Merkeziyetsizlik Depolamanın Evrim Yolu: FIL'den Shelby'ye

Depolama, blok zinciri sektörünün popüler alanlarından biri olmuştur. Filecoin, önceki boğa piyasasının lider projelerinden biri olarak, piyasa değeri bir dönem 10 milyar doları aşmıştır. Arweave, kalıcı depolama fikri sayesinde en yüksek piyasa değerini 3.5 milyar dolara ulaştırmıştır. Ancak, soğuk veri depolamanın pratikliği sorgulanmaya başlandıkça, kalıcı depolamanın gerekliliği de tartışma konusu olmuştur ve merkeziyetsiz depolamanın geleceği bir dönem belirsiz hale gelmiştir.

Son zamanlarda, Walrus'un ortaya çıkması uzun zamandır sessiz kalan depolama sektörüne yeni bir canlılık getirdi. Aptos'un Jump Crypto ile birlikte başlattığı Shelby projesi ise, merkeziyetsizlik depolamanın sıcak veri alanında yeni bir seviyeye taşımayı hedefliyor. Peki, merkeziyetsizlik depolama yeniden yükselişe geçebilir mi, geniş uygulama alanlarına destek sağlayabilir mi? Yoksa bu sadece başka bir konsept spekülasyonu mu? Bu makale, Filecoin, Arweave, Walrus ve Shelby gibi dört projenin gelişim yollarını ele alarak merkeziyetsizlik depolamanın evrim sürecini analiz edecek ve merkeziyetsizlik depolamanın yaygınlaşma olasılığını tartışacaktır.

FIL:Yüzey Depolama, Aslında Madencilik

Filecoin, merkeziyetsiz projelerden biri olarak en erken ortaya çıkanlardan biridir ve gelişim yönü merkeziyetsizlik etrafında şekillenmiştir. Bu, erken dönem blockchain projelerinin genel bir özelliğidir. Filecoin, depolama ile merkeziyetsizliği birleştirerek, merkezi veri depolama sağlayıcılarının güven sorununu çözmeye çalışmaktadır. Ancak, merkeziyetsizlik sağlamak için feda edilen bazı unsurlar, daha sonra Arweave veya Walrus gibi projelerin çözmeye çalıştığı acı noktalar haline gelmiştir.

IPFS: Merkeziyetsizlik mimarisinin sınırlamaları

IPFS( yıldızlararası dosya sistemi ) 2015 yılında ortaya çıkmış olup, içerik adreslemesi aracılığıyla geleneksel HTTP protokolünü devirmeyi amaçlamaktadır. Ancak, IPFS'in en büyük dezavantajı erişim hızının son derece yavaş olmasıdır. Geleneksel veri hizmetlerinin milisaniye düzeyinde yanıt verebildiği bir dönemde, IPFS'in bir dosyayı alması hala on saniyeden fazla sürmektedir, bu da onun pratik uygulamalarda yaygınlaşmasını zorlaştırmaktadır.

IPFS'in altındaki P2P protokolü esasen "soğuk veri" için uygundur, yani sık sık değişmeyen statik içerikler için. Ancak sıcak verilerin işlenmesi söz konusu olduğunda, dinamik web sayfaları, çevrimiçi oyunlar veya AI uygulamaları gibi, P2P protokolü geleneksel CDN'lere göre belirgin bir avantaj sağlamaz.

IPFS kendisi bir blok zinciri olmamasına rağmen, kullandığı yönlendirilmiş döngüsel grafik (DAG) tasarım prensibi, birçok kamu zinciri ve Web3 protokolü ile yüksek düzeyde uyumlu olup, onu blok zincirinin temel yapı çerçevesi olarak doğuştan uygun hale getirir. Bu nedenle, pratik bir değer eksik olsa bile, blok zinciri anlatısının temel çerçevesi olarak yeterlidir.

Depolama giysisi altındaki madencilik özü

IPFS'nin tasarım amacı, kullanıcıların veri depolarken aynı zamanda depolama ağının bir parçası olmalarını sağlamaktır. Ancak, ekonomik bir teşvik olmadan, kullanıcıların bu sistemi gönüllü olarak kullanmaları zor olacaktır, aktif depolama düğümleri olmaları bir yana. Bu, çoğu kullanıcının yalnızca dosyalarını IPFS üzerinde saklayacağı, kendi depolama alanlarını katkıda bulunmayacağı veya başkalarının dosyalarını depolamayacağı anlamına gelmektedir. İşte bu bağlamda, FIL ortaya çıkmıştır.

Filecoin'in token ekonomik modelinde üç ana rol bulunmaktadır: Kullanıcı, verileri depolamak için ücret ödemekten sorumlu; Depolama madencileri, kullanıcı verilerini depoladıkları için token teşvikleri alır; Veri madencileri ise kullanıcıların ihtiyaç duyduğunda verileri sağlar ve teşvik alır.

Bu modelin potansiyel bir hile alanı vardır. Depolama madencileri, depolama alanı sağladıktan sonra ödül almak için çöp verileri doldurabilir. Bu çöp verileri geri alınmadığı için kaybolsalar bile ceza mekanizmasını tetiklemez. Bu, depolama madencilerinin çöp verileri silmesine ve bu süreci tekrarlamasına olanak tanır. Filecoin'in kopyalama kanıtı konsensüsü, kullanıcı verilerinin izinsiz silinmediğini ancak madencilerin çöp verileri doldurmasını engelleyemez.

Filecoin'un çalışması büyük ölçüde madencilerin token ekonomisine sürekli yatırımlarına dayanmakta, son kullanıcıların dağıtık depolama konusundaki gerçek ihtiyaçları yerine. Proje hâlâ sürekli iterasyon aşamasında olmasına rağmen, mevcut aşamada Filecoin'in ekosistem yapısı daha çok "madencilik mantığına" uygun olup "uygulama odaklı" depolama proje tanımından uzaktır.

Arweave: Uzun Vadelicilik Avantajları ve Sınırlamaları

Filecoin'un teşvik edilebilir, kanıtlanabilir bir merkeziyetsiz "veri bulutu" inşa etmeye çalışmasına kıyasla, Arweave depolamanın başka bir yönünde aşırıya gitmektedir: verilere kalıcı depolama imkanı sunmak. Arweave, dağıtık bir hesaplama platformu inşa etmeye çalışmaz; tüm sistemi tek bir temel varsayım etrafında şekillenir - önemli veriler bir kerede depolanmalı ve ağda sonsuza dek saklanmalıdır. Bu aşırı uzun vadeli yaklaşım, Arweave'i mekanizmadan teşvik modeline, donanım gereksinimlerinden anlatı perspektifine kadar Filecoin'den tamamen farklı hale getirir.

Arweave, Bitcoin'i öğrenim nesnesi olarak alarak, yıllık uzun dönemlerde sürekli olarak kendisinin kalıcı depolama ağını optimize etmeye çalışıyor. Arweave, pazarlama ile ilgilenmiyor, rakipleri ve piyasanın gelişim trendleri ile de ilgilenmiyor. Sadece ağ mimarisini iterasyona tabi tutma yolunda sürekli ilerliyor, kimse ilgilenmese de umursamıyor, çünkü bu Arweave geliştirme ekibinin özüdür: uzun vadeli düşünme. Uzun vadeli düşünmenin bir sonucu olarak, Arweave geçen boğa piyasasında büyük ilgi gördü; aynı nedenle, dip noktasına düşse bile, Arweave birkaç boğa ve ayı döngüsünü geçebilir. Ancak gelecekte merkeziyetsiz depolamanın Arweave için bir yeri olup olmayacağını bilemiyoruz. Kalıcı depolamanın varoluş değeri yalnızca zamanla kanıtlanabilir.

Arweave ana ağı 1.5 sürümünden en son 2.9 sürümüne kadar, piyasa ilgisini kaybetmiş olmasına rağmen, daha geniş bir madenci kitlesinin en düşük maliyetle ağa katılmasını sağlamak için sürekli çaba sarf etti ve madencileri verileri maksimum düzeyde depolamaları için teşvik etti, böylece tüm ağın sağlamlığını sürekli artırdı. Arweave, piyasa tercihlerine uymadığını çok iyi biliyor, temkinli bir yol izliyor, madenci topluluğuna katılmıyor, ekosistem tamamen duraklama aşamasında, ana ağı en düşük maliyetle yükseltmekte ve ağ güvenliğini tehlikeye atmadan donanım engellerini sürekli olarak azaltmaktadır.

1.5-2.9'un yükseliş yolculuğu incelemesi

Arweave 1.5 sürümü, madencilerin gerçek depolama yerine GPU yığınlarına güvenerek blok oluşturma olasılıklarını optimize edebileceği bir açığı ortaya çıkardı. Bu eğilimi durdurmak için, 1.7 sürümü RandomX algoritmasını tanıttı, özel hesaplama gücünün kullanımını sınırladı ve madenciliğe genel CPU'ların katılmasını zorunlu kılarak hesaplama merkeziyetsizliğini zayıflatmayı amaçladı.

2.0 sürümünde, Arweave SPoA kullanarak veri kanıtını Merkle ağaç yapısının basit yoluna dönüştürdü ve senkronizasyon yükünü azaltmak için format 2 işlemlerini tanıttı. Bu mimari, ağ bant genişliği üzerindeki baskıyı hafifletti ve düğümlerin iş birliği yeteneklerini önemli ölçüde artırdı. Ancak, bazı madenciler hala merkezi hızlı depolama havuzu stratejileri aracılığıyla gerçek veri sahipliği sorumluluğundan kaçınabiliyor.

Bu yanlılığı düzeltmek için, 2.4 SPoRA mekanizmasını tanıttı ve küresel indeks ile yavaş hash rastgele erişimi getirdi. Böylece madencilerin geçerli blok üretimi için veri bloklarını gerçekten bulundurmaları gerekti. Bu mekanizma, hesap gücü 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 üretim ritmini 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 olanak tanıyan karma paketleme mekanizmasını tanıtıyor; 2.9 ise replica_2_9 formatında yeni bir paketleme sürecini getirerek verimliliği önemli ölçüde artırıyor ve hesaplama bağımlılığını azaltarak veri odaklı madencilik modelinin kapalı döngüsünü tamamlıyor.

Genel olarak, Arweave'in güncelleme yolu, depolama odaklı uzun vadeli stratejisini net bir şekilde ortaya koyuyor: hesaplama gücünün merkezileşme eğilimine sürekli direnirken, katılım engellerini sürekli olarak düşürmek ve protokolün uzun vadeli çalışabilirliğini sağlamak.

Walrus: Sıcak Veri Depolama için Yeni Bir Deneme

Walrus'un tasarım anlayışı, Filecoin ve Arweave'den tamamen farklıdır. Filecoin'in başlangıç noktası, merkeziyetsizlik ile doğrulanabilir bir depolama sistemi kurmaktır, bunun bedeli soğuk veri depolamasıdır; Arweave'in başlangıç noktası ise, verilerin kalıcı olarak depolanabileceği zincir üzerindeki bir İskenderiye Kütüphanesi kurmaktır, bunun bedeli ise sahnelerin çok az olmasıdır; Walrus'un başlangıç noktası ise, depolama maliyetlerini optimize eden sıcak veri depolama protokolüdür.

RedStuff: Hata Düzeltme Kodlarının Yenilikçi Uygulamaları

Depolama maliyeti tasarımı açısından, Walrus, Filecoin ile Arweave'in depolama giderlerinin makul olmadığını düşünmektedir. Her iki sistem de tamamen kopyalama mimarisi kullanıyor ve bu mimarinin ana avantajı, her düğümün tam bir kopya bulundurması, güçlü bir hata toleransı ve düğümler arasında bağımsızlık sağlamasıdır. Bu tür bir mimari, kısmi düğümlerin çevrimdışı olması durumunda bile ağın veri erişilebilirliğini garanti edebilir. Ancak, bu da sistemin dayanıklılığı korumak için çoklu kopya fazlalığının gerekli olduğu anlamına gelir ve bu da depolama maliyetlerini artırır. Özellikle Arweave'in tasarımında, konsensüs mekanizması kendisi düğüm fazlalık depolamayı teşvik ederek veri güvenliğini artırmaktadır. Buna karşılık, Filecoin maliyet kontrolü açısından daha esnektir, ancak bunun bedeli bazı düşük maliyetli depolama çözümlerinin daha yüksek veri kaybı riski taşımasıdır. Walrus, her iki sistem arasında bir denge arayışındadır; mekanizması, kopyalama maliyetlerini kontrol ederken, yapılandırılmış fazlalık yöntemiyle kullanılabilirliği artırarak veri erişilebilirliği ile maliyet verimliliği arasında yeni bir uzlaşma yolu oluşturur.

Walrus'un geliştirdiği RedStuff, düğüm fazlalığını azaltmanın anahtarı olan bir tekniktir ve Reed-Solomon(RS) kodlamasından gelmektedir. RS kodlaması, veri kümesini iki katına çıkarmak için fazlalık parçaları eklemeye izin veren çok geleneksel bir hata düzeltme kodu algoritmasıdır ve orijinal verileri yeniden inşa etmek için kullanılabilir. CD-ROM'dan uydu iletişimine ve QR kodlarına kadar günlük hayatta sıkça kullanılmaktadır.

Hata düzeltme kodları, kullanıcının 1MB büyüklüğünde bir bloğu almasına ve ardından onu 2MB büyüklüğüne "büyütmesine" olanak tanır; burada ek 1MB, hata düzeltme kodu olarak adlandırılan özel veridir. Eğer bloktaki herhangi bir bayt kaybolursa, kullanıcı bu baytları kod aracılığıyla kolayca geri kazanabilir. Hatta 1MB'lık bir blok kaybolsa bile, tüm blok kurtarılabilir. Aynı teknoloji, bir CD-ROM'daki tüm verilerin okunmasını sağlar, hatta bu veriler hasar görmüş olsa bile.

Şu anda en yaygın olarak kullanılan RS kodlamasıdır. Uygulama şekli, k bilgi bloğundan başlayarak, ilgili çok terimliler oluşturmak ve bunları farklı x koordinatlarında değerlendirmek suretiyle kodlama bloklarını elde etmektir. RS hata düzeltme kodu kullanarak, rastgele örnekleme ile büyük veri kaybı olasılığı çok düşüktür.

RedStuff'ın en büyük özelliği, geliştirilmiş hata düzeltme kodlama algoritması sayesinde, Walrus'un yapılandırılmamış veri bloklarını daha küçük parçalar halinde hızlı ve sağlam bir şekilde kodlayabilmesidir. Bu parçalar, bir depolama düğümü ağına dağıtılarak saklanır. Üçte iki kadar parçanın kaybolması durumunda 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 gelmektedir.

Bu nedenle, Walrus'un merkeziyetsizlik senaryosu etrafında yeniden tasarlanmış hafif bir yedekleme ve kurtarma protokolü olarak tanımlanması mantıklıdır. Geleneksel hata düzeltme kodları ( gibi Reed-Solomon )'a kıyasla, RedStuff artık katı matematiksel tutarlılığı takip etmemekte, bunun yerine veri dağılımı, depolama doğrulaması ve hesaplama maliyetleri için gerçekçi bir denge sağlamaktadır. Bu model, merkezi planlamanın gerektirdiği anlık çözümleme mekanizmasını terk ederek, zincir üzerindeki Proof ile belirli veri kopyalarının belirli düğüplerde bulunup bulunmadığını doğrulamakta ve daha dinamik, kenar yapılı ağ yapısına uyum sağlamaktadır.

RedStuff'un tasarım çekirdeği, verileri ana dilim ve yan dilim olmak üzere iki kategoriye ayırmaktır: Ana dilim, orijinal verileri geri yüklemek için kullanılır, üretimi ve dağıtımı sıkı bir şekilde kısıtlanmıştır, geri yükleme eşiği f+1'dir ve kullanılabilirlik teminatı olarak 2f+1 imza gerekmektedir; Yan dilim ise XOR kombinasyonu gibi basit işlem yöntemleriyle üretilir, esnek hata toleransı sağlamak ve genel sistemin sağlamlığını artırmak için işlev görür. Bu yapı, esasen veri tutarlılığı gereksinimlerini azaltmaktadır - farklı düğümlerin kısa süreliğine farklı sürüm verileri depolamasına izin vererek, "nihai tutarlılık" uygulama yolunu vurgular. Arweave gibi sistemlerdeki geri izleme bloklarına ilişkin esnek gereksinimlerle benzerlik gösterse de, ağ üzerindeki yükü azaltma konusunda belirli bir etki sağlasa da, aynı zamanda veri anlık kullanılabilirlik ve bütünlük garantilerini de zayıflatmaktadır.

Göz ardı edilmemesi gereken bir nokta, RedStuff'ın düşük hesaplama gücü ve düşük bant genişliği ortamlarında etkili depolama sağlasa da, özünde bir hata düzeltme kodu sisteminin bir "varyantı" olduğu gerçeğidir. Veri okuma belirleyiciliğinin bir kısmını feda ederek, merkeziyetsizlik ortamında maliyet kontrolü ve ölçeklenebilirlik elde etmektedir. Ancak uygulama düzeyinde, bu mimarinin büyük ölçekli, yüksek frekanslı etkileşim verisi senaryolarını destekleyip destekleyemeyeceği henüz gözlemlenmemiştir. Daha da ileri giderek, RedStuff gerçekten de uzun süredir var olan hata düzeltme kodunun kodlama hesaplamasını aşmamaktadır.