Merkeziyetsizlik depolamanın yaygınlaşma yolu daha ne kadar uzak?

Depolama, blockchain sektörünün popüler alanlarından biriydi. Filecoin, önceki boğa piyasasının lider projelerinden biri olarak, piyasa değeri bir ara 10 milyar doları aşmıştı. Arweave, kalıcı depolama üzerine odaklanmış ve en yüksek piyasa değeri 3,5 milyar dolara ulaşmıştır. Ancak, soğuk veri depolamanın kullanılabilirliği sorgulanmaya başlandıkça, Merkeziyetsizlik depolamanın gelişim perspektifi de soru işareti haline geldi. Son zamanlarda Walrus'un ortaya çıkışı, uzun süredir sessiz kalan depolama alanına yeni bir ilgi getirdi ve Aptos ile Jump Crypto'nun başlattığı Shelby projesi ise sıcak veri depolama alanında bir atılım yapmayı hedefliyor. Bu makale, Filecoin, Arweave, Walrus ve Shelby projelerinin gelişim yollarını inceleyerek Merkeziyetsizlik depolamanın anlatı değişimini analiz edecek ve gelecekteki gelişim yönlerini tartışacaktır.

Filecoin: Depolama Görünümündeki Madeni Paranın Özelliği

Filecoin, merkeziyetsizlik etrafında gelişen erken dönem kripto para projelerinden biridir. Filecoin, depolama ile merkeziyetsizliği birleştirmeyi ve merkezi veri depolama hizmet sağlayıcılarına karşı güven sorununu çözmeyi hedeflemektedir. Ancak, merkeziyetsizliği sağlamak için yapılan bazı fedakarlıklar, daha sonra projelerin çözmeye çalıştığı acı noktalar haline gelmiştir. Filecoin'in esasen bir madeni para projesi olduğunu anlamak için, temel teknolojisi IPFS'in sıcak veri işleme konusundaki sınırlamalarını bilmek gerekmektedir.

IPFS:Merkeziyetsizlik mimarisi ile iletim darboğazı

IPFS(, 2015 civarında ortaya çıkan yıldızlararası dosya sistemi, içerik adresleme ile geleneksel HTTP protokolünü devirmeyi amaçlamaktadır. Ancak IPFS'in en büyük sorunu erişim hızının son derece yavaş olmasıdır. Geleneksel veri hizmetlerinin milisaniye seviyesinde yanıt verebildiği bir çağda, IPFS bir dosyayı almak için hala on saniyeden fazla sürmektedir, bu da pratik uygulamalarda yaygın olarak kullanılmasını zorlaştırmaktadır. Sadece birkaç blok zincir projesi dışında, IPFS geleneksel endüstrilerde nadiren kullanılmaktadır.

IPFS'in alt düzey P2P protokolü esas olarak "soğuk veriler" için uygundur, yani sık değişmeyen statik içerikler için. Sıcak verilerin işlenmesinde, dinamik web siteleri, çevrimiçi oyunlar veya AI uygulamaları gibi, P2P protokolünün geleneksel CDN'lere göre belirgin bir avantajı yoktur.

IPFS kendisi bir blok zinciri olmamasına rağmen, yönlendirilmiş döngü içermeyen grafik )DAG( tasarımı birçok kamu blok zinciri ve Web3 protokolleriyle yüksek uyum içinde olduğundan, blok zincirinin alt yapı çerçevesi olarak doğal olarak uygun hale gelir. Bu nedenle, pratik bir değer eksikliği olmasına rağmen, IPFS blok zinciri anlatısını barındıran bir alt yapı çerçevesi olarak yeterlidir. Erken dönem sahte projelerin yalnızca çalışabilir bir çerçeveye ihtiyaç duyması, büyük planlarını başlatmak için yeterliydi, ancak Filecoin'in gelişimiyle birlikte, IPFS'nin getirdiği sorunlar da ilerlemesini engellemeye başladı.

) Depolama dış giyiminin altındaki madencilik mantığı

IPFS'in tasarım amacı, kullanıcıların veri depolarken aynı zamanda depolama ağının bir parçası olmalarını sağlamaktı. Ancak ekonomik teşviklerin eksikliğinde, kullanıcıların bu sistemi gönüllü olarak kullanmaları oldukça zor; aktif depolama düğümleri olmaları ise daha da zor. Bu, çoğu kullanıcının yalnızca dosyalarını IPFS'te saklayacağı, kendi depolama alanlarını katkıda bulunmayacağı veya başkalarının dosyalarını depolamayacağı anlamına geliyor. İşte bu bağlamda, Filecoin hayat buldu.

Filecoin'in token ekonomik modeli üç ana rol içerir: kullanıcılar verileri saklamak için ücret öder; depolama madencileri kullanıcı verilerini sakladıkları için token ödülleri alır; veri geri yükleyicileri kullanıcılar ihtiyaç duyduğunda verileri sağlar ve ödül alır.

Bu modelin potansiyel bir kötüye kullanma alanı vardır. Depolama madencileri, depolama alanı sağladıktan sonra ödül almak için gereksiz verilerle doldurabilir. Bu gereksiz veriler geri alınmadığı için, kaybolsalar bile depolama madencilerinin ceza mekanizmasını tetiklemeyecektir. Bu, depolama madencilerinin gereksiz verileri silip bu süreci tekrarlamalarına olanak tanır. Filecoin'in kopyalama kanıtı konsensüsü, kullanıcı verilerinin izinsiz silinmediğini yalnızca garanti edebilir, ancak madencilerin gereksiz verilerle doldurmasını engelleyemez.

Filecoin'un çalışması büyük ölçüde madencilerin token ekonomisine sürekli katkısına dayanmakta olup, nihai kullanıcıların dağıtılmış depolama konusundaki gerçek ihtiyaçlarına dayanmamaktadır. Proje hala sürekli olarak iterasyona tabi tutulsa da, mevcut aşamada Filecoin'in ekosistem yapısı daha çok "madenci mantığı"na uygun olup, "uygulama odaklı" depolama projesi konumlandırmasına göre daha azdır.

Arweave: Uzun vadeli düşünce ile başarı, uzun vadeli düşünce ile başarısızlık

Eğer Filecoin'in hedefi teşvik edilebilir, kanıtlanabilir bir Merkeziyetsizlik "veri bulutu" çerçevesi inşa etmekse, o zaman Arweave depolama yönünde tamamen zıt bir yöne gitmiştir: verilere kalıcı depolama kapasitesi sağlamak. Arweave, dağıtık bir hesaplama platformu inşa etmeye çalışmıyor, tüm sistemi bir ana varsayım etrafında şekilleniyor - önemli veriler bir kerede depolanmalı ve ağda sonsuza dek kalmalıdır. Bu aşırı uzun vadeli yaklaşım, Arweave'i mekanizmadan teşvik modeline, donanım gereksinimlerinden anlatım perspektifine kadar Filecoin'den tamamen farklı kılmaktadır.

Arweave, Bitcoin'i öğrenme nesnesi olarak alarak, yıllarla ölçülen uzun bir döngü içinde sürekli olarak kalıcı depolama ağını optimize etmeye çalışıyor. Arweave pazarlama ile ilgilenmiyor, rakipleri ve piyasanın gelişim trendleri ile de ilgilenmiyor. Sadece ağ mimarisini iterasyon yolunda sürekli ilerliyor, hiç kimse ilgilenmese bile umursamıyor, çünkü bu Arweave geliştirme ekibinin özüdür: uzun vadeli düşünme. Uzun vadeli düşünmenin faydasıyla, Arweave geçen boğa piyasasında büyük ilgi gördü; yine de uzun vadeli düşünme sayesinde, dibe vursa bile Arweave birkaç boğa ve ayı döngüsünü geçebilir. Ancak gelecekte Merkeziyetsizlik depolamanın Arweave için bir yeri var mı? Kalıcı depolamanın varoluş değeri yalnızca zamanla kanıtlanabilir.

Arweave ana ağı 1.5 sürümünden en son 2.9 sürümüne geçerken, piyasa ilgisini kaybetmiş olmasına rağmen, daha geniş bir madenci kitlesinin en düşük maliyetle ağa katılmasını sağlamak ve madencileri verileri en üst düzeyde depolamaya teşvik etmek için sürekli çalıştı ve tüm ağın sağlamlığını artırmaya devam etti. Arweave, piyasa tercihlerine uymadığını çok iyi biliyor, bu nedenle temkinli bir yaklaşım benimsiyor, madenci topluluklarını benimsemiyor, ekosistem tamamen durakladı, ana ağı en düşük maliyetle güncellemeye devam ediyor ve ağ güvenliğini tehlikeye atmadan donanım eşiğini sürekli düşürüyor.

1.5-2.9'un yükseliş yolculuğu incelemesi

Arweave 1.5 sürümü, madencilerin gerçek depolama yerine GPU yığması kullanarak blok oluşturma olasılıklarını optimize etme açığını ortaya çıkardı. Bu eğilimi önlemek için, 1.7 sürümü RandomX algoritmasını tanıttı ve uzmanlaşmış hesaplama gücünün kullanımını sınırlayarak, madenciliğe genel CPU'ların katılmasını talep etti ve böylece hesaplama merkeziyetsizliğini zayıflattı.

2.0 sürümünde Arweave, verileri kanıtlamak için SPoA'yı benimseyerek, verileri Merkle ağaç yapısının sade yoluna dönüştürmüş ve senkronizasyon yükünü azaltmak için format 2 işlemleri tanıtmıştır. Bu yapı, ağ bant genişliği üzerindeki baskıyı hafifletmiş ve düğümlerin işbirliği yeteneğini önemli ölçüde artırmıştır. Ancak, bazı madenciler hala merkezi yüksek hızlı depolama havuzları stratejisi ile gerçek veri tutma sorumluluğundan kaçınabilir.

Bu yanlılığı düzeltmek için, 2.4 SPoRA mekanizmasını tanıttı, küresel indeks ve yavaş hash rastgele erişimi getirdi, madencilerin etkili blok üretimine katılmak için veri bloklarını gerçek bir şekilde bulundurmalarını zorunlu kıldı ve mekanizma açısından hesaplama gücünün birikim etkisini zayıflattı. Sonuç olarak, madenciler depolama erişim hızına odaklanmaya başladı ve SSD ile yüksek hızlı okuma/yazma cihazlarının kullanımını artırdı. 2.6 hash zincirini blok oluşturma temposunu kontrol etmek için tanıttı, yüksek performanslı cihazların marjinal faydasını dengeledi ve küçük ve orta ölçekli madencilere adil bir katılım alanı sağladı.

Sonraki versiyonlar, ağ iş birliği yeteneklerini ve depolama çeşitliliğini daha da güçlendirecek: 2.7, küçük madencilerin rekabet gücünü artıran iş birliği madenciliği ve havuz mekanizmasını ekliyor; 2.8, büyük kapasiteli düşük hızlı cihazların esnek katılımını sağlayan karma paketleme mekanizmasını tanıtıyor; 2.9 ise replica_2_9 formatında yeni bir paketleme süreci getirerek verimliliği büyük ölçüde artırıyor ve hesaplama bağımlılığını azaltıyor, veri odaklı madencilik modelinin döngüsünü tamamlıyor.

Genel olarak, Arweave'in yükseltme yolu, depolamaya odaklı uzun vadeli stratejisini net bir şekilde ortaya koyuyor: sürekli olarak hesap gücü merkezileşme eğilimine karşı koyarken, katılım engellerini sürekli olarak düşürmekte ve protokolün uzun vadeli çalışabilirliğini güvence altına almaktadır.

Walrus: Sıcak verileri kucaklamak bir abartı mı yoksa başka bir anlam mı taşıyor?

Walrus'un tasarım yaklaşımı, Filecoin ve Arweave'den tamamen farklıdır. Filecoin'in çıkış noktası, merkeziyetsizlik ilkesine dayalı, doğrulanabilir bir depolama sistemi oluşturmaktır; bu da soğuk veri depolaması maliyeti getirir. Arweave'in çıkış noktası ise, verilerin kalıcı olarak saklanabileceği bir zincir üzerindeki İskenderiye Kütüphanesi'ni oluşturmaktır; bu da uygulama senaryolarının çok az olmasıyla sonuçlanır. Walrus'un çıkış noktası ise, depolama maliyetlerini optimize eden bir sıcak veri depolama protokolüdür.

Büyülü değiştirilmiş hata düzeltme kodu: maliyet yeniliği mi yoksa eski şarap yeni şişede mi?

Depolama maliyeti tasarımı açısından, Walrus, Filecoin'in Arweave ile depolama maliyetlerinin mantıksız olduğunu düşünüyor. Her iki sistem de tamamen kopyalama mimarisini benimsemekte ve ana avantajları her düğümün tam bir kopyaya sahip olması, güçlü bir hata toleransı ve düğümler arasında bağımsızlık sunmasıdır. Bu tür bir mimari, bazı düğümler çevrimdışı olsa bile ağın veri kullanılabilirliğini sağlamaktadır. Ancak, bu aynı zamanda sistemin dayanıklılığı sürdürmek için çoklu kopya fazlalığına ihtiyaç duyduğu anlamına gelir ve bu da depolama maliyetlerini artırır. Özellikle Arweave'in tasarımında, konsensüs mekanizması kendisi düğüm fazlalık depolamayı teşvik ederek veri güvenliğini artırmaktadır. Buna karşın, Filecoin maliyet kontrolü açısından daha esnek bir yapı sunarken, bunun bedeli olarak bazı düşük maliyetli depolama çözümlerinin daha yüksek veri kaybı riski taşıyabileceği anlamına gelmektedir. Walrus, her iki sistem arasında bir denge aramaktadır; mekanizması, kopyalama maliyetlerini kontrol ederken yapılandırılmış fazlalık yöntemiyle kullanılabilirliği artırmakta ve böylece veri erişilebilirliği ile maliyet verimliliği arasında yeni bir uzlaşma yolu oluşturmaktadır.

Walrus'un geliştirdiği Redstuff, düğüm fazlalığını azaltmanın anahtar teknolojisidir, Reed-Solomon###RS( kodlamasından gelmektedir. RS kodlaması, veri kümesini iki katına çıkarmak için fazladan parça ekleyerek orijinal veriyi yeniden inşa etmeyi sağlayan geleneksel bir hata düzeltme kodu algoritmasıdır. CD-ROM'dan uydu iletişimine ve karekodlara kadar, günlük yaşamda sıkça kullanılmaktadır.

Hata düzeltme kodları, kullanıcıların 1MB büyüklüğünde bir bloğu almasına ve bunu 2MB büyüklüğüne "büyütmesine" izin verir; burada ek 1MB, hata düzeltme kodu olarak adlandırılan özel veridir. Eğer bloktaki herhangi bir bayt kaybolursa, kullanıcı bu baytları kod aracılığıyla kolayca geri kazanabilir. 1MB'a kadar blok kaybolsa bile, tüm blok geri kazanılabilir. Aynı teknoloji, bilgisayarların CD-ROM'daki tüm verileri okumasını sağlar, hatta hasar görmüş olsa bile.

Şu anda en yaygın olanı RS kodlamasıdır. Uygulama şekli, k adet bilgi bloğundan başlayarak ilgili çok terimli ifadeleri oluşturmak ve bunları farklı x koordinatlarında değerlendirerek kodlama bloklarını elde etmektir. RS hata düzeltme kodu kullanarak, rastgele örnekleme ile büyük veri parçalarının kaybolma olasılığı çok düşüktür.

Örnek olarak: Bir dosyayı 6 veri bloğu ve 4 denetim bloğuna ayırmak, toplamda 10 parça eder. İster herhangi 6 parça saklayın, orijinal veriyi tamamen geri kazanabilirsiniz.

Avantajları: Hata toleransı yüksektir, CD/DVD, arızaya dayanıklı disk dizileri ) RAID ( ve Azure Storage, Facebook F4) gibi bulut depolama sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dezavantajlar: Kod çözme hesaplaması karmaşık, maliyetler yüksek; sık değişen veri senaryoları için uygun değildir. Bu nedenle genellikle zincir dışı merkeziyetsizlik ortamlarında veri kurtarma ve programlama için kullanılır.

Merkeziyetsizlik mimarisi altında, Storj ve Sia geleneksel RS kodlamasını dağıtık ağın gerçek ihtiyaçlarına uyacak şekilde ayarladı. Walrus da bu temele dayanarak kendi varyantını - RedStuff kodlama algoritmasını - daha düşük maliyet ve daha esnek bir yedekleme depolama mekanizması sağlamak için önerdi.

Redstuff'un en büyük özelliği nedir? Hata düzeltme kodlama algoritmasını geliştirerek, Walrus hızla ve sağlam bir şekilde yapılandırılmamış veri bloklarını daha küçük parçalar halinde kodlayabilir, bu parçalar bir depolama düğüm ağına dağıtılarak saklanır. Üçte ikiye kadar parça kaybolsa bile, orijinal veri bloğunu hızlı bir şekilde yeniden inşa etmek için kısmi parçalar kullanılabilir. Bu, kopyalama faktörünü yalnızca 4 ila 5 kat tutarak mümkün hale gelir.

Bu nedenle, Walrus'u merkeziyetsizlik senaryosu etrafında yeniden tasarlanmış hafif bir yedekleme ve geri yükleme protokolü olarak tanımlamak mantıklıdır. Geleneksel hata düzeltme kodları (, Reed-Solomon ) gibi, RedStuff artık katı matematiksel tutarlılığı hedeflememekte, bunun yerine veri dağılımı, depolama doğrulaması ve hesaplama maliyetleri için realist bir denge sağlamaktadır. Bu model, merkezi planlama için gereken anlık çözümleme mekanizmasından vazgeçerek, belirli veri kopyalarının belirli bir düğümde bulunup bulunmadığını zincir üzerindeki Proof ile doğrulamakta ve daha dinamik, kenar yapılı bir ağ yapısına uyum sağlamaktadır.

RedStuff'un tasarımının merkezi, verileri ana dilim ve ikincil dilim olarak iki kategoriye ayırmaktır: Ana dilim, orijinal verilerin geri yüklenmesi için kullanılır; bu dilimin üretilmesi ve dağıtımı sıkı bir şekilde kontrol edilir, geri yükleme eşiği f+1'dir ve kullanılabilirlik onayı olarak 2f+1 imza gereklidir; İkincil dilim ise XOR kombinasyonu gibi basit işlemlerle üretilir, esnek hata toleransı sağlamak ve genel sistemin dayanıklılığını artırmak için işlev görür.