Organisationsübergreifende Datenkonsistenz durch Blockchain-gestützte Microservices

Autor: Zarza, Agry
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Popis: In der Praxis gibt es zahlreiche Vorhaben, an denen mehr als eine Organisation beteiligt ist. Die Datenkonsistenz über verschiedene Organisationen hinweg erfordert einen dezentralen Konsens. Das Problem wird durch die breite Einführung von Microservices-Architekturen verschärft, die häufig den Ansatz “Datenbank pro Service” implementieren. Dies führt in der Regel dazu, dass diese Systeme Konsistentkriterien abschwächen, um die Verfügbarkeit zu maximieren. Ein klassisches Beispiel in diesem Zusammenhang ist die systemübergreifende Optimierung von Lieferketten. Hier kommen Daten aus verschiedenen Organisationen zusammen, für die ein Konsens hinsichtlich der Konsistenz gefunden werden muss. Es liegt auf der Hand, dass die Blockchain-Technologie helfen kann, diese Probleme zu lösen. Der Sinn der Blockchain besteht darin, dass verschiedene Teilnehmer auf dezentrale Weise einen Konsens über vorangegangene Transaktionen bilden. Im Fall von Bitcoin, der bekanntesten Implementierung der Technologie, betreffen die Transaktionen hauptsächlich monetäre Werte. Im Hinblick auf das genannte Problem können diese Transaktionen auch Datenbanktransaktionen sein. Der daraus resultierende Ledger, in dem sie aufgezeichnet werden, dient letztlich als einzige Quelle der Wahrheit in Bezug auf die organisationsübergreifende Konsistenz. In einer Microservices-Architektur bieten die lose gekoppelten Dienste gute Voraussetzungen, um Schnittstellen für Anwendungen aus einem anderen organisatorischen Kontext zu entwickeln. Darüber hinaus bieten Smart Contracts und Microservices gewisse Gemeinsamkeiten und Synergien, die für die Integration von Blockchain in eine Microservices-Architektur genutzt werden können. Zu diesem Zweck verwendet diese Arbeit die Methodik des Design Science Research, um einen Proof-of-Concept für ein Tool zur Arbeitszeitmessung in einer Umgebung zu implementieren, in der mehrere Organisationen Vertragspartner sind. Basierend auf den Erkenntnissen wird die Machbarkeit der Integration diskutiert und die Konsequenzen werden aufgezeigt. Das Ergebnis ist, dass Unternehmen, die die dezentrale Organisationsstrukturen eingehen, von der Integration im Hinblick auf Datenkonsistenz und Rechenschaftspflicht profitieren werden. Darüber hinaus sind Attribute wie Nachvollziehbarkeit und Unveränderbarkeit von Daten der Blockchain inhärent. Dies ermöglicht die Überprüfbarkeit der Daten, die in multiorganisatorischen Umgebungen von großer Bedeutung ist. Aufgrund verschiedener Beschränkungen im technologischen und regulatorischen Kontext ist es jedoch nicht möglich, einen generischen, optimalen Integrationsansatz anzubieten. Folglich hängt eine erfolgreiche Integration in hohem Maße vom Unternehmenskontext und seinen Anforderungen ab. In diesem Zusammenhang wird ein Flussdiagramm für die Suche nach geeigneten Blockchain-Anwendungen vorgestellt, das mehrere Auschlusskriterien für die Blockchain-Nutzung aufzeigt. Beispiele hierfür sind der der Systemkontext für eine einzelne Organisation, die Speicherung sensibler Daten und ein ausreichendes Maß an Vertrauen und Zuverlässigkeit zwischen den Beteiligten. Dementsprechend sollten in solchen Fällen alternative Lösungen verwendet werden, um die Datenkonsistenz zu verbessern und die Aspekte der Unveränderlichkeit und Verantwortlichkeit zu berücksichtigen. In diesem Zusammenhang sind Datenbanken zu nennen, die Unveränderlichkeit ermöglichen, wie zum Beispiel Append-Only-Strukturen, und dezentrale Lösungen wie Apache Cassandra. There are numerous business projects in practice in which more than one organization is involved. Data consistency across different organizations requires decentralized consensus. The problem is fueled by the wide adoption of microservices architecture, which often implement the database-per-service pattern. Usually, this leads to systems being eventually consistent in order to maximize availability. A classic example in this context is the cross-system optimization of supply chains. Here, data from different organizations come together for which a consensus must be found regarding consistency. It is obvious that blockchain technology can help to solve these problems. The point of the blockchain is that different participants form a consensus on previous transactions in a decentralized way. In the case of Bitcoin, the best-known implementation of the technology, transactions concern mainly monetary values that change hands. In terms of the problem mentioned, these transactions can also be database transactions. The resulting ledger in which they are recorded ultimately serves as the single source of truth regarding inter-organizational consistency. In a Microservices architecture the loosely-coupled services provide solid prerequisites to develop interfaces for applications from a different organizational context. Furthermore, smart contracts and microservices provide certain similarities and synergies, that can be leveraged for integrating blockchain to a microservices architecture. For this purpose, this thesis uses the methodology of Design Science Research to implement a Proof-of-Concept for a work time measurement tool in an environment where several organizations are contract partners. Based on the findings the feasibility of integration is discussed and consequences are illustrated. The result is that businesses, which engage in decentralized organization structures, will profit from integration in regard to data consistency and accountability. Furthermore, attributes such as traceability and immutability of data are inherent to the blockchain. Subsequently, this enables auditability, which is highly relevant property in multi-organizational environments. However, due to various constraints in a technological and regulatory context, it is not possible to offer a generic best approach to integration. Consequently, successful integration is highly dependent on the business context and its requirements. In that regard, a flowchart for finding suitable blockchain applications is presented, which reveals several knockout criteria for blockchain utilization. Examples include a single-organization context, the storage of sensitive data, and a sufficient level of trust and dependability between contributors. Accordingly, in such cases alternative solutions should be used to improve consistency and address immutability and accountability aspects. In this regard, instances include databases that enable immutability, such as append-only structures, and decentralized solutions, such as Apache Cassandra. Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Masterarbeit Wien, FH Campus Wien 2022
Databáze: OpenAIRE
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