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Fachstudie

Untersuchung von Key-Value-Datenbanksystemen
Betreuer M.Sc. Dennis Przytarski
Prüfer Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Mitschang
Beschreibung

Motivation

Neben den relationalen Datenbanksystemen gewinnen auch NoSQL-Datenbanksysteme [1] immer mehr an Bedeutung. Diesen NoSQL-Datenbanksystemen liegen verschiedene Datenbankmodelle zugrunde und eignen sich aufgrund ihrer horizontalen Skalierbarkeit insbesondere für Big-Data-Anwendungen. Ein Datenbankmodell ist das Key-Value-Datenmodell, das aufgrund des einfach gehaltenen Schemas sehr schnelle Datenzugriffe bietet.

Przytarski beschreibt im Paper [2] ein Blockchainsystem, das Merkle B-Bäume [3] verwendet, um Daten manipulationsgeschützt abzuspeichern. Merkle B-Bäume haben die Eigenschaft, dass ihre Knoten auf das Key-Value-Datenmodell abgebildet werden können. Ein Anwendungsfall wäre daher, die Knoten der Merkle B-Bäume in einem geeigneten Key-Vaue-Datenbanksystem zu verwalten.

Aufgabenstellung

In dieser Fachstudie soll eine Übersicht über Datenbanksysteme erstellt werden, die das Key-Value-Datenmodell unterstützen. Die Datenbanksysteme sollen anhand sinnvoller Kriterien wie beispielsweise der Clusterfähigkeit, Replizierbarkeit und Skalierbarkeit kategorisiert und bewertet werden. Anschließend sollen die bestbewerteten Datenbanksysteme auf ihre Praxistauglichkeit für den Anwendungsfall der Speicherung von Merkle B-Bäumen untersucht werden.

Daher umfasst die Arbeit folgende Aufgaben:

  • Einarbeitung in das Themengebiet der Key-Value-Datenbanksysteme
  • Erstellen von Kriterien zur Kategorisierung und Bewertung von Key-Value-Datenbanksystemen
  • Recherche zu bestehenden Key-Value-Datenbanksystemen
  • Kategorisierung und Bewertung der ausgewählten Datenbanksysteme anhand der zuvor erstellten Kritieren
  • Test der bestbewerteten Datenbanksysteme in Hinblick auf die Speicherung von Merkle B-Bäumen

Die Ergebnisse müssen in einem Abschlussvortrag präsentiert werden. Es wird erwartet, dass die Arbeitsergebnisse mit einer uneingeschränkten Nutzungslizenz zur Verfügung gestellt werden.

Voraussetzungen

  • Vorkenntnisse im Bereich der Datenbanksysteme und des Key-Value-Datenmodells von Vorteil

Organisatorisches

Art der Arbeit Masterarbeit
Titel Untersuchung von Key-Value-Datenbanksystemen
Englischer Titel Analysis of Key-Value Database Systems
Betreuer Dennis Przytarski, M.Sc.
Prüfer Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Mitschang

Literatur

[1] G. Vaish, Getting started with NoSQL. Packt Publishing Ltd, 2013.

[2] D. Przytarski, “Using Triples as the Data Model for Blockchain Systems,” in BlockSW ’19.

[3] F. Li et al., “Dynamic authenticated index structures for outsourced databases,” in Proceedings of the 2006 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data. ACM, 2006, pp. 121–132.