Merkeziyetsizlik depolamanın evrimi: kavramdan uygulamaya

Depolama, blok zinciri endüstrisinin en popüler alanlarından biriydi. Filecoin, önceki boğa piyasasının önde gelen projelerinden biri olarak, piyasa değeri bir ara 10 milyar doları aşmıştı. Arweave, kalıcı depolamayı satış noktası olarak kullanarak en yüksek piyasa değerini 3.5 milyar dolara ulaştırdı. Ancak, soğuk veri depolamanın sınırlılıkları ortaya çıktıkça, kalıcı depolamanın gerekliliği sorgulanmaya başlandı ve merkeziyetsiz depolamanın geleceği de soru işareti haline geldi.

Walrus'un ortaya çıkışı, uzun zamandır sessiz kalan depolama alanına yeni bir canlılık getirdi. Bugün Aptos ve Jump Crypto, sıcak veri alanında merkeziyetsiz depolamanın ilerlemesini sağlamak amacıyla Shelby'i tanıttı. Merkeziyetsiz depolama, yeniden sahneye çıkabilir mi ve geniş uygulama senaryoları sunabilir mi? Yoksa bir başka kavram spekülasyonu mu? Bu makale, Filecoin, Arweave, Walrus ve Shelby gibi dört projenin gelişim yollarını ele alarak merkeziyetsiz depolamanın evrim sürecini analiz edecek ve gelecekteki gelişim perspektiflerini tartışacaktır.

Filecoin: Depolama adı, madencilik gerçeği

Filecoin, merkeziyetsizlik etrafında gelişen en erken kripto para projelerinden biridir. Bu, erken dönem kripto projelerinin ortak bir özelliğidir - geleneksel alanlarda merkeziyetsizliğin anlamını keşfetmek. Filecoin, depolamayı merkeziyetsizlik ile birleştirerek merkezi veri depolamanın güven risklerini gündeme getirmiştir ve merkezi depolamayı merkeziyetsiz depolama yönüne çevirmeye çalışmaktadır. Ancak, merkeziyetsizlik sağlamak için yapılan bazı uzlaşmalar, daha sonra Arweave veya Walrus gibi projelerin çözmeye çalıştığı acı noktaları oluşturmuştur. Filecoin'in esasen bir madeni para projesi olduğunu anlamak için, IPFS'in sıcak verileri işleme konusundaki nesnel kısıtlamalarını anlamak gerekir.

IPFS:Merkeziyetsizlik mimarisinin iletim darboğazı

IPFS(, 2015 civarında ortaya çıkan yıldızlararası dosya sistemi, içerik adresleme yöntemiyle geleneksel HTTP protokolünü yerine geçirmeyi hedefliyor. IPFS'in en büyük sorunu erişim hızının son derece yavaş olmasıdır. Geleneksel veri hizmetlerinin milisaniye düzeyinde yanıt verebildiği bir çağda, IPFS'in bir dosyayı alması hala on birkaç saniye sürmektedir. Bu da onun pratik uygulamalarda yaygınlaşmasını zorlaştırmakta ve neden yalnızca birkaç blok zinciri projesi dışında geleneksel endüstriler tarafından nadiren kullanıldığını açıklamaktadır.

IPFS'in altındaki P2P protokolü esas olarak "soğuk veriler" için uygundur, yani sık değişmeyen statik içerikler, örneğin video, resim ve belgeler. Ancak, dinamik web sayfaları, çevrimiçi oyunlar veya AI uygulamaları gibi sıcak verilerin işlenmesinde, P2P protokolünün geleneksel CDN'lere göre belirgin bir avantajı yoktur.

IPFS kendisi bir blok zinciri olmamasına rağmen, kullandığı yönlendirilmiş döngüsel grafik )DAG( tasarımı birçok kamu zinciri ve Web3 protokolü ile yüksek uyum içerisinde olup, bu nedenle blok zincirinin temel inşa çerçevesi olarak doğal olarak uygun hale gelmektedir. Bu yüzden pratik değer eksikliğine rağmen, blok zinciri anlatısını taşımak için temel bir çerçeve olarak yeterlidir; erken dönem kripto projeleri yalnızca çalışabilir bir çerçeveye ihtiyaç duyarak büyük bir vizyonu başlatabilir. Ancak Filecoin belirli bir aşamaya ulaştığında, IPFS'nin getirdiği sınırlamalar onun daha fazla gelişimini engellemeye başlamıştır.

) Depolama dışındaki madeni para mantığı

IPFS'nin tasarım amacı, kullanıcıların veri depolarken aynı zamanda depolama ağının bir parçası olmalarını sağlamaktır. Ancak, ekonomik teşviklerin eksikliğinde, kullanıcıların bu sistemi gönüllü olarak kullanmaları zorlaşmaktadır; aktif depolama düğümleri olmaları bir yana. Bu, çoğu kullanıcının yalnızca dosyaları IPFS üzerinde depolayacağı, ancak kendi depolama alanlarını katkıda bulunmayacağı ve başkalarının dosyalarını depolamayacağı anlamına gelmektedir. İşte bu bağlamda, Filecoin ortaya çıkmıştır.

Filecoin'in token ekonomik modelinde üç ana rol bulunmaktadır: Kullanıcılar veri depolamak için ücret ödemekten sorumludur; Depolama madencileri kullanıcı verilerini depoladıkları için token ödülleri alırlar; Veri madencileri ise kullanıcı ihtiyaç duyduğunda veriyi sağlar ve ödül alırlar.

Bu modelde potansiyel bir kötü niyetli alan bulunmaktadır. Depolama madencileri, depolama alanı sağladıktan sonra ödül almak için çöp verilerle doldurma yapabilirler. Bu çöp veriler geri alınmadığı için, kaybolsalar bile depolama madencilerinin ceza mekanizmasını tetiklemez. Bu durum, depolama madencilerinin çöp verileri silip bu süreci tekrar etmelerine olanak tanır. Filecoin'in kopyalama kanıtı konsensüsü, kullanıcı verilerinin izinsiz silinmediğini garanti edebilir, ancak madencilerin çöp verilerle doldurmasını engelleyemez.

Filecoin'un çalışması büyük ölçüde madencilerin token ekonomisine sürdürülebilir katkılarına dayanıyor, son kullanıcıların dağıtık depolama için gerçek ihtiyaçlarına değil. Proje sürekli olarak gelişse de, mevcut aşamada Filecoin'in ekosistem inşası daha çok "madenci mantığı"na uygun bir depolama proje konumlandırmasıdır, "uygulama odaklı" değil.

Arweave: Uzun Vadeliçilik Başarısı ve Başarısızlığı

Filecoin'in teşvik edilebilir, kanıtlanabilir Merkeziyetsizlik "veri bulutu" kabuğu inşa etmeye çalışmasına kıyasla, Arweave depolamanın başka bir yönünde aşırıya kaçmaktadır: verilere kalıcı depolama yeteneği sağlamaktadır. Arweave, dağıtık bir hesaplama platformu inşa etmeye çalışmamaktadır; tüm sistemi bir ana varsayım etrafında şekillenmektedir - önemli veriler bir kerede depolanmalı ve ağda sonsuza dek kalmalıdır. Bu aşırı uzun vadeli yaklaşım, Arweave'i mekanizmadan teşvik modeline, donanım gereksinimlerinden anlatı perspektifine kadar Filecoin'den oldukça farklı hale getirmektedir.

Arweave, Bitcoin'i öğrenme nesnesi olarak alarak, yıllar süren uzun bir döngüde sürekli olarak kendi kalıcı depolama ağını optimize etmeye çalışıyor. Arweave, pazarlama ile ilgilenmiyor ve rakipleri ile piyasanın gelişim trendlerine kayıtsız kalıyor. Sadece ağ mimarisini iterasyon yaparak ilerlemeye devam ediyor, kimse ilgilenmese bile umursamıyor, çünkü bu Arweave geliştirme ekibinin doğası: uzun vadeli düşünme. Uzun vadeli düşünmenin yararıyla, Arweave geçen boğa piyasasında büyük bir ilgi gördü; uzun vadeli düşünme nedeniyle, dip noktaya düşse bile, Arweave birkaç boğa ve ay döngüsünü geçebilir. Ancak gelecekteki Merkeziyetsizlik depolamada Arweave'in bir yeri olacak mı? Kalıcı depolamanın varoluş değeri sadece zamanla kanıtlanabilir.

Arweave ana ağı 1.5 versiyonundan en son 2.9 versiyonuna kadar, piyasa ilgisini kaybetmesine rağmen, daha geniş bir madenci yelpazesinin en düşük maliyetle ağa katılmasını sağlamak ve madencileri veri depolamaya teşvik etmek için çaba göstermeye devam etti ve tüm ağın dayanıklılığını sürekli olarak artırdı. Arweave, piyasa tercihleriyle uyumlu olmadığını iyi biliyor, bu nedenle temkinli bir yol izliyor, madenci topluluklarını kucaklamıyor, ekosistem tamamen duraklama aşamasında, ana ağı en düşük maliyetle güncelleyerek, ağ güvenliğini tehlikeye atmadan sürekli olarak donanım eşiklerini düşürüyor.

1.5-2.9'un yükseliş yolculuğu incelemesi

Arweave 1.5 sürümü, madencilerin gerçek depolama yerine GPU yığınlarını kullanarak blok üretme olasılıklarını optimize etme açığını ortaya çıkardı. Bu eğilimi sınırlamak için, 1.7 sürümünde RandomX algoritması tanıtıldı, özel hesaplama gücü kullanımını kısıtlayarak madenciliğe genel CPU'ların katılmasını talep etti ve böylece hesaplama merkezileşmesini zayıflattı.

2.0 sürümünde, Arweave SPoA'yı benimseyerek veri kanıtlarını Merkle ağaç yapısındaki basit yollara dönüştürdü ve senkronizasyon yükünü azaltmak için format 2 işlemlerini tanıttı. Bu yapı, ağ bant genişliği baskısını hafifletti ve düğümlerin işbirliği yeteneğini önemli ölçüde artırdı. Ancak, bazı madenciler hala merkezi hızlı depolama havuzları stratejisi ile gerçek veri sahipliği sorumluluğundan kaçınabilir.

Bu yanlılığı düzeltmek için, 2.4 SPoRA mekanizmasını tanıttı, küresel indeks ve yavaş hash rastgele erişimi getirdi, böylece madencilerin etkili blok oluşturmak için veri bloklarını gerçekten bulundurmaları gerekiyor, mekanizma açısından hesaplama gücü yığılma etkisini zayıflatıyor. 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 katılım alanı sağladı.

Sonraki sürüm, ağ işbirliği yeteneklerini ve depolama çeşitliliğini daha da güçlendiriyor: 2.7, işbirlikçi madencilik ve havuz mekanizmasını ekleyerek küçük madencilerin rekabet gücünü artırıyor; 2.8, büyük kapasiteli düşük hızlı cihazların esnek katılımına izin veren 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 kapalı döngüsünü tamamlıyor.

Genel olarak, Arweave'in yükseltme yolu, depolama odaklı uzun vadeli stratejisini açıkça ortaya koyuyor: sürekli olarak hesap gücü merkezileşme eğilimlerine karşı koyarken, katılım eşiğini sürekli olarak düşürmekte ve protokolün uzun vadeli çalışmasını sağlama olasılığını garanti etmektedir.

Walrus: Sıcak Veri Depolama için Yeni Bir Deneme

Walrus'un tasarım yaklaşımı Filecoin ve Arweave'den tamamen farklıdır. Filecoin'in başlangıç noktası merkeziyetsizlik ve doğrulanabilir bir depolama sistemi oluşturmakken, bunun bedeli soğuk veri depolamasıdır; Arweave'in başlangıç noktası ise verilerin kalıcı olarak depolanabileceği bir zincir üzerindeki İskenderiye Kütüphanesi oluşturmaktır, bunun bedeli ise uygulama senaryolarının azlığıdır; Walrus'un başlangıç noktası ise depolama maliyetlerini optimize eden sıcak veri depolama protokolüdür.

RedStuff: Yenilikçi ve Sınırlı Hata Düzeltme Kodu

Depolama maliyeti tasarımı açısından, Walrus, Filecoin ile Arweave'in depolama giderlerinin makul olmadığını düşünüyor. Her iki sistem de tamamen kopyalama mimarisi kullanıyor ve ana avantajları, her düğümün tam bir kopyaya sahip olması, güçlü bir hata toleransı ve düğümler arasında bağımsızlık sağlamasıdır. Bu tür bir mimari, bazı düğümler çevrimdışı olsa bile, ağın verilerin kullanılabilirliğini korumasını sağlamaktadır. Ancak, bu aynı zamanda sistemin sağlamlığını sürdürmek için çoklu kopya yedekliliği gerektirdiği ve dolayısıyla depolama maliyetlerini artırdığı anlamına gelmektedir. Özellikle Arweave'in tasarımında, konsensüs mekanizması kendisi düğüm yedekliliği depolamayı teşvik eder ve veri güvenliğini artırır. Buna karşılık, Filecoin maliyet kontrolünde daha esnek olsa da, bunun bedeli olarak bazı düşük maliyetli depolamaların daha yüksek veri kaybı riski taşıyabileceğidir. Walrus, her ikisi arasında bir denge bulmaya çalışıyor; mekanizması kopyalama maliyetlerini kontrol ederken, yapılandırılmış yedeklilik yoluyla kullanılabilirliği artırmayı hedefliyor. Böylece, veri erişilebilirliği ile maliyet verimliliği arasında yeni bir uzlaşma yolu oluşturuyor.

Walrus'un geliştirdiği RedStuff, düğüm fazlalığını azaltmanın anahtarıdır, Reed-Solomon###RS( kodlamasından kaynaklanmaktadır. RS kodlaması, veri kümesini iki katına çıkarmak için fazladan parçalar eklemeye izin veren geleneksel bir hata düzeltme kodu algoritmasıdır ve orijinal verilerin yeniden inşası için kullanılabilir. CD-ROM'dan uydu iletişimine ve QR kodlarına kadar, günlük yaşamda sıkça kullanılmaktadır.

Hata düzeltme kodları, kullanıcının 1MB büyüklüğünde bir bloğu almasına ve bunu 2MB büyüklüğüne "büyütmesine" olanak tanır; burada ek 1MB, hata düzeltme kodu olarak adlandırılan özel veridir. Bloğun içindeki herhangi bir bayt kaybolursa, kullanıcı bu baytları kod aracılığıyla kolayca geri alabilir. 1MB'a kadar bloğun kaybolması durumunda bile, tüm bloğu geri alabilirsiniz. Aynı teknik, bilgisayarların CD-ROM'daki tüm verileri okumalarını sağlar, hatta bu veriler hasar görmüş olsa bile.

Şu anda en yaygın olanı RS kodlamasıdır. Uygulama şekli, k bilgi bloğundan başlayarak ilgili çok terimli bir polinom inşa etmek ve farklı x koordinatlarında bunları değerlendirmektir, böylece kodlama blokları elde edilir. RS silme kodu kullanarak, rastgele örnekleme ile büyük veri parçalarının kaybedilme olasılığı oldukça düşüktür.

RedStuff'un en büyük özelliği nedir? Düzensiz veri bloklarını daha küçük parçalar halinde hızlı ve sağlam bir şekilde kodlayabilen Walrus, geliştirilmiş hata düzeltme kodlama algoritması sayesinde, bu parçalar bir depolama düğümü ağına dağıtılarak saklanır. Üçte ikiye kadar parça kaybolsa bile, orijinal veri bloğunu hızlı bir şekilde yeniden yapılandırmak için kısmi parçalar kullanılabilir. Bu, kopyalama faktörünü yalnızca 4 ila 5 kat tutarak mümkün hale gelir.

Bu nedenle, Walrus'u merkeziyetsizlik sahnesi etrafında yeniden tasarlanmış hafif bir yedekleme ve kurtarma protokolü olarak tanımlamak mantıklıdır. Geleneksel erasure kodları ), örneğin Reed-Solomon ('e kıyasla, RedStuff artık katı matematiksel tutarlılığı hedeflemiyor, bunun yerine veri dağılımı, depolama doğrulaması ve hesaplama maliyetleri üzerinde gerçekçi bir denge sağlamıştır. Bu model, merkezi bir planlamanın gerektirdiği anlık çözme mekanizmasını terk ederek, belirli veri kopyalarının belirli düğüplerde bulunup bulunmadığını doğrulamak için zincir üzerindeki Proof'ları kullanarak daha dinamik, kenarlaştırılmış bir ağ yapısına uyum sağlamaktadır.

RedStuff'un tasarım çekirdeği, verileri ana dilim ve yan dilim olarak iki kategoriye ayırmaktır: Ana dilim, orijinal verilerin geri kazanımı için kullanılır, üretimi ve dağıtımı sıkı bir şekilde kısıtlanmıştır, geri kazanım eşiği f+1'dir ve kullanılabilirlik desteği olarak 2f+1 imza gereklidir; Yan dilim ise XOR kombinasyonu gibi basit işlemlerle üretilir, esnek hata toleransı sağlamak ve genel sistemin dayanıklılığını artırmak amacı taşır. Bu yapı, esasen veri tutarlılığı gereksinimlerini azaltarak, farklı düğümlerin kısa süreli farklı versiyon verilerini depolamasına izin verir ve "nihai tutarlılık" uygulama yolunu vurgular. Arweave gibi sistemlerdeki geri izleme blokları için gevşek gereksinimlerle benzerlik gösterse de, ağ yükünü azaltma konusunda belirli bir etki sağlasa da, aynı zamanda veri anlık kullanılabilirliği ve bütünlük garantisini zayıflatmaktadır.

Göz ardı edilemez ki, RedStuff