PayPal löst Probleme im Bereich betrügerische Handlungen

Die Bereitstellung von Computing im Petabyte-Bereich mit skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren der 2. Generation ermöglicht Entscheidungen in Echtzeit.

Auf einen Blick:

  • PayPal ist das weltweit größte Online-Geltransfer-, Rechnungs- und Zahlungssystem. Zum Unternehmen gehören die Marken PayPal, Venmo, iZettle, Xoom, Braintree und Paydiant.

  • Mit dem Einsatz neuer Intel®-Technologien und der Echtzeit-Datenplattform von Aerospike konnte PayPal die Zahl der entgangenen betrügerischen Transaktionen reduzieren, indem es die Einhaltung der Service-Level-Agreements verbesserte und gleichzeitig eine kleinere Rechenleistung als die vorherige Infrastruktur verwendete, was eine Steigerung der ausgewerteten Datenmenge ermöglichte.

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Kurzübersicht:

PayPal ist das weltweit größte Online-Geltransfer-, Rechnungs- und Zahlungssystem. Zum Unternehmen gehören die Marken PayPal, Venmo, iZettle, Xoom, Braintree und Paydiant. Die PayPal-Plattform nutzt Technologien, um Finanzdienstleistungen und den Handel bequemer, erschwinglicher und sicherer zu machen, und ermöglicht so mehr als 325 Millionen Verbrauchern und Händlern in mehr als 200 Märkten, an der globalen Wirtschaft teilzuhaben und erfolgreich zu sein. Aber wie jeder Bankdienst ist auch PayPal mit Betrugsrisiken konfrontiert. Durch die Einführung neuer Intel®-Technologien und der Echtzeit-Datenplattform von Aerospike konnte PayPal die Anzahl der entgangenen betrügerischen Transaktionen um das 30-fache reduzieren und die Einhaltung der Service Level Agreements (SLA) von 98,5 % auf 99,95 % verbessern, während gleichzeitig eine um das 8-fache geringere Rechenleistung im Vergleich zur vorherigen Infrastruktur verwendet wurde (1.024 Server statt 120), was eine Steigerung der ausgewerteten Datenmenge um das 10-fache ermöglichte.1.

Herausforderung

Die Betrugsrate von PayPal liegt zwischen 0,17 und 0,18 Prozent des Umsatzes.2 Obwohl diese Zahl deutlich unter dem Branchendurchschnitt von 1,86 Prozent liegt,2 bedeutet dies immer noch über 1 Milliarde Dollar pro Jahr an Verlusten für das Unternehmen.

Um neue Betrugsmuster in Echtzeit zu erkennen, musste PayPal mehr Daten schneller verarbeiten und analysieren. PayPal wollte in kürzester Zeit eine hocheffiziente Plattform für die Entscheidungsfindung in Echtzeit aufbauen und gleichzeitig die Reibungsverluste für den Endbenutzer minimieren. Auf der Plattform wurden Big Data mit Echtzeitverarbeitung zusammengeführt, z. B. Kundenregistrierung, Zahlung, Rechnungspräferenzen und Profildaten.

Das Skalieren der zu verarbeitenden Datenmenge war jedoch mit Herausforderungen verbunden, wie einem großen Primärindex, Hunderten von Petabytes an Daten und der Anforderung, die Rate der Online-Transaktionsverarbeitung (OLTP) von 3,5 auf 7 Millionen Transaktionen pro Sekunde zu verdoppeln. PayPal stellte fest, dass die riesigen Datenmengen, die es sammelte, seine bestehende Datenbank belasteten. Die alte Datenbank konnte keine Ergebnisse liefern, ohne dass es zu Leistungseinbußen kam. PayPal brauchte eine kosteneffiziente IT-Strategie, die das horizontale Skalieren der Infrastruktur ermöglicht und gleichzeitig sicherstellt, dass Leistung und Betriebszeit nicht darunter leiden. Im Jahr 2015 entschied man sich für Aerospike und sein NoSQL-Datenbanksystem.

Lösung

Die PayPal-Infrastruktur unterstützte über 4.000 Datenbankinstanzen, 100 Petabytes an Daten und ein jährliches Wachstum des Datenspeichers von 32 Prozent. Da das Datenvolumen der Plattform zur Entscheidungsfindung bei Betrug jedoch jedes Jahr zunahm, wuchs auch die Größe des Primärindexes. Wenn die Speicherkapazität eines Knotens erschöpft war, konnte er keine neuen Daten mehr speichern, auch wenn noch Speicherkapazität vorhanden war. Das Skalieren auf zusätzliche Knoten war mit erheblichen Kosten verbunden, einschließlich der Vorabkosten für die Hardware, des Personals für die Verwaltung der Knoten und des erhöhten Stromverbrauchs. Um die Anzahl der Datenbankknoten gering zu halten, suchte PayPal ständig nach Möglichkeiten, die Dichte pro Knoten zu erhöhen.

Die Aerospike-Datenbank wurde mit einer patentierten Hybrid Memory Architecture™ (HMA) entwickelt, die einen grundlegend anderen Ansatz als herkömmliche Datenbanken bietet. Um eine vorhersehbare Leistung bis in den Petabyte-Bereich zu liefern, wurde Aerospike explizit dafür entwickelt, die Hardware-Fortschritte von Flash-Speichern (SSD) und persistenten Speichern zu nutzen, anstatt sich auf DRAM zu verlassen. Durch die Verwendung von Aerospike konnte PayPal mit höherer Speicherdichte und schnellen SSDs skalieren und gleichzeitig nur den Primärindex im Speicher für einen schnellen Datenzugriff speichern.

Im Jahr 2019 begann PayPal mit der Prüfung von Speicher- und Ablageoptionen der nächsten Generation, um die Gesamtspeicherdichte zu erhöhen und die DRAM-Kosten zu senken, wobei Aerospike verwendet wurde. Als der Intel® Optane™ Speicher (Intel® Optane™ PMem) auf den Markt kam, hatte Aerospike seine Software bereits optimiert, um die Vorteile der neuen PMem-Module zu nutzen. Intel Optane PMem bietet eine einzigartige Kombination aus erschwinglicher großer Kapazität und Unveränderlichkeit. Die skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren der 2. Generation sind darauf ausgelegt, die Vorteile von Intel Optane PMem in Servern zu nutzen.

Aerospike's HMA bietet nun die Möglichkeit, den Primärindex in Intel Optane PMem statt in DRAM zu speichern. Da Intel Optane PMem in 128-, 256- oder 512-GB-Modulen zu niedrigeren Kosten pro GB als DRAM erhältlich ist, konnte PayPal die Speicherkapazität jedes Knotens deutlich erhöhen. Mit mehr Platz für den Primärindex konnten sie nun kleinere Cluster mit dichteren Knoten bilden. Dadurch konnte die Notwendigkeit des Skalierens deutlich reduziert werden, ohne dass die von PayPal erwartete hohe Leistung beeinträchtigt wurde.

Die Persistenz ist ein zusätzlicher Vorteil, den PayPal durch die Speicherung des Primärindex in Intel Optane PMem erhält. Mit Indizes im DRAM mussten bei einem Systemneustart Daten aus dem Speicher gescannt werden, um den Index neu aufzubauen. Mit Indizes, die über Neustarts hinweg erhalten bleiben, kann nun das gesamte System in einem Bruchteil der Zeit wiederhergestellt und online geschaltet werden. Schnellere Server-Neustarts unterstützen die Anforderungen von PayPal an eine hohe Betriebszeit und bessere Zuverlässigkeit.

Kürzlich hat eine mehrjährige Zusammenarbeit zwischen Intel und Aerospike zu weiteren Optimierungen geführt, die die Option beinhalten, Daten (nicht nur Indizes) auch in Intel Optane PMem zu speichern.

Ergebnis

PayPal verfügt nun über insgesamt 2.000 Aerospike-Server, darunter 200 High-Density-Server mit skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren der 2. Generation und Intel Optane PMem. PayPal rechnet mit weiterem Wachstum und konnte durch das Skalieren seiner Infrastruktur mit diesen neuen Technologien die Gesamtbetriebskosten (TCO) durch die Verringerung des DRAM-Bedarfs senken und gleichzeitig extrem schnelle Anwendungsreaktionen und niedrige Latenzzeiten beibehalten. Zu den weiteren Vorteilen gehören:

  • Vierfache Steigerung des Speichers pro Knoten (von 3,2 auf 12 TB)1.
  • 2-fache Reduzierung der Server3.
  • 30 Prozent weniger Kosten pro Cluster1.
  • 12-fache Reduzierung der Neuindizierungszeit3.

Basierend auf der von PayPal ursprünglich prognostizierten Betrugsdatenmenge von 50 TB im Jahr 2015 mit seinem alten In-Memory-System konnte PayPal mit Aerospike HMA, Intel® Prozessoren und Intel Optane PMem Folgendes erreichen:

  • 30-fache Verringerung der Anzahl der entgangenen Betrugstransaktionen durch Verbesserung der SLA-Einhaltung von 98,5 % auf 99,95 %1.
  • 8-fache Reduzierung des Serverbedarfs: von 1.024 Servern auf 1201.
  • Kostenreduzierung um das Dreifache: Prognostizierte Einsparungen bei den Hardwarekosten in Höhe von 9 Mio. USD von 12,5 Mio. USD auf 3,5 Mio. USD3.
  • Fünffache Durchsatzsteigerung: von 200.000 auf 1 Mio. Transaktionen pro Sekunde1.

Da PayPal ein jährliches Datenwachstum von 32 Prozent erwartet, ermöglichen Aerospike und Intel Optane PMem eine kosteneffektive Skalierung der PayPal-Betrugslösung. PayPal kann die SLAs für die Betrugsberechnung weiterhin zu 99,95 Prozent erfüllen. PayPal kommt außerdem in den Genuss von kürzeren Neustartzeiten der Knoten, verbesserter Abfrageleistung und Datenkonsistenz sowie einer gleichbleibend hohen Verfügbarkeit rund um die Uhr (99,99 Prozent Betriebszeit).

Betrugsprävention ist ein wichtiger Investitionsbereich für PayPal. Das Unternehmen verwendet seit mehr als einem Jahrzehnt erfolgreich Echtzeit-Entscheidungen mit robusten Betrugspräventionsmodellen. Die Betrüger ändern jedoch ständig ihr Verhaltensmuster und finden neue Wege, um das System auszunutzen. Daher muss PayPal ständig nach Möglichkeiten suchen, die Genauigkeit der Betrugserkennung zu verbessern und die Zeit für die Erkennung von Betrug zu verkürzen. PayPal arbeitet weiterhin mit Aerospike und Intel zusammen, um Ansätze zur Erkennung und Unterbindung von Betrug mit höherer Entscheidungssicherheit zu entwickeln.

Über Aerospike

Die Echtzeit-Datenplattform von Aerospike ermöglicht es Unternehmen, sofort auf Milliarden von Transaktionen zu reagieren und gleichzeitig den Server-Footprint um bis zu 80 Prozent zu reduzieren. Die Multi-Cloud-Plattform von Aerospike ermöglicht Echtzeitanwendungen mit einer vorhersagbaren Leistung im Sub-Millisekundenbereich für Terabytes bis Petabytes an Daten mit einer Betriebszeit von fünf Neunern und global verteilten, stark konsistenten Daten. Anwendungen, die auf der Aerospike-Echtzeitdatenplattform basieren, verhindern Betrug, liefern Empfehlungen, die die Größe von Einkaufswagen drastisch erhöhen, ermöglichen globale digitale Zahlungen und bieten Dutzenden von Millionen von Kunden hyper-personalisierte Benutzererfahrungen. Kunden wie Airtel, Experian, Nielsen, PayPal, Snap, Verizon Media und Wayfair setzen auf Aerospike als Datengrundlage für die Zukunft. Das Unternehmen hat seinen Hauptsitz in Mountain View, Kalifornien, und unterhält außerdem Niederlassungen in London, Bangalore und Tel Aviv.

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Produkt- und Leistungsinformationen

1Die Tests wurden von Aerospike und PayPal im April 2020 bei PayPal durchgeführt. 4-fache Erhöhung des Speichers: Die Basiskonfiguration hat 6,4 TB/Knoten, während die neue Konfiguration mit persistentem Intel Optane Speicher 25,6 TB/Knoten hat (6,4 X 4 = 25,6). 2x weniger Server: Der Basis-Cluster hatte 20 Knoten, die 2 Kopien jedes Datensatzes enthielten, während der neue Cluster mit persistentem Intel Optane-Speicher nur 10 Knoten hat, die 3 Kopien jedes Datensatzes enthalten, was ein höheres Maß an Fehlertoleranz ermöglicht. 30 % weniger Kosten/Cluster: Der Basis-Cluster mit 20 Knoten kostet 1,3 Millionen Dollar, wobei jeder Knoten etwa 65.000 Dollar kostet. Der neue Cluster mit 10 Knoten kostet 0,9 Millionen Dollar, wobei jeder Knoten etwa 90.000 Dollar kostet (0,9 Millionen Dollar / 1,3 Millionen Dollar = 0,70, also 30 % weniger Kosten pro Cluster). 12-fache Reduzierung der Neuindizierungszeit: Von 59 Minuten für die Neuindizierung in der ursprünglichen Konfiguration auf nur 4 Minuten in der neuen Konfiguration mit persistentem Intel Optane Speicher
2exisNexis® Risk Solutions 2019 True Cost of Fraud Study. https://risk.lexisnexis.com/insights-resources/research/2019-true-cost-of-fraud-study-e-commerce-retail-edition.
3Die Tests wurden von Aerospike und PayPal bei PayPal im April 2020 durchgeführt. 4-fache Erhöhung des Speichers: Die Basiskonfiguration hat 6,4 TB/Knoten, während die neue Konfiguration mit persistentem Intel Optane Speicher 25,6 TB/Knoten hat (6,4 X 4 = 25,6). 2x weniger Server: Der Basis-Cluster hatte 20 Knoten, die 2 Kopien jedes Datensatzes enthielten, während der neue Cluster mit persistentem Intel Optane-Speicher nur 10 Knoten hat, die 3 Kopien jedes Datensatzes enthalten, was ein höheres Maß an Fehlertoleranz ermöglicht. 30 % weniger Kosten/Cluster: Der Basis-Cluster mit 20 Knoten kostet 1,3 Millionen Dollar, wobei jeder Knoten etwa 65.000 Dollar kostet. Der neue Cluster mit 10 Knoten kostet 0,9 Millionen Dollar, wobei jeder Knoten etwa 90.000 Dollar kostet (0,9 Millionen Dollar / 1,3 Millionen Dollar = 0,70, also 30 % weniger Kosten pro Cluster). 12-fache Reduzierung der Neuindizierungszeit: Von 59 Minuten für die Neuindizierung in der ursprünglichen Konfiguration auf nur 4 Minuten in der neuen Konfiguration mit persistentem Intel Optane Speicher