Blockchain vs. tradycyjne bazy danych - ewolucja bezpieczeństwa

Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na bezpieczne i transparentne metody przechowywania danych, technologia blockchain coraz częściej zastępuje tradycyjne bazy danych. W czym leży jej przewaga i jakie problemy rozwiązują zdecentralizowane sieci blockchain?

Różnice Strukturalne: Scentralizowana vs. Zdecentralizowana Sieć

1. Organizacja Danych

• Tradycyjna Baza Danych: Dane są przechowywane na scentralizowanym serwerze lub w chmurze, zwiększając ryzyko awarii. Kontrolę sprawuje zespół administratorów.


• Blockchain: Dane są rozproszone w zdecentralizowanej sieci komputerów, zwanych węzłami. Każdy uczestnik ma równy udział w zarządzaniu i weryfikacji danych, co znacznie zwiększa bezpieczeństwo i transparentność systemu.

2. Kontrola i Bezpieczeństwo

• Tradycyjna Baza Danych: Administracja wymaga zaufania do głównego podmiotu, który kontroluje system, chociaż obowiązki mogą być rozdzielone między dodatkowe jednostki.


• Blockchain: Sieć jest kontrolowana przez wszystkich uczestników. Każda zmiana jest rejestrowana i zabezpieczona matematycznymi algorytmami, co minimalizuje możliwość manipulacji danymi.

Koszty Ataku 51% na Chia Network

Jednym z największych zagrożeń dla sieci blockchain jest atak 51%, który umożliwia przejęcie kontroli nad siecią. Jak wyglądałby koszt przeprowadzenia takiego ataku na przykładzie Chia Network?

• Liczba Węzłów: Chia Network ma niemal 90 000 węzłów w 150 krajach.


• Przestrzeń Sieci: 30 EB (eksa-bajtów) wymagałoby ponad 1,5 miliona dysków o pojemności 20 TB każdy.


• Szacowany Koszt: Około 3 miliardów PLN na same dyski twarde, sprzęt do ich zapełnienia i energię elektryczną.

Manipulacja danymi i przejęcie kontroli nad blockchainem przez centralny podmiot i tak zostałoby wykryte, gdyż sieć blockchain jest w pełni transparentna. To spowodowałoby odłączenie się pozostałych farmerów od sieci oraz zaprzestania korzystania z sieci przez użytkowników. Zatem atakujący musiałby zorganizować niezwykle trudne i kosztowne przedsięwzięcie, by na końcu zostać z bezwartościowym blockchainem, z którego nikt nie będzie chciał korzystać.

Historia Transakcji: Niezmienność Zapisów

Blockchain jako technologia przechowywania danych znacząco różni się od tradycyjnych baz danych ze względu na swoją niezmienną i transparentną strukturę. Transakcje dokonane w sieci blockchain są zapisywane w postaci bloków, które są trwałe i nieodwracalnie łączone z poprzednimi blokami w chronologicznym łańcuchu.

Niezmienność danych w blockchainie

1. Dodawanie bloków: Kiedy blok danych jest gotowy do dodania do łańcucha, musi być najpierw zweryfikowany przez uczestników sieci, zwanych również górnikami w przypadku blockchainów takich jak Bitcoin lub farmerów w przypadku Chia Network. Po potwierdzeniu blok jest trwale dodawany do łańcucha, co jest niemal niemożliwe do cofnięcia bez osiągnięcia konsensusu większości sieci.

2. Mechanizm konsensusu: Mechanizmy takie jak Proof of Work (PoW) lub Proof of Space and Time (PoST) wymagają od uczestników sieci znacznego wkładu (w postaci mocy obliczeniowej lub przestrzeni dyskowej), co zapobiega manipulacji przez zwiększenie kosztów ewentualnego ataku.

3. Kryptograficzne zabezpieczenia: Każdy blok zawiera unikalny hash poprzedniego bloku, co tworzy kryptograficzny łańcuch. Zmiana jakiejkolwiek informacji w jednym z bloków wymagałaby przeliczenia hashy dla wszystkich następnych bloków, co jest praktycznie niemożliwe do osiągnięcia w rozproszonym i zabezpieczonym systemie.

Tradycyjne bazy danych i ich elastyczność

Tradycyjne bazy danych różnią się od blockchainów tym, że pozwalają na edycję i usuwanie danych, co jest czasami konieczne w wielu zastosowaniach biznesowych i administracyjnych.

1. Zarządzanie danymi: Administratorzy mogą aktualizować i modyfikować dane w odpowiedzi na zmieniające się wymagania, błędy w danych lub na skutek decyzji prawnych czy biznesowych.

2. Dostęp i kontrola: W tradycyjnych bazach danych, dostęp do edycji lub usuwania danych może być kontrolowany przez złożone uprawnienia użytkowników, co pozwala na precyzyjne zarządzanie kto i w jakim zakresie może wpływać na dane.

3. Odzyskiwanie danych: Systemy tradycyjne często zawierają mechanizmy odzyskiwania, które umożliwiają przywracanie danych do wcześniejszego stanu, co jest użyteczne w przypadku błędów ludzkich lub awarii systemu.

Podsumowując, blockchain oferuje unikalne korzyści w zakresie bezpieczeństwa i transparentności przez niezmienność danych, ale tradycyjne bazy danych zapewniają większą elastyczność w zarządzaniu danymi, co jest kluczowe w wielu zastosowaniach biznesowych i administracyjnych. Wybór między tymi technologiami zależy od specyficznych potrzeb i wymagań danego zastosowania.

Przykłady Praktycznych Zastosowań Blockchaina

1. Łańcuch Dostaw

• Problem: Fałszywe lub niskiej jakości produkty, brak transparentności.


• Rozwiązanie: Walmart we współpracy z IBM wdrożył technologię blockchain do monitorowania swojego łańcucha dostaw produktów spożywczych, co znacząco zwiększa bezpieczeństwo i przejrzystość procesów związanych z dystrybucją żywności. Projekt ten, bazujący na platformie IBM Food Trust, jest przykładem, jak nowoczesne technologie mogą służyć poprawie kontroli jakości i efektywności w kluczowych sektorach gospodarki.

Proces śledzenia żywności w blockchainie

1. Rejestracja produktu: Na każdym etapie łańcucha dostaw, od farmy aż po półki sklepowe, informacje o produkcie są rejestrowane i zapisywane w blockchainie. Dotyczy to danych takich jak data zbioru, warunki przechowywania, daty przetworzenia, przewoźnicy, terminy dostaw i ostateczne miejsca sprzedaży.

2. Szybki dostęp do informacji: Dzięki zastosowaniu blockchaina, wszystkie te informacje są dostępne w czasie rzeczywistym dla autoryzowanych uczestników sieci. To umożliwia nie tylko monitorowanie przepływu produktów, ale także szybkie reagowanie w przypadku wykrycia problemów — na przykład skażenia żywności.

3. Zwiększenie bezpieczeństwa żywności: W przypadku wykrycia potencjalnego zagrożenia zdrowotnego, system pozwala na szybką identyfikację wszystkich partii produktu, które mogły zostać dotknięte tym samym problemem. Można natychmiast zlokalizować, które sklepy otrzymały potencjalnie skażoną żywność, co znacząco skraca czas potrzebny na jej wycofanie.

4. Transparentność dla konsumentów: Blockchain pozwala również konsumentom na wgląd w historię produktu, który kupują. Skanując kod QR na opakowaniu, mogą zobaczyć szczegółowe informacje o pochodzeniu produktu, jego drodze przez łańcuch dostaw oraz wszelkich certyfikatach jakości.

Korzyści biznesowe i społeczne

• Zmniejszenie marnotrawstwa żywności: Precyzyjne śledzenie pozwala na lepsze zarządzanie zapasami i redukcję ilości marnowanej żywności.


• Wzrost zaufania konsumentów: Przejrzystość procesów i możliwość weryfikacji pochodzenia produktów buduje zaufanie konsumentów.


• Poprawa zarządzania ryzykiem: Szybsza identyfikacja źródeł problemów umożliwia efektywniejsze zarządzanie ryzykiem w łańcuchu dostaw.

Projekt Walmartu i IBM demonstruje, jak integracja blockchaina z łańcuchem dostaw może nie tylko poprawić operacyjną efektywność, ale także przynieść znaczące korzyści społeczne poprzez zwiększenie bezpieczeństwa żywności. To zastosowanie pokazuje, jak technologia może przyczynić się do rozwiązania jednych z największych wyzwań współczesnych systemów dostaw żywności.

2. Płatności Międzynarodowe

• Problem: Wysokie opłaty, długi czas przetwarzania.


• Rozwiązanie: Rozwiązania drugiej warstwy, takie jak te stosowane w blockchainie Ethereum, oferują szybkie, bezpieczne i ekonomiczne przelewy międzynarodowe, wykorzystując stablecoiny do stabilizacji wartości przekazywanych środków. Dzięki eliminacji pośredników, takich jak banki czy inne instytucje finansowe, transakcje stają się tańsze i mogą być realizowane niemal natychmiast, co stanowi znaczną przewagę nad tradycyjnymi metodami przekazywania pieniędzy za granicę.

3. Zarządzanie Zasobami Cyfrowymi

• Problem: Centralizacja kontroli nad aktywami cyfrowymi.


• Rozwiązanie: Blockchain umożliwia decentralizację kontroli nad aktywami cyfrowymi, co pozwala na bezpieczne zarządzanie i przechowywanie dokumentów, certyfikatów oraz praw własności cyfrowej. Dzięki tej technologii użytkownicy mogą niezależnie weryfikować, wymieniać lub sprzedawać swoje aktywa, minimalizując ryzyko manipulacji i zwiększając transparentność transakcji.

4. Głosowanie

• Problem: Fałszerstwa, ograniczona transparentność.


• Rozwiązanie: Sierra Leone, w ramach innowacyjnego projektu pilotażowego przeprowadzonego w 2018 roku, wykorzystała technologię blockchain do monitorowania i weryfikacji wyników wyborów prezydenckich. Ten krok miał na celu zwiększenie transparentności procesu wyborczego i zapewnienie uczciwości głosowania.

Kluczowe aspekty zastosowania blockchaina w wyborach w Sierra Leone:

1. Rejestracja wyników w czasie rzeczywistym: Dzięki blockchainowi, wyniki z poszczególnych lokali wyborczych były rejestrowane na bieżąco w niezmiennym rejestrze. To pozwoliło na natychmiastowe przekazywanie danych do centralnego systemu bez obawy o manipulację wynikami.

2. Zwiększona transparentność: Każdy zapis w blockchainie był dostępny do wglądu dla obserwatorów wyborczych, co znacząco obniżyło ryzyko oszustw wyborczych. Obserwatorzy mieli dostęp do danych w sposób, który uniemożliwiał ich zmianę, ale pozwalał na weryfikację każdego kroku procesu.

3. Szybka i pewna weryfikacja wyników: W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów, które mogą wymagać długiego czasu na przeliczenie i potwierdzenie wyników, system oparty na blockchainie umożliwiał błyskawiczną weryfikację. Każdy głos zarejestrowany jako transakcja w blockchainie był od razu zweryfikowany i dodany do łańcucha, co przyspieszyło ogłoszenie oficjalnych wyników.

4. Zwiększenie zaufania wyborców: Użycie blockchaina pomogło w odbudowaniu zaufania społeczeństwa do instytucji demokratycznych poprzez demonstrację zaangażowania w zapewnienie uczciwych wyborów. Transparentność i trudność w manipulacji wynikami przekładały się na większe zaufanie do wyników wyborów.

5. Potencjał do rozszerzenia: Pozytywne doświadczenia z Sierra Leone mogą służyć jako model do naśladowania w innych krajach, które borykają się z problemami związanymi z transparentnością i uczciwością procesów wyborczych.

Zastosowanie blockchaina w wyborach w Sierra Leone pokazuje, jak nowoczesne technologie mogą przyczynić się do wzmacniania demokracji i budowania zaufania publicznego. Ta inicjatywa stanowi ważny krok w kierunku wykorzystania blockchaina do rozwiązywania globalnych problemów związanych z zarządzaniem i administracją publiczną.

.

Podsumowanie

Praktyczne zastosowania blockchaina coraz wyraźniej pokazują, jak ta technologia ma potencjał do zrewolucjonizowania przechowywania danych w różnorodnych sektorach gospodarki. Dzięki swoim kluczowym cechom, takim jak decentralizacja, transparentność, i wysokie standardy bezpieczeństwa, blockchain pozwala przełamać wiele ograniczeń, które obecnie obowiązują w tradycyjnych systemach baz danych.