten Blockchains minimiert das Risiko Single Point of Failure.

Vorteile der Verwendung herkömmlicher Datenbanken

Herkömmliche Datenbanken sind eine Standardtechnologie, die es seit Jahrzehnten gibt und die viele Vorteile hat, darunter die folgenden:

• Vertrautheit. Entwickler und Anwender sind mit dem Einsatz und der Verwendung einer herkömmlichen Datenbank wahrscheinlich weitaus vertrauter. Es handelt sich um eine bewährte Technologie, die sich über die Zeit bewährt hat.
• Kompatibilität. Herkömmliche Datenbanken sind mit einer Vielzahl von Unternehmens- und Verbraucheranwendungen kompatibel, die über Jahrzehnte entwickelt wurden.
• Fachwissen. Die herkömmliche Datenbanktechnologie wird seit langem in kritischen Geschäftsprozessen eingesetzt, und es gibt einen großen Pool an ausgebildeten Datenbankadministratoren.
• SQL-Abfragen. SQL bietet Entwicklern, Datenanalysten und Datenbankadministratoren eine Vielzahl von Möglichkeiten, auf Daten zuzugreifen, sie abzufragen und zu bearbeiten.

Blockchain-Tabellen integrieren Blockchain mit herkömmlichen Datenbanken

Ist Blockchain besser als eine herkömmliche Datenbank? Die Frage erfordert eine differenzierte Antwort, auch weil es keine Entweder-Oder-Entscheidung ist.

Blockchain wird von einigen Beobachtern als eine Art von verteilter Datenbank betrachtet, ähnlich wie eine Dokumentendatenbank eine Art von NoSQL-Datenbank ist. Für Unternehmen, die eine verteilte Datenbank anstelle einer herkömmlichen Datenbank einsetzen möchten, ist Blockchain eine äußerst sichere und verschlüsselte Option.

Um die Sache noch interessanter zu machen, können auch herkömmliche Datenbanken Blockchain integrieren. Ein zunehmend beliebter Ansatz bei der Entwicklung von Datenbankprodukten ist die sogenannte Multimodell-Datenbank. Beim Multimodell-Ansatz sind relationale, Dokumenten-, Graphdatenbanken und andere Modelle – einschließlich Blockchain – in einer einzigen Datenbank verfügbar.

Der traditionelle Datenbankanbieter Oracle beispielsweise hat mit dem Update Oracle Database 21c, das im Januar 2021 herauskam, begonnen, Blockchain in seinen Multimodell-Ansatz zu integrieren. Mit dem Oracle-Ansatz ist eine Blockchain-Tabelle – ein unveränderlicher, kryptografisch gesicherter Datensatz, der im Tabellenformat gespeichert wird – verfügbar. Es handelt sich nicht um den vollständig dezentralen Ansatz, der normalerweise für Blockchain typisch ist, aber es ist dennoch Blockchain.

Oracle ist nicht der einzige traditionelle Datenbankanbieter, der sich einige der Konzepte von Blockchain zu eigen gemacht hat. Microsoft führte im Mai 2021 einen verteilten Ledger mit Blockchain-ähnlichen Funktionen in seiner Azure SQL-Datenbank ein.