Definition: AWS und die Amazon Quantum Ledger Database

Was ist Amazon QLDB?

| Autor / Redakteur: Stefan Luber / Florian Karlstetter

Amazon Web Services bietet mit Amazon QLDB eine vollständig verwaltete Ledger-Datenbank und stellt damit ein nicht veränderbares, kyptographisch geschütztes Transaktionsprotokoll zur Verfügung.
Amazon Web Services bietet mit Amazon QLDB eine vollständig verwaltete Ledger-Datenbank und stellt damit ein nicht veränderbares, kyptographisch geschütztes Transaktionsprotokoll zur Verfügung. (Bild: gemeinfrei (geralt / pixabay) / Pixabay)

Die Amazon Quantum Ledger Database unterstützt Unternehmen bei der Verwaltung ihrer Geschäftsvorgänge. Es handelt sich um eine vollständig verwaltete Ledger-Datenbank. Sie bietet eine komplette und überprüfbare Änderungshistorie sämtlicher Daten. Die Amazon QLDB arbeitet serverlos und skaliert in einem großen Bereich.

Bei Amazon QLDB handelt es sich um eine vollständig verwaltete Ledger-Datenbank im Rahmen der Amazon Web Services (AWS). Die Abkürzung QLDB steht für Amazon Quantum Ledger Database. Die Datenbank stellt ein nicht veränderbares, kyptographisch geschütztes Transaktionsprotokoll zur Verfügung. Dadurch ergibt sich eine vollständige und überprüfbare Änderungshistorie sämtlicher gespeicherter Daten. Jede einzelne Änderung wird von Amazon QLDB registriert, verfolgt und überprüft. Das Transaktionsprotokoll befindet sich im Besitz einer vertrauenswürdigen, zentralen Instanz. Amazon QLDB soll Unternehmen und Organisationen bei der Organisation und Dokumentation ihrer Geschäftsabläufe unterstützen. Die Datenintegrität, Vollständigkeit und Verifizierbarkeit sämtlicher Transaktionen sind sichergestellt. Typische Einsatzbereiche sind Lieferketten im Logistikbereich oder Kredit- und Debittransaktionen im Finanzwesen. Die Amazon Quantum Ledger Database macht die Entwicklung eigener Anwendungen mit komplexen, nachprüfbaren Aufzeichnungs- und Protokollfunktionen überflüssig. Das Kostenmodell der Amazon Datenbank ist nutzungsabhängig. Es werden die Schreib- und Lesevorgänge der in Anspruch genommene Speicher und die Datenübertragungen in Rechnung gestellt.

Die zentralen Merkmale der Amazon QLDB

Die Funktionsweise von Amazon Quantum Ledger Database (QLDB) mit dem Ziel, ein transparentes, unveränderliches und kryptographisch überprüfbares Transaktionsprotokoll zu erstellen.
Die Funktionsweise von Amazon Quantum Ledger Database (QLDB) mit dem Ziel, ein transparentes, unveränderliches und kryptographisch überprüfbares Transaktionsprotokoll zu erstellen. (Bild: Amazon Web Services)

Es handelt sich bei Amazon QLDB um eine neue Datenbankklasse. Die Historie sämtlicher Änderung der Daten ist geschützt. Sie lässt sich weder löschen noch verändern. Durch den Einsatz kryptographischer Verfahren ist die Unveränderbarkeit jederzeit überprüfbar. Die Verwaltung der Änderungshistorie findet im Transaktionsprotokoll, dem sogenannten Journal, statt. Über eine SQL-ähnliche API sind der Zugriff und die Nutzung der Amazon Quantum Ledger Database möglich. Die Datenbank arbeitet serverlos und skaliert sehr gut. Sie hat keine vorgegebenen Lese- oder Schreiblimits. Wichtig zu wissen ist, dass Amazon QLDB nicht auf einer Distributed-Ledger-Technologie basiert. Die Datenbank ist vollständig und zentral von den Amazon Web Services verwaltet. Sie erfordert keine dezentralen Strukturen, wie sie üblicherweise im Blockchain-Umfeld für Anwendungen mit mehreren nicht vertrauenswürdige Parteien zum Einsatz kommen.

Grundsätzliches zu den Begriffen Ledger, Ledger-Datenbank und verteilte Ledger-Datenbank

Der englische Begriff "Ledger" bedeutet im Deutschen Hauptbuch. Ein Hauptbuch kommt im Umfeld der Buchhaltung zum Einsatz, um Vermögenswerte und wirtschaftliche oder finanzielle Transaktionen der Unternehmen aufzuzeichnen und zu dokumentieren. Durch die Einführung von Computern werden die papierbasierten Hauptbücher digitalisierbar. Zahlreiche Unternehmen entwickeln eigene Applikationen zur Umsetzung eines computerbasierten Hauptbuchs. Herkömmliche Datenbanken eignen sich für diese Anwendungen nur sehr bedingt, da Daten überschrieben oder gelöscht werden können. Für Ledger-Datenbanken sind Verfahren zur Prüfung und Protokollierung der Datenänderungen vorzusehen. Einige Lösungen verwenden verteilte digitale Ledger-Datenbanken. Diese speichern die Transaktionen mithilfe der Blockchain-Technologie unveränderbar und dezentral an mehreren Orten.

Funktionsweise der Amazon Quantum Ledger Database

Zentrales Element der Amazon Quantum Ledger Database ist ein Journal, dass sämtliche Änderungen nachvollziehbar und unveränderbar protokolliert. Alle Veränderungen der Daten sind im Journal gespeichert. Sie lassen sich weder überschreiben noch löschen. Lediglich das Hinzufügen von Daten ist erlaubt. Das unveränderliche Journal bleibt auch dann lesbar, wenn Daten aus dem eigentlichen Ledger gelöscht wurden. Die Integrität der Daten stellt Amazon QLDB über eine SHA-256-Kryptografie-Hashfunktion sicher.

Da die Amazon QLDB serverlos arbeitet, bleibt dem Kunden die zugrundeliegende Infrastruktur verborgen. Er muss weder Server noch andere Komponenten kennen oder managen. Die Datenbank ist leicht skalierbar und bietet einfache Zugriffsmöglichkeiten auf den Änderungsverlauf. Mit Abfragen über eine mit SQL vergleichbare API lassen sich alle gewünschten Daten extrahieren und verwalten.

Vorteile durch den Einsatz der Amazon QLDB

Die Amazon QLDB bietet Nutzern eine ganze Reihe von Vorteilen. Alle Änderungen der Anwendungsdaten sind transparent und nachverfolgbar. Die Daten des Journals lassen sich weder löschen noch verändern, was den Zugriff auf den vollständigen Verlauf einer Datenbank sicherstellt. Für die überprüfbare Korrektheit des Änderungsverlaufs sorgt eine kryptografische Hashfunktion.

Im Vergleich zu verteilt arbeitenden Ledger-Datenbanken mit Blockchain-Technologie führt Amazon QLDB nach Angaben von Amazon zwei- bis dreimal so viele Transaktion durch. Dies ist darin begründet, dass kein gemeinsamer Konsens der beteiligten Parteien für die Gültigkeit einer Transaktion gefunden werden muss. Ein weiterer Vorteil ist die gute Skalierbarkeit von Amazon QLDB. Anwender erstellen lediglich ihre Tabellen. Die Leistung der Datenbank skaliert automatisch abhängig von den benötigten Lese- und Schreibzugriffen. Informationen über die wichtigsten Nutzungsdaten wie Speichernutzung oder Anzahl der Schreib- und Lesezugriffe werden dem Anwender zur Verfügung gestellt.

Das Abfragen, Verwalten und Ändern von Daten ist benutzerfreundlich, da eine mit SQL vergleichbare API vorhanden ist, die die üblichen SQL-Operatoren versteht. Aufgrund eines flexiblen Datenmodells sind sowohl strukturierte als auch halb-strukturierte Daten in der QLDB speicherbar. Das komplette Konzept der Amazon QLDB basiert auf einem serverlosen Modell. Kurz zusammengefasst sind die Vorteile der Amazon Quantum Ledger Database folgende:

  • alle Änderungen der Anwendungsdaten sind transparent und nachverfolgbar
  • Daten des Journals lassen sich weder löschen noch verändern
  • kryptografische Hashfunktion stellt die Korrektheit des Änderungsverlaufs sicher
  • mehr Transaktionen als bei einer verteilt arbeitenden Ledger-Datenbank möglich
  • gute Skalierbarkeit
  • benutzerfreundliches Abfragen, Ändern und Verwalten der Daten über eine mit SQL vergleichbare API und SQL-Operatoren
  • sowohl strukturierte als auch halb-strukturierte Daten in der QLDB speicherbar
  • serverlose Arbeitsweise

Einsatzmöglichkeiten der Amazon Quantum Ledger Database

Amazon QLDB ist für alle Anwendungsbereiche geeignet, in denen Transaktionen vollständig, unveränderbar und prüfbar aufgezeichnet werden sollen. Im Logistikbereich und in der Produktion lassen sich die Verläufe kompletter Lieferketten und Herstellungsprozesse dokumentieren. Der Finanzbereich profitiert von der vollständigen und exakten Aufzeichnung aller getätigten Finanztransaktionen wie Gutschriften oder Belastungen. Ein weiterer Anwendungsbereich ergibt sich in der Versicherungsbranche. Mit der Amazon QLDB zeichnen Versicherungen den kompletten Verlauf von Schadensereignissen unveränderbar auf und vollziehen alle zugehörigen Aktionen nach. Im Human-Resource-Umfeld ist die Amazon Quantum Ledger Database einsetzbar, um digitale Chroniken für Mitarbeiter zu erstellen. Diese Chroniken zeichnen beispielsweise Informationen zu Gehaltstransaktionen, erhaltenen Bonuszahlungen oder besuchten Fortbildungen auf. Die wichtigsten Anwendungsbereiche der Amazon Quantum Ledger Database sind kurz zusammengefasst folgende:

  • der Logistikbereich
  • der Finanzbereich
  • das Versicherungswesen
  • die Fertigung
  • das Personalwesen

Weitere Informationen zur Amazon Quantum Ledger Database (QLDB) finden sich bei Amazon Web Services im Internet.

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