DISTRIBUTED METAGRAPH DBMS BASED ON BLOCKCHAIN TECHNOLOGY

Abstract

В статье приводятся архитектурные и технические решения, принятые в ходе исследовательского проекта по разработке метаграфовой СУБД с групповым подтверждением вносимых данных. Для этой СУБД рассмотрены различные варианты реализации метаграфовой модели, выбран реляционный подход и предложена даталогическая модель, состоящая из шести таблиц. В качестве среды хранения выбрана PostgreSQL. Приведены оценки сложности и обзор возможных ограничений реализации физической модели хранения метаграфа на программном уровне, выбрано решение на основе списков смежности. Для обеспечения высокой скорости доступа на чтение используется распределенное хранение и распространение копий базы данных на основе технологии блокчейн с алгоритмом консенсуса Proof of Stake, что позволяет обеспечить высокий уровень защиты базы данных от несанкционированных изменений. Предложены структуры данных для хранения изменений БД в рамках последовательности записей блокчейн. Выбран стойкий алгоритм проверки и подписания транзакции. В заключении рассмотрены направления дальнейших исследований и условия использования результатов исследования при проектировании и разработке индустриальных программных продуктов. The article provides architectural and technical solutions adopted within a research project to develop a metagraph DBMS with a group confirmation of the entered data. For this DBMS, various options for implementing the metagraph model are considered, a relational approach is chosen, and a logical data model consisting of six tables is proposed. PostgreSQL was chosen as the storage environment. Estimates of the complexity and an overview of possible limitations of the implementation of the physical model of storing the metagraph at the software level are given; a solution based on adjacency lists is chosen. To ensure high speed of read access, distributed storage and distribution of database copies based on blockchain technology with the Proof of Stake consensus algorithm is used, which ensures a high level of database protection against unauthorized changes. Data structures are proposed for storing database changes within a sequence of blockchain records. A robust algorithm for verifying and signing the transaction has been selected. In conclusion, the directions of further research and the conditions for using the research results in the design and development of industrial software products are considered.