Oracle 區(qū)塊鏈表創(chuàng)建過程詳解
大家好！我是只談技術不剪發(fā)的 Tony 老師。
Oracle 21c 增加了一個非常強大的新功能：原生的區(qū)塊鏈表（Blockchain Table）。Oracle 區(qū)塊鏈表是一個具有防篡改功能的表，只能插入數據，同時提供了表級和行級的保留期限。區(qū)塊鏈表中的所有行構成了一個數據鏈，每一行存儲了當前數據和前一個哈希值的哈希值。
Oracle 區(qū)塊鏈技術可以有效防范數據庫欺詐，利用區(qū)塊鏈的防篡改特性，用戶可以為金融交易、監(jiān)管鏈、法定保全、托管服務、審計日志以及許多其他使用場景下的集中式總賬提供安全保護。
本文給大家一下如何創(chuàng)建和使用 Oracle 區(qū)塊鏈表，以及相關的注意事項。如果覺得文章有用，歡迎評論📝、點贊👍、推薦🎁
📝Oracle 區(qū)塊鏈表功能也可以在 Oracle 19.10 版本中使用，不過需要應用 patch 32431413 補丁，并且將 COMPATIBLE 參數設置為 19.10。從 Oracle 19.11 版本開始不再需要應用補丁。
創(chuàng)建區(qū)塊鏈表
我們可以使用 CREATE BLOCKCHAIN TABLE 命令創(chuàng)建區(qū)塊鏈表，同時可以指定三個選項。
其中，NO DROP 子句決定了什么時候允許刪除區(qū)塊鏈表，如果表中沒有任何數據的話可以被刪除。與初始版本的區(qū)塊鏈表不同，從 Oracle 19.11 和 Oracle 21.3 開始 NO DROP 子句也可以阻止通過 DROP USER … CASCADE 命令刪除區(qū)塊鏈表。
NO DROP [ UNTIL number DAYS IDLE ]
- NO DROP，不允許刪除表。創(chuàng)建測試表時小心使用該選項。
- NO DROP UNTIL number DAYS IDLE，不允許刪除表，直到指定天數之內都沒有插入新的數據行。測試時可以設置為 0 或者 1 天。
NO DELETE 子句決定了數據的保留期限，存在時間超過這個期限的數據才允許刪除。
NO DELETE { [ LOCKED ] | (UNTIL number DAYS AFTER INSERT [ LOCKED ]) }
- NO DELETE，數據永久保留。雖然沒有指定 LOCKED 關鍵字，但并不意味著可以使用 ALTER TABLE 命令修改保留期限，因為保留期限只能增加，不能減少。
- NO DELETE LOCKED，數據永久保留，和 NO DELETE 一樣。
- NO DELETE UNTIL number DAYS AFTER INSERT，數據至少存在指定天數之后才能被刪除，可以使用 ALTER TABLE 命令增加保留期限。保留期限最少 16 天。
- NO DELETE UNTIL number DAYS AFTER INSERT LOCKED，數據至少存在指定天數之后才能被刪除，不能使用 ALTER TABLE 命令增加保留期限。保留期限最少 16 天。
HASHING 子句用于指定區(qū)塊鏈哈希算法和數據格式，當前版本只能使用固定值，將來可能允許其他的設置。
HASHING USING sha2_512 VERSION v1
以下是一個創(chuàng)建區(qū)塊鏈表的完整示例：
--drop table bct_t1 purge; create blockchain table bct_t1 ( id number, fruit varchar2(20), quantity number, created_date date, constraint bct_t1_pk primary key (id) ) no drop until 0 days idle no delete until 16 days after insert hashing using "SHA2_512" version "v1";
📝在學習區(qū)塊鏈表時，注意不要設置太長的保留期限，否則需要等待很長時間之后才能刪除測試表。
查詢 USER_TAB_COLS 視圖可以看到數據庫為我們增加了一些不可見的字段。
set linesize 120 pagesize 50
column column_name format a30
column data_type format a27
column hidden_column format a13
select internal_column_id,
column_name,
data_type,
data_length,
hidden_column
FROM user_tab_cols
WHERE table_name = 'BCT_T1'
ORDER BY internal_column_id;
INTERNAL_COLUMN_ID COLUMN_NAME DATA_TYPE DATA_LENGTH HIDDEN_COLUMN
------------------ ------------------------------ --------------------------- ----------- -------------
1 ID NUMBER 22 NO
2 FRUIT VARCHAR2 25 NO
3 QUANTITY NUMBER 22 NO
4 CREATED_DATE DATE 7 NO
5 ORABCTAB_INST_ID$ NUMBER 22 YES
6 ORABCTAB_CHAIN_ID$ NUMBER 22 YES
7 ORABCTAB_SEQ_NUM$ NUMBER 22 YES
8 ORABCTAB_CREATION_TIME$ TIMESTAMP(6) WITH TIME ZONE 13 YES
9 ORABCTAB_USER_NUMBER$ NUMBER 22 YES
10 ORABCTAB_HASH$ RAW 2000 YES
11 ORABCTAB_SIGNATURE$ RAW 2000 YES
12 ORABCTAB_SIGNATURE_ALG$ NUMBER 22 YES
13 ORABCTAB_SIGNATURE_CERT$ RAW 16 YES
14 ORABCTAB_SPARE$ RAW 2000 YES
14 rows selected.
{CDB|DBA|ALL|USER}_BLOCKCHAIN_TABLES 視圖包括了區(qū)塊鏈表的相關信息，它們是基于 SYS.BLOCKCHAIN_TABLE$ 系統(tǒng)表的視圖。
column row_retention format a13
column row_retention_locked format a20
column table_inactivity_retention format a26
column hash_algorithm format a14
SELECT row_retention,
row_retention_locked,
table_inactivity_retention,
hash_algorithm
FROM user_blockchain_tables
WHERE table_name = 'BCT_T1';
ROW_RETENTION ROW_RETENTION_LOCKED TABLE_INACTIVITY_RETENTION HASH_ALGORITHM
------------- -------------------- -------------------------- --------------
16 NO 0 SHA2_512
修改區(qū)塊鏈表
官方文檔告訴我們只要不是減少保留期限，就可以使用 ALTER TABLE 命令修改 NO DROP 子句。不過目前如果我們將 NO DROP UNTIL 0 DAYS IDLE 修改為更長的期限，數據庫將會返回錯誤。
alter table bct_t1 no drop until 100 days idle; Error report - ORA-05732: retention value cannot be lowered
以上語法沒有問題，可能是系統(tǒng)的一個 bug。如果創(chuàng)建表時使用的是 NO DROP UNTIL 1 DAYS IDLE 獲取其他期限就沒有問題。
無論當前的保留期限是多少，如果將 NO DROP 修改為永久保留的話都會返回 ORA-00600 錯誤：
alter table bct_t1 no drop; Error starting at line : 1 in command - alter table bct_t1 no drop Error report - ORA-00600: internal error code, arguments: [atbbctable_1], [0], [], [], [], [], [], [], [], [], [], []
這可能是一個問題，因為大多數人可能想從保留期限為 0 天開始嘗試，然后再增加保留期限。從保留期限為 1 天開始可能會導致一定的風險，因為想要刪除測試表的唯一辦法就是刪除整個模式。
如果沒有指定 LOCKED 選項，我們可以使用 ALTER TABLE 命令修改 NO DELETE 子句，當然只能增加保留期限。我們的測試表目前的數據保留期限為 16 天，下面我們將它修改為 32 天：
-- 增加到 32 天 alter table bct_t1 no delete until 32 days after insert; Table BCT_T1 altered. -- 減少到 16 天時返回錯誤 alter table bct_t1 no delete until 16 days after insert; Error report - ORA-05732: retention value cannot be lowered
當前版本中，如果嘗試將數據保留期限修改為 NO DELETE（增加保留期限）將會導致 ORA-00600 錯誤，應該也是一個 bug。
alter table bct_t1 no delete; Error report - ORA-00600: internal error code, arguments: [atbbctable_1], [0], [], [], [], [], [], [], [], [], [], []
阻止 DML 和 DDL 語句
區(qū)塊鏈表只支持數據的插入，所有導致數據修改或刪除的 DML 和 DDL 語句都會返回錯誤。例如：
-- INSERT insert into bct_t1 (id, fruit, quantity, created_date ) values (1, 'apple', 20, sysdate); 1 row inserted. SQL> commit; Commit complete. -- UPDATE update bct_t1 set quantity = 10 where id = 1; Error report - SQL Error: ORA-05715: operation not allowed on the blockchain table -- DELETE delete from bct_t1 where id = 1; Error report - SQL Error: ORA-05715: operation not allowed on the blockchain table
導致數據變化的 DDL 語句同樣會返回錯誤，以下是一個 TRUNCATE 語句示例：
truncate table bct_t1; Error report - ORA-05715: operation not allowed on the blockchain table
我們可以擴展已有字段的長度，但是不能增加字段或者刪除已有字段：
-- 修改字段長度 alter table bct_t1 modify (fruit varchar2(25)); Table BCT_T1 altered. -- 增加字段 alter table bct_t1 add (additional_info varchar2(50)); Error report - ORA-05715: operation not allowed on the blockchain table -- 刪除字段 alter table bct_t1 drop column quantity; Error report - ORA-05715: operation not allowed on the blockchain table
DBMS_BLOCKCHAIN_TABLE
系統(tǒng)程序包DBMS_BLOCKCHAIN_TABLE 可以用于維護區(qū)塊鏈表。
其中，存儲過程 DELETE_EXPIRED_ROWS 可以用于刪除超過保留期限的數據行，這些數據無法使用正常的 DELETE 語句進行刪除。
set serveroutput on
declare
l_rows number;
begin
dbms_blockchain_table.delete_expired_rows(
schema_name => 'admin',
table_name => 'bct_t1',
before_timestamp => null,
number_of_rows_deleted => l_rows);
dbms_output.put_line('Rows Deleted=' || l_rows);
end;
/
Rows Deleted=0
PL/SQL procedure successfully completed.
另外，我們也可以增加一個日期限制，只有超過保留期限并且滿足日期要求的數據行才會被刪除。
set serveroutput on
declare
l_rows number;
begin
dbms_blockchain_table.delete_expired_rows(
schema_name => 'testuser1',
table_name => 'it_t1',
before_timestamp => systimestamp - 60,
number_of_rows_deleted => l_rows);
dbms_output.put_line('Rows Deleted=' || l_rows);
end;
/
Rows Deleted=0
PL/SQL procedure successfully completed.
存儲過程 VERIFY_ROWS 可以用于檢查數據行擁有一致性哈希值，以及用戶簽名（如果使用了的話）。
set serveroutput on
declare
l_rows number;
l_verified number;
begin
select count(*)
into l_rows
from admin.bct_t1;
dbms_blockchain_table.verify_rows(
schema_name => 'admin',
table_name => 'bct_t1',
number_of_rows_verified => l_verified);
dbms_output.put_line('Rows=' || l_rows || ' Verified Rows=' || l_verified);
end;
/
Rows=1 Verified Rows=1
PL/SQL procedure successfully completed.
注意事項
在使用區(qū)塊鏈表之前需要考慮以下問題：
- 目前區(qū)塊鏈表的功能還存在一些問題，某些功能并不完全像官方文檔描述。
- 區(qū)塊鏈表比普通表的性能差一些，因為它需要執(zhí)行更多的操作，例如計算哈希值。
- 區(qū)塊鏈表可以像其他表一樣支持索引和分區(qū)。
- 區(qū)塊鏈表的導入導出還存在一些限制。
- 區(qū)塊鏈表的使用限制。
- Oracle 推薦將每個區(qū)塊鏈的當前哈希算法和相應的序列號存儲在數據庫之外，這樣就可以將存儲的值和表中的數據進行比較，提供額外的安全保護。
- 在 data guard 配置中，Oracle 推薦使用最大保護模式或者最大高可用性模式同步區(qū)塊鏈表。
- DBMS_USER_CERTS 程序包中的 ADD_CERTIFICATE 存儲過程可以用于增加用戶證書，然后使用 DBMS_BLOCKCHAIN_TABLE 程序包中的 SIGN_ROW 存儲過程將其應用到已有的數據行。
以上就是Oracle 一個集中式的區(qū)塊鏈平臺的詳細內容，更多關于Oracle區(qū)塊鏈平臺的資料請關注腳本之家其它相關文章！
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