Технології створення розподілених комп’ютерних систем зберігання даних на основі блокчейн

Abstract

У кваліфікаційній роботі магістра проаналізовано класи розподілених систем зберігання даних та визначено, що основними з них є гомогенні та гетерогенні системи, які відрізняються як на рівні типів використовуваного апаратного, так і програмного забезпечення. Проведено аналітичний огляд архітектур розподілених систем зберігання даних та визначено рівні їх організації, зокрема концептуальний, зовнішній та внутрішній, які дали змогу оцінити можливість оптимізації в контексті виконання розподілених транзакцій. Запропоновано метод імплементації технології блокчейн для організації класичних розподілених систем зберігання даних шляхом додавання до кожної таблиці бази даних кортежу атрибутів: часова мітка, цифровий підпис попередньої транзакції, цифровий підпис поточної транзакції, публічний ключ користувача та булевого поля щодо операції видалення. Розроблено метод оптимізації виконання запитів до розподілених систем зберігання даних, який заснований на формуванні одного та багатьох моментальних знімків бази даних з оптимальним їх розташуванням за рахунок кластеризації подібних знімків, що дало змогу підвищити у 50 разів продуктивність опрацювання запитів.

The master's qualification work analyzed the classes of distributed data storage systems and determined that the main ones are homogeneous and heterogeneous systems, which differ both in terms of the types of hardware and software used. An analytical review of the architectures of distributed data storage systems was carried out and the levels of their organization, in particular conceptual, external and internal, were determined, which made it possible to assess the possibility of optimization in the context of the execution of distributed transactions. A method of implementing blockchain technology for the organization of classical distributed data storage systems is proposed by adding to each database table a tuple of attributes: time stamp, digital signature of the previous transaction, digital signature of the current transaction, public key of the user and a Boolean field regarding the deletion operation. A method of optimizing the execution of requests to distributed data storage systems was developed, which is based on the formation of one and many snapshots of the database with their optimal location due to the clustering of similar snapshots, which made it possible to increase the performance of query processing by 50 times.