Dr. Michael Fruth; Foto: privat

Die Arbeit befasst sich mit der Frage, wie die Software von verteilten, hauptspeicherbasierten Datenbanksystemen im laufenden Betrieb aktualisiert werden kann. Solche Systeme halten Daten überwiegend im Arbeitsspeicher, damit Anwendungen besonders schnell darauf zugreifen können. Sie werden unter anderem für Caches, Sitzungsdaten oder andere zeitkritische Anwendungen eingesetzt. In der Praxis laufen sie häufig verteilt auf mehreren Rechnern, sogenannten Knoten, um Last zu verteilen und die Ausfallsicherheit zu erhöhen. Bisher werden solche Systeme meist über sogenannte „rollende Updates“ aktualisiert: Einzelne Knoten werden nacheinander aus dem Verbund genommen, aktualisiert und anschließend wieder gestartet. Das hält den Dienst grundsätzlich verfügbar, ist aber bei hauptspeicherbasierten Datenbanken aufwendig. Beim Neustart müssen Daten gesichert, wiederhergestellt und mit anderen Knoten synchronisiert werden. „Je größer der Datenbestand im Speicher ist, desto länger kann dieser Vorgang dauern. Gerade bei sicherheitskritischen Updates ist diese Verzögerung problematisch“, erklärt Dr. Michael Fruth.

Die Forschungsarbeit verfolgt daher einen anderen Ansatz: Software-Aktualisierungen werden direkt in die laufende Anwendung eingebracht, ohne die Datenbankknoten neu zu starten. Dieses Verfahren wird als „Live Patching“ bezeichnet. Es eignet sich insbesondere für kleinere Softwareänderungen, etwa zur Behebung von Fehlern oder zum Schließen von Sicherheitslücken. Die Änderung wird wirksam, während das Datenbanksystem weiterläuft.

„Ich halte Live Patching für Datenbanksysteme für ein sehr wichtiges Forschungsthema, weil es direkt die Zuverlässigkeit und Sicherheit moderner digitaler Dienste betrifft und somit große Praxisrelevanz hat. Der Preis freut mich besonders, weil er die Sorgfalt und Mühe würdigt, die hinter nachvollziehbarer Forschung stehen, und zugleich die Bedeutung guter wissenschaftlicher Praxis sichtbar macht“, so Fruth.

Im Mittelpunkt des ACM SIGMOD Best Artifact Award steht die Reproduzierbarkeit der computergestützten Experimente. Sämtliche Messdaten, Experimente und sämtlicher Programmcode wurden so aufbereitet, dass andere Forschungsgruppen die Ergebnisse überprüfen und reproduzieren können. Für die SIGMOD 2025 wurden rund 250 wissenschaftliche Beiträge angenommen. Zu 107 Beiträgen wurden die zugehörigen Artefakte im Rahmen der SIGMOD Availability & Reproducibility Initiative zur Überprüfung eingereicht. Das Artefakt zur Passauer Forschungsarbeit wurde unabhängig begutachtet, erfolgreich reproduziert und als einziges mit dem ACM SIGMOD Best Artifact Award ausgezeichnet, der höchsten Auszeichnung der Initiative.

• Zum Lehrstuhl für Informatik mit Schwerpunkt Skalierbare Datenbanksysteme (Prof. Dr. Stefanie Scherzinger): https://www.fim.uni-passau.de/datenbanksysteme
• Zur SIGMOD: https://sigmod.org/

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