Естественный ключ (также известный как бизнес-ключ [1] или доменный ключ [2] ) — это тип уникального ключа в базе данных, сформированный из атрибутов, которые существуют и используются во внешнем мире за пределами базы данных (т. е. в бизнес-домене или домене дискурса ). [3] В реляционной модели данных естественный ключ является суперключом и , следовательно, функциональным детерминантом для всех атрибутов в отношении.
Естественный ключ служит двум взаимодополняющим целям:
Ограничение уникальности гарантирует уникальность данных в определенном техническом контексте (например, набор значений в таблице, файле или переменной отношения), отклоняя ввод любых данных, которые в противном случае нарушили бы ограничение. Это означает, что пользователь может положиться на гарантированное соответствие между фактами, идентифицированными ключевыми значениями, записанными в системе, и внешней областью дискурса (единая версия истины по Кимбаллу ).
Естественный ключ отличается от суррогатного ключа , который не имеет смысла за пределами самой базы данных и не основан на реальном наблюдении или не предназначен для утверждения о моделируемой реальности. Поэтому естественный ключ обеспечивает определенную гарантию качества данных , тогда как суррогат — нет. Элементы данных обычно имеют несколько ключей, любое количество которых может быть естественным или суррогатным.
Преимущества использования естественного ключа для уникальной идентификации записей в отношении включают в себя меньшее использование дискового пространства; естественный ключ — это атрибут, связанный с бизнесом или реальным миром, поэтому в большинстве случаев он уже хранится в отношении, что экономит дисковое пространство по сравнению с созданием нового столбца для хранения суррогатного ключа .
Другим преимуществом использования естественных ключей является то, что это упрощает обеспечение качества данных, и их легче соотносить с реальной жизнью при проектировании системы базы данных. Они упрощают качество данных, поскольку использование естественного ключа, который является уникальным в реальном мире, гарантирует, что не может быть нескольких записей с одним и тем же первичным ключом . Сравнение схемы базы данных со сценарием реального мира является огромной частью проектирования схемы базы данных, и когда естественный ключ используется в таблицах базы данных, это упрощает инженеру базы данных проектирование системы базы данных.
Использование естественных ключей в качестве уникальных идентификаторов в таблице имеет один главный недостаток, который заключается в изменении бизнес-правил или изменении правил атрибута в реальном мире. Определение структуры атрибута естественного ключа может измениться в будущем.
Например, если есть таблица, хранящая информацию о гражданах США, номер социального страхования будет выступать в качестве естественного ключа, номер социального страхования, являющийся естественным ключом, может создать проблему в будущем, если правительство США изменит структуру номера социального страхования и увеличит количество цифр в номере социального страхования по какой-то причине. В этом случае администратору базы данных придется изменить схему таблицы и, возможно, также обновить записи в таблице. В других случаях это может помешать улучшению системы в целом из-за слишком больших усилий, требуемых для изменения, например, неспособности программного обеспечения управления знаниями Confluence представлять несколько страниц с одинаковым заголовком. [4]