Die bedeutende Version der Datenbank immudb 1.0 wurde vorgestellt, die Unveränderlichkeit und den Erhalt aller jemals hinzugefügten Daten gewährleistet, Schutz vor rückwirkenden Änderungen bietet und eine kryptografische Nachweismöglichkeit des Eigentums an Daten bereitstellt. Ursprünglich entwickelte sich das Projekt als spezialisiertes NoSQL-Speicher, das Daten im Schlüssel/Wert-Format bearbeitet, wird immudb seit Version 1.0 jedoch als vollwertige Datenbank mit SQL-Unterstützung positioniert. Der Code des Projekts ist in der Programmiersprache Go verfasst und wird unter der Apache 2.0-Lizenz verbreitet.
Die Informationen in immudb werden mit einer blockchain-ähnlichen Struktur gespeichert, die die Integrität der gesamten Kette vorhandener Aufzeichnungen gewährleistet und nicht zulässt, dass bereits gespeicherte Daten geändert oder Aufzeichnungen in die Transaktionshistorie eingefügt/ersetzt werden. Das Speicher unterstützt ausschließlich das Hinzufügen neuer Daten, ohne die Möglichkeit, bereits hinzugefügte Informationen zu löschen oder zu ändern. Der Versuch, Aufzeichnungen in der Datenbank zu ändern, führt lediglich dazu, dass eine neue Version der Aufzeichnung gespeichert wird; die alten Daten gehen nicht verloren und bleiben in der Änderungsprotokoll verfügbar.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Blockchain-Lösungen ermöglicht immudb eine Leistung im Bereich von Millionen von Transaktionen pro Sekunde und kann verwendet werden, um leichte Dienste zu starten oder seine Funktionen in Anwendungen in Form einer Bibliothek zu integrieren.
Die hohe Leistung wird durch die Verwendung eines LSM-Baums (Log-structured merge-tree) mit einem Wertprotokoll erreicht, das schnellen Zugang zu Einträgen bei hoher Datenhinzufügungsintensität gewährleistet. Zur Aufrechterhaltung der Integrität des Speichers wird zusätzlich eine baumartige Struktur, der "Merkle-Baum" (Merkle Tree), eingesetzt, bei dem jeder Ast alle darunter liegenden Äste und Knoten durch gemeinsames (baumartiges) Hashing verifiziert. Mit einem endgültigen Hash kann der Benutzer die Korrektheit der gesamten Operationenhistorie sowie die Richtigkeit früherer Zustände der Datenbank überprüfen (der Wurzelprüfziffer des neuen Zustands der Datenbank wird unter Berücksichtigung des vorherigen Zustands berechnet).
Kunden und Auditoren wird ein kryptografischer Nachweis des Eigentums und der Integrität von Daten bereitgestellt. Der Einsatz von Public-Key-Kryptografie erfordert kein Vertrauen des Kunden in Server, und die Anbindung jedes neuen Clients an die Datenbank erhöht das allgemeine Vertrauen in den gesamten Speicher. Öffentliche Schlüssel und Key-Revocation-Listen werden in der Datenbank gespeichert, und während der Verschlüsselung können Intel SGX-Enklaven genutzt werden.
Zu den Funktionen der Datenbank gehören die Unterstützung von SQL, der Schlüssel/Wert-Speichermodus, Indizes, Datenbank-Sharding, das Erstellen von Snapshots des Datenzustands, ACID-Transaktionen mit Snapshot-Isolation (SSI), hohe Lese- und Schreibgeschwindigkeiten sowie Optimierungen für eine effektive Nutzung auf SSDs. Server und integrierten Bibliotheken, Unterstützung von REST API und die Verfügbarkeit einer Weboberfläche zur Verwaltung. Zu den typischen Anwendungsbereichen, in denen Datenbanken wie immudb gefragt sind, gehören die Abwicklung von Kreditkartentransaktionen, die Speicherung von öffentlichen Schlüsseln, digitalen Zertifikaten, Hashwerten und Logs sowie die Erstellung eines redundanten Speichers für wichtige Felder in herkömmlichen Datenbanken. Client-Bibliotheken für die Arbeit mit immudb sind für Go, Java, .NET, Python und Node.js verfügbar.
Wichtige Verbesserungen in der Version immudb 1.0:
- Unterstützung von SQL mit der Möglichkeit, Strings vor versteckten Modifikationen zu schützen.
- Der TimeTravel-Modus ermöglicht es, den Zustand der Datenbank auf einen bestimmten Zeitpunkt in der Vergangenheit zurückzusetzen. Dabei kann der Zeitstempel für Datenschnitte auf der Ebene einzelner Unterabfragen eingestellt werden, was die Analyse von Änderungen und den Vergleich von Daten erleichtert.
- Unterstützung des Client-Protokolls PostgreSQL, das die Nutzung bestehender Anwendungen und Bibliotheken, die für PostgreSQL ausgelegt sind, mit immudb ermöglicht. Neben den nativen Client-Bibliotheken können auch gängige Client-Bibliotheken wie Ruby, C, JDBC, PHP und Perl verwendet werden.
- Web-Konsole für die interaktive Navigation durch Daten und Verwaltung von DBMS. Über die Web-Oberfläche können Abfragen gesendet, Benutzer erstellt und Daten verwaltet werden. Zusätzlich steht eine Schulungsumgebung namens Playground zur Verfügung.
Quelle: opennet.ru
