Децентралізація зберігання: історія розвитку та майбутні перспективи
Децентралізація зберігання колись була одним із популярних напрямків у сфері блокчейну. Filecoin, як головний проєкт минулого бика, його ринкова капіталізація на деякий час перевищувала 10 мільярдів доларів. Arweave завдяки концепції постійного зберігання також досягла максимального ринкового капіталу в 3,5 мільярда доларів. Однак, з огляду на те, що доступність холодного зберігання даних стала під питанням, необхідність постійного зберігання також зазнала викликів, і перспектива децентралізованого зберігання опинилася під знаком запитання.
Нещодавно поява Walrus привернула нову увагу до зберігання, яке довгий час було в затишшя. А проект Shelby, запущений у співпраці Aptos та Jump Crypto, намагається просунути подальший розвиток децентралізованого зберігання в сфері зберігання гарячих даних. Отже, чи зможе децентралізоване зберігання повернутися, щоб надати рішення для більш широких сценаріїв застосування? Чи це лише ще один короткий спекулятивний бум? У цій статті ми розглянемо розвиток чотирьох проектів: Filecoin, Arweave, Walrus та Shelby, щоб проаналізувати зміни в наративі децентралізованого зберігання та обговорити перспективи та виклики на шляху до його популяризації.
Filecoin: поверхневе зберігання, сутність видобутку
Filecoin є одним з ранніх проєктів альткоїнів, що виникли на ринку, і його розвиток зосереджений на Децентралізації. Це загальна характеристика ранніх альткоїнів - шукати сенс Децентралізації в різних традиційних сферах. Filecoin поєднує зберігання та Децентралізацію, вказуючи на ризики довіри, пов'язані з централізованими постачальниками послуг зберігання даних, і пропонує рішення для децентралізованого зберігання.
Однак, деякі аспекти, які Filecoin пожертвував для досягнення децентралізації, стали болючими точками, які пізніше намагалися вирішити такі проекти, як Arweave або Walrus. Щоб зрозуміти, чому Filecoin насправді є лише проектом монет для видобутку, необхідно зрозуміти об'єктивні обмеження його базової технології IPFS у обробці гарячих даних.
IPFS:Децентралізація архітектури обмежена вузьким місцем передачі
IPFS(Міжгалактична файлова система)з'явилася приблизно в 2015 році з метою перевернути традиційний протокол HTTP через адресацію вмісту. Найбільшим недоліком IPFS є надзвичайно повільна швидкість отримання. У часи, коли традиційні служби даних можуть забезпечити відгук на мілісекунди, для отримання файлу через IPFS все ще потрібно понад десять секунд, що ускладнює його впровадження в реальних застосуваннях, а також пояснює, чому, окрім кількох проектів блокчейн, традиційні галузі рідко його використовують.
Основний P2P протокол на базі IPFS в основному підходить для "холодних даних" - статичного контенту, який не часто змінюється, такого як відео, зображення та документи. Однак, при обробці гарячих даних, таких як динамічні веб-сторінки, онлайн-ігри або додатки штучного інтелекту, P2P протокол не має очевидних переваг у порівнянні з традиційними CDN.
Хоча IPFS сам по собі не є блокчейном, але його спрямована ациклічна графова (DAG) концепція дизайну чудово поєднується з багатьма публічними блокчейнами та Web3-протоколами, що робить його природно придатним для використання як базової конструкційної рамки блокчейну. Тому, навіть якщо він не має практичної цінності, його вже достатньо як базової рамки для розповіді про блокчейн. Ранні проекти-клоні потребували лише працездатної рамки, щоб змалювати грандіозне бачення, але коли Filecoin досяг певного етапу розвитку, обмеження, пов'язані з IPFS, почали заважати його прогресу.
Логіка майнінг монет під зовнішнім виглядом
Дизайн IPFS спочатку був спрямований на те, щоб користувачі, зберігаючи дані, також ставали частиною мережі зберігання. Однак, за відсутності економічних стимулів, користувачам важко активно використовувати цю систему, не кажучи вже про те, щоб стати активними вузлами зберігання. Це означає, що більшість користувачів просто зберігатимуть файли в IPFS, але не будуть вносити свій простір для зберігання, а також не будуть зберігати файли інших. Саме в такому контексті з'явився Filecoin.
В токеноміці Filecoin основними є три ролі: користувачі відповідають за оплату витрат на зберігання даних; майнери зберігання отримують токенне заохочення за зберігання даних користувачів; майнери пошуку надають дані, коли це потрібно користувачам, і отримують заохочення.
Ця модель має потенційний простір для зловживань. Майнери зберігання можуть заповнювати сміттєвими даними після надання дискового простору, щоб отримати винагороду. Оскільки ці сміттєві дані не підлягають пошуку, навіть якщо вони втрачені, це не активує механізм покарання для майнерів зберігання. Це дозволяє майнерам зберігання видаляти сміттєві дані та повторювати цей процес. Консенсус про доказ копії у Filecoin може лише забезпечити, що дані користувача не були видалені без дозволу, але не може запобігти заповненню сміттєвими даними.
Функціонування Filecoin в значній мірі залежить від постійних інвестицій майнерів у токеноміку, а не від реального попиту кінцевих користувачів на дистрибутивне зберігання. Хоча проект продовжує ітерацію, на даному етапі побудова екосистеми Filecoin більше відповідає "логіці майнінгу" ніж визначенню "додатків, що керують" проектів зберігання.
Arweave: вигоди та втрати довгострокового мислення
Якщо сказати, що дизайнова мета Filecoin полягає в створенні стимулюючої, доказової Децентралізації "хмари даних", то Arweave йде в іншому напрямку зберігання на крайності: надаючи можливість постійного зберігання даних. Arweave не намагається створити розподілену обчислювальну платформу, вся його система побудована навколо одного центрального припущення - важливі дані повинні зберігатися один раз і залишатися в мережі назавжди. Ця крайня довгостроковість робить Arweave відмінним від Filecoin у всьому: від механізмів до моделей стимулювання, від вимог до апаратного забезпечення до оповідних аспектів.
Arweave використовує біткойн як об'єкт для навчання, намагаючись постійно оптимізувати свою мережу постійного зберігання протягом тривалих періодів, вимірюваних роками. Arweave не зосереджується на маркетингу, і не турбується про конкурентів та тенденції ринку. Він просто продовжує рухатися вперед на шляху ітерації архітектури мережі, навіть якщо про нього ніхто не запитує, адже це і є суть команди розробників Arweave: довгостроковість. Завдяки довгостроковості, Arweave отримав величезну популярність під час останнього бичачого ринку; також через довгостроковість, навіть впавши на дно, Arweave все ще може пережити кілька раундів бичачих і ведмежих ринків. Але чи буде у майбутньому місце для Arweave у децентралізованому зберіганні? Існуюча цінність постійного зберігання може бути доведена лише часом.
Основна мережа Arweave з версії 1.5 до останньої версії 2.9, хоча і втратила увагу на ринку, все ще прагне залучити більш широкий спектр майнерів з мінімальними витратами на участь у мережі та заохотити майнерів максимально зберігати дані, постійно підвищуючи загальну надійність мережі. Arweave добре усвідомлює, що не відповідає ринковим уподобанням, обирає обережний шлях, не обіймаючи майнерські спільноти, екосистема повністю застигла, з мінімальними витратами оновлює основну мережу, не завдаючи шкоди безпеці мережі, постійно знижуючи апаратні бар'єри.
Огляд шляху оновлення 1.5-2.9
В версії Arweave 1.5 було виявлено вразливість, яка дозволяла майнерам покладатися на стекування GPU замість реального зберігання для оптимізації ймовірності створення блоку. Щоб стримати цю тенденцію, в версії 1.7 було впроваджено алгоритм RandomX, який обмежує використання спеціалізованих обчислювальних потужностей, замість цього вимагаючи участі загальних ЦП у майнінгу, що послаблює централізацію обчислювальної потужності.
У версії 2.0 Arweave використовує SPoA, перетворюючи докази даних на простий шлях у структурі дерев Меркла, і вводить формат 2 транзакцій для зменшення навантаження на синхронізацію. Ця архітектура зменшує тиск на мережеву пропускну здатність, що значно підвищує здатність вузлів до співпраці. Однак деякі майнери все ще можуть уникати відповідальності за фактичне зберігання даних за допомогою стратегії централізованих швидкісних сховищ.
Для виправлення цього ухилу, у 2.4 було впроваджено механізм SPoRA, що вводить глобальний індекс та повільний хеш випадковий доступ, змушуючи майнерів дійсно володіти блоками даних для участі в ефективному видобутку, що зменшує ефект накопичення обчислювальної потужності на механічному рівні. Як наслідок, майнери почали звертати увагу на швидкість доступу до зберігання, що сприяло використанню SSD та швидких пристроїв для читання та запису. У 2.6 було впроваджено контроль ритму видобутку за допомогою хеш-ланцюга, що збалансувало граничну вигоду високопродуктивних пристроїв, надаючи середнім і малим майнерам справедливий простір для участі.
Наступні версії подальше посилюють мережеву співпрацю та різноманітність зберігання: 2.7 додає механізми кооперативного видобутку та майнінгових пулів, підвищуючи конкурентоспроможність малих майнерів; 2.8 впроваджує механізм композитної упаковки, що дозволяє великим об'ємам низькошвидкісних пристроїв гнучко брати участь; 2.9 вводить новий процес упаковки у форматі replica_2_9, значно підвищуючи ефективність та знижуючи залежність від обчислень, завершуючи замкнуте коло моделі видобутку, орієнтованої на дані.
В цілому, шлях оновлення Arweave чітко демонструє його довгострокову стратегію, орієнтовану на зберігання: постійно протистоячи тенденції концентрації обчислювальної потужності, знижувати бар'єри для участі, гарантувати можливість тривалого функціонування протоколу.
Walrus: Обіймаючи гарячі дані, це спекуляція чи приховане мистецтво?
Дизайнерська концепція Walrus повністю відрізняється від Filecoin та Arweave. Вихідна точка Filecoin полягає в створенні децентралізованої перевірної системи зберігання, ціною якої є зберігання холодних даних; вихідна точка Arweave полягає в створенні онлайнової бібліотеки Олександра, яка може назавжди зберігати дані, ціною якої є замало сценаріїв; вихідна точка Walrus полягає в оптимізації витрат на зберігання протоколу гарячих даних.
魔改纠删码:витрати на інновації чи стара пляшка з новою етикеткою?
У дизайні витрат на зберігання Walrus вважає, що витрати на зберігання Filecoin і Arweave є нерозумними, оскільки обидва використовують повністю репліковану архітектуру, основна перевага якої полягає в тому, що кожен вузол має повну копію, що забезпечує високу стійкість до помилок і незалежність між вузлами. Така архітектура гарантує, що навіть якщо частина вузлів буде офлайн, мережа все ще матиме доступність даних. Однак це також означає, що системі необхідно мати множинну реплікацію для підтримки надійності, що, в свою чергу, підвищує витрати на зберігання. Особливо в дизайні Arweave, механізм консенсусу сам по собі заохочує вузли до надмірного зберігання, щоб підвищити безпеку даних. На відміну від цього, Filecoin має більшу гнучкість у контролі витрат, але ціною цього є те, що частина низьковартісного зберігання може мати вищий ризик втрати даних. Walrus намагається знайти баланс між двома, його механізм контролює витрати на реплікацію, одночасно підвищуючи доступність за допомогою структурованої надмірності, тим самим встановлюючи новий компроміс між доступністю даних і ефективністю витрат.
Технологія Redstuff, створена Walrus, є ключовою для зниження надмірності вузлів, вона походить з кодування Ріда-Соломона ( RS ). Код RS є дуже традиційним алгоритмом кодування з корекцією помилок, код з корекцією помилок - це техніка, яка дозволяє подвоїти набір даних шляхом додавання надмірних фрагментів ( erasure code ), що може бути використано для відновлення оригінальних даних. Від CD-ROM до супутникового зв'язку і до QR-кодів, він часто використовується в повсякденному житті.
Кодування з корекцією помилок дозволяє користувачеві отримати блок, наприклад, розміром 1 МБ, а потім "розширити" його до 2 МБ, де додатковий 1 МБ є спеціальними даними, які називаються кодом корекції помилок. Якщо будь-який байт у блоці втрачається, користувач може легко відновити ці байти за допомогою коду. Навіть якщо втрачається до 1 МБ блоку, весь блок все ще можна відновити. Така ж технологія дозволяє комп'ютерам зчитувати всі дані з CD-ROM, навіть якщо він пошкоджений.
Наразі найпоширенішими є коди РС. Спосіб реалізації полягає в тому, щоб почати з k інформаційних блоків, побудувати відповідний многочлен і оцінити його в різних x-координатах, щоб отримати коди блоків. Використовуючи коди РС, ймовірність випадкової вибірки втрати великих обсягів даних є дуже малою.
Яка найбільша особливість Redstuff? Завдяки вдосконаленню алгоритму корекції помилок, Walrus може швидко і надійно кодувати неструктуровані дані в менші фрагменти, які розподіляються для зберігання в мережі вузлів зберігання. Навіть якщо втрачається до двох третин фрагментів, оригінальний блок даних можна швидко відновити за допомогою частини фрагментів. Це стає можливим при збереженні фактора реплікації лише в 4-5 разів.
Отже, визначення Walrus як легкого протоколу надмірності та відновлення, переосмысленого для децентралізованої сцени, є доцільним. На відміну від традиційних кодів корекції помилок (, таких як Reed-Solomon ), RedStuff більше не прагне до суворої математичної узгодженості, а натомість проводить реалістичні компроміси щодо розподілу даних, перевірки зберігання та витрат на обчислення. Ця модель відмовляється від механізму миттєвого декодування, необхідного для централізованого планування, і замість цього використовує перевірку Proof на ланцюзі, щоб підтвердити, чи зберігає вузол певні копії даних, таким чином адаптуючись до більш динамічної та маргіналізованої мережевої структури.
Основою дизайну RedStuff є розділення даних на два типи: основні слайси та вторинні слайси. Основні слайси використовуються для відновлення оригінальних даних, їхнє генерування та розподіл підлягають строгим обмеженням, поріг відновлення становить f+1, і необхідно 2f+1 підписів як підтвердження доступності; вторинні слайси генеруються за допомогою простих арифметичних операцій, таких як XOR, і їх мета - забезпечити еластичну відмовостійкість, підвищуючи загальну стійкість системи. Така структура по суті знижує вимоги до узгодженості даних - дозволяє різним вузлам короткочасно зберігати різні версії даних,
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
Децентралізація зберігання еволюція: від FIL до Walrus технологічні зміни та майбутні виклики
Децентралізація зберігання: історія розвитку та майбутні перспективи
Децентралізація зберігання колись була одним із популярних напрямків у сфері блокчейну. Filecoin, як головний проєкт минулого бика, його ринкова капіталізація на деякий час перевищувала 10 мільярдів доларів. Arweave завдяки концепції постійного зберігання також досягла максимального ринкового капіталу в 3,5 мільярда доларів. Однак, з огляду на те, що доступність холодного зберігання даних стала під питанням, необхідність постійного зберігання також зазнала викликів, і перспектива децентралізованого зберігання опинилася під знаком запитання.
Нещодавно поява Walrus привернула нову увагу до зберігання, яке довгий час було в затишшя. А проект Shelby, запущений у співпраці Aptos та Jump Crypto, намагається просунути подальший розвиток децентралізованого зберігання в сфері зберігання гарячих даних. Отже, чи зможе децентралізоване зберігання повернутися, щоб надати рішення для більш широких сценаріїв застосування? Чи це лише ще один короткий спекулятивний бум? У цій статті ми розглянемо розвиток чотирьох проектів: Filecoin, Arweave, Walrus та Shelby, щоб проаналізувати зміни в наративі децентралізованого зберігання та обговорити перспективи та виклики на шляху до його популяризації.
Filecoin: поверхневе зберігання, сутність видобутку
Filecoin є одним з ранніх проєктів альткоїнів, що виникли на ринку, і його розвиток зосереджений на Децентралізації. Це загальна характеристика ранніх альткоїнів - шукати сенс Децентралізації в різних традиційних сферах. Filecoin поєднує зберігання та Децентралізацію, вказуючи на ризики довіри, пов'язані з централізованими постачальниками послуг зберігання даних, і пропонує рішення для децентралізованого зберігання.
Однак, деякі аспекти, які Filecoin пожертвував для досягнення децентралізації, стали болючими точками, які пізніше намагалися вирішити такі проекти, як Arweave або Walrus. Щоб зрозуміти, чому Filecoin насправді є лише проектом монет для видобутку, необхідно зрозуміти об'єктивні обмеження його базової технології IPFS у обробці гарячих даних.
IPFS:Децентралізація архітектури обмежена вузьким місцем передачі
IPFS(Міжгалактична файлова система)з'явилася приблизно в 2015 році з метою перевернути традиційний протокол HTTP через адресацію вмісту. Найбільшим недоліком IPFS є надзвичайно повільна швидкість отримання. У часи, коли традиційні служби даних можуть забезпечити відгук на мілісекунди, для отримання файлу через IPFS все ще потрібно понад десять секунд, що ускладнює його впровадження в реальних застосуваннях, а також пояснює, чому, окрім кількох проектів блокчейн, традиційні галузі рідко його використовують.
Основний P2P протокол на базі IPFS в основному підходить для "холодних даних" - статичного контенту, який не часто змінюється, такого як відео, зображення та документи. Однак, при обробці гарячих даних, таких як динамічні веб-сторінки, онлайн-ігри або додатки штучного інтелекту, P2P протокол не має очевидних переваг у порівнянні з традиційними CDN.
Хоча IPFS сам по собі не є блокчейном, але його спрямована ациклічна графова (DAG) концепція дизайну чудово поєднується з багатьма публічними блокчейнами та Web3-протоколами, що робить його природно придатним для використання як базової конструкційної рамки блокчейну. Тому, навіть якщо він не має практичної цінності, його вже достатньо як базової рамки для розповіді про блокчейн. Ранні проекти-клоні потребували лише працездатної рамки, щоб змалювати грандіозне бачення, але коли Filecoin досяг певного етапу розвитку, обмеження, пов'язані з IPFS, почали заважати його прогресу.
Логіка майнінг монет під зовнішнім виглядом
Дизайн IPFS спочатку був спрямований на те, щоб користувачі, зберігаючи дані, також ставали частиною мережі зберігання. Однак, за відсутності економічних стимулів, користувачам важко активно використовувати цю систему, не кажучи вже про те, щоб стати активними вузлами зберігання. Це означає, що більшість користувачів просто зберігатимуть файли в IPFS, але не будуть вносити свій простір для зберігання, а також не будуть зберігати файли інших. Саме в такому контексті з'явився Filecoin.
В токеноміці Filecoin основними є три ролі: користувачі відповідають за оплату витрат на зберігання даних; майнери зберігання отримують токенне заохочення за зберігання даних користувачів; майнери пошуку надають дані, коли це потрібно користувачам, і отримують заохочення.
Ця модель має потенційний простір для зловживань. Майнери зберігання можуть заповнювати сміттєвими даними після надання дискового простору, щоб отримати винагороду. Оскільки ці сміттєві дані не підлягають пошуку, навіть якщо вони втрачені, це не активує механізм покарання для майнерів зберігання. Це дозволяє майнерам зберігання видаляти сміттєві дані та повторювати цей процес. Консенсус про доказ копії у Filecoin може лише забезпечити, що дані користувача не були видалені без дозволу, але не може запобігти заповненню сміттєвими даними.
Функціонування Filecoin в значній мірі залежить від постійних інвестицій майнерів у токеноміку, а не від реального попиту кінцевих користувачів на дистрибутивне зберігання. Хоча проект продовжує ітерацію, на даному етапі побудова екосистеми Filecoin більше відповідає "логіці майнінгу" ніж визначенню "додатків, що керують" проектів зберігання.
Arweave: вигоди та втрати довгострокового мислення
Якщо сказати, що дизайнова мета Filecoin полягає в створенні стимулюючої, доказової Децентралізації "хмари даних", то Arweave йде в іншому напрямку зберігання на крайності: надаючи можливість постійного зберігання даних. Arweave не намагається створити розподілену обчислювальну платформу, вся його система побудована навколо одного центрального припущення - важливі дані повинні зберігатися один раз і залишатися в мережі назавжди. Ця крайня довгостроковість робить Arweave відмінним від Filecoin у всьому: від механізмів до моделей стимулювання, від вимог до апаратного забезпечення до оповідних аспектів.
Arweave використовує біткойн як об'єкт для навчання, намагаючись постійно оптимізувати свою мережу постійного зберігання протягом тривалих періодів, вимірюваних роками. Arweave не зосереджується на маркетингу, і не турбується про конкурентів та тенденції ринку. Він просто продовжує рухатися вперед на шляху ітерації архітектури мережі, навіть якщо про нього ніхто не запитує, адже це і є суть команди розробників Arweave: довгостроковість. Завдяки довгостроковості, Arweave отримав величезну популярність під час останнього бичачого ринку; також через довгостроковість, навіть впавши на дно, Arweave все ще може пережити кілька раундів бичачих і ведмежих ринків. Але чи буде у майбутньому місце для Arweave у децентралізованому зберіганні? Існуюча цінність постійного зберігання може бути доведена лише часом.
Основна мережа Arweave з версії 1.5 до останньої версії 2.9, хоча і втратила увагу на ринку, все ще прагне залучити більш широкий спектр майнерів з мінімальними витратами на участь у мережі та заохотити майнерів максимально зберігати дані, постійно підвищуючи загальну надійність мережі. Arweave добре усвідомлює, що не відповідає ринковим уподобанням, обирає обережний шлях, не обіймаючи майнерські спільноти, екосистема повністю застигла, з мінімальними витратами оновлює основну мережу, не завдаючи шкоди безпеці мережі, постійно знижуючи апаратні бар'єри.
Огляд шляху оновлення 1.5-2.9
В версії Arweave 1.5 було виявлено вразливість, яка дозволяла майнерам покладатися на стекування GPU замість реального зберігання для оптимізації ймовірності створення блоку. Щоб стримати цю тенденцію, в версії 1.7 було впроваджено алгоритм RandomX, який обмежує використання спеціалізованих обчислювальних потужностей, замість цього вимагаючи участі загальних ЦП у майнінгу, що послаблює централізацію обчислювальної потужності.
У версії 2.0 Arweave використовує SPoA, перетворюючи докази даних на простий шлях у структурі дерев Меркла, і вводить формат 2 транзакцій для зменшення навантаження на синхронізацію. Ця архітектура зменшує тиск на мережеву пропускну здатність, що значно підвищує здатність вузлів до співпраці. Однак деякі майнери все ще можуть уникати відповідальності за фактичне зберігання даних за допомогою стратегії централізованих швидкісних сховищ.
Для виправлення цього ухилу, у 2.4 було впроваджено механізм SPoRA, що вводить глобальний індекс та повільний хеш випадковий доступ, змушуючи майнерів дійсно володіти блоками даних для участі в ефективному видобутку, що зменшує ефект накопичення обчислювальної потужності на механічному рівні. Як наслідок, майнери почали звертати увагу на швидкість доступу до зберігання, що сприяло використанню SSD та швидких пристроїв для читання та запису. У 2.6 було впроваджено контроль ритму видобутку за допомогою хеш-ланцюга, що збалансувало граничну вигоду високопродуктивних пристроїв, надаючи середнім і малим майнерам справедливий простір для участі.
Наступні версії подальше посилюють мережеву співпрацю та різноманітність зберігання: 2.7 додає механізми кооперативного видобутку та майнінгових пулів, підвищуючи конкурентоспроможність малих майнерів; 2.8 впроваджує механізм композитної упаковки, що дозволяє великим об'ємам низькошвидкісних пристроїв гнучко брати участь; 2.9 вводить новий процес упаковки у форматі replica_2_9, значно підвищуючи ефективність та знижуючи залежність від обчислень, завершуючи замкнуте коло моделі видобутку, орієнтованої на дані.
В цілому, шлях оновлення Arweave чітко демонструє його довгострокову стратегію, орієнтовану на зберігання: постійно протистоячи тенденції концентрації обчислювальної потужності, знижувати бар'єри для участі, гарантувати можливість тривалого функціонування протоколу.
Walrus: Обіймаючи гарячі дані, це спекуляція чи приховане мистецтво?
Дизайнерська концепція Walrus повністю відрізняється від Filecoin та Arweave. Вихідна точка Filecoin полягає в створенні децентралізованої перевірної системи зберігання, ціною якої є зберігання холодних даних; вихідна точка Arweave полягає в створенні онлайнової бібліотеки Олександра, яка може назавжди зберігати дані, ціною якої є замало сценаріїв; вихідна точка Walrus полягає в оптимізації витрат на зберігання протоколу гарячих даних.
魔改纠删码:витрати на інновації чи стара пляшка з новою етикеткою?
У дизайні витрат на зберігання Walrus вважає, що витрати на зберігання Filecoin і Arweave є нерозумними, оскільки обидва використовують повністю репліковану архітектуру, основна перевага якої полягає в тому, що кожен вузол має повну копію, що забезпечує високу стійкість до помилок і незалежність між вузлами. Така архітектура гарантує, що навіть якщо частина вузлів буде офлайн, мережа все ще матиме доступність даних. Однак це також означає, що системі необхідно мати множинну реплікацію для підтримки надійності, що, в свою чергу, підвищує витрати на зберігання. Особливо в дизайні Arweave, механізм консенсусу сам по собі заохочує вузли до надмірного зберігання, щоб підвищити безпеку даних. На відміну від цього, Filecoin має більшу гнучкість у контролі витрат, але ціною цього є те, що частина низьковартісного зберігання може мати вищий ризик втрати даних. Walrus намагається знайти баланс між двома, його механізм контролює витрати на реплікацію, одночасно підвищуючи доступність за допомогою структурованої надмірності, тим самим встановлюючи новий компроміс між доступністю даних і ефективністю витрат.
Технологія Redstuff, створена Walrus, є ключовою для зниження надмірності вузлів, вона походить з кодування Ріда-Соломона ( RS ). Код RS є дуже традиційним алгоритмом кодування з корекцією помилок, код з корекцією помилок - це техніка, яка дозволяє подвоїти набір даних шляхом додавання надмірних фрагментів ( erasure code ), що може бути використано для відновлення оригінальних даних. Від CD-ROM до супутникового зв'язку і до QR-кодів, він часто використовується в повсякденному житті.
Кодування з корекцією помилок дозволяє користувачеві отримати блок, наприклад, розміром 1 МБ, а потім "розширити" його до 2 МБ, де додатковий 1 МБ є спеціальними даними, які називаються кодом корекції помилок. Якщо будь-який байт у блоці втрачається, користувач може легко відновити ці байти за допомогою коду. Навіть якщо втрачається до 1 МБ блоку, весь блок все ще можна відновити. Така ж технологія дозволяє комп'ютерам зчитувати всі дані з CD-ROM, навіть якщо він пошкоджений.
Наразі найпоширенішими є коди РС. Спосіб реалізації полягає в тому, щоб почати з k інформаційних блоків, побудувати відповідний многочлен і оцінити його в різних x-координатах, щоб отримати коди блоків. Використовуючи коди РС, ймовірність випадкової вибірки втрати великих обсягів даних є дуже малою.
Яка найбільша особливість Redstuff? Завдяки вдосконаленню алгоритму корекції помилок, Walrus може швидко і надійно кодувати неструктуровані дані в менші фрагменти, які розподіляються для зберігання в мережі вузлів зберігання. Навіть якщо втрачається до двох третин фрагментів, оригінальний блок даних можна швидко відновити за допомогою частини фрагментів. Це стає можливим при збереженні фактора реплікації лише в 4-5 разів.
Отже, визначення Walrus як легкого протоколу надмірності та відновлення, переосмысленого для децентралізованої сцени, є доцільним. На відміну від традиційних кодів корекції помилок (, таких як Reed-Solomon ), RedStuff більше не прагне до суворої математичної узгодженості, а натомість проводить реалістичні компроміси щодо розподілу даних, перевірки зберігання та витрат на обчислення. Ця модель відмовляється від механізму миттєвого декодування, необхідного для централізованого планування, і замість цього використовує перевірку Proof на ланцюзі, щоб підтвердити, чи зберігає вузол певні копії даних, таким чином адаптуючись до більш динамічної та маргіналізованої мережевої структури.
Основою дизайну RedStuff є розділення даних на два типи: основні слайси та вторинні слайси. Основні слайси використовуються для відновлення оригінальних даних, їхнє генерування та розподіл підлягають строгим обмеженням, поріг відновлення становить f+1, і необхідно 2f+1 підписів як підтвердження доступності; вторинні слайси генеруються за допомогою простих арифметичних операцій, таких як XOR, і їх мета - забезпечити еластичну відмовостійкість, підвищуючи загальну стійкість системи. Така структура по суті знижує вимоги до узгодженості даних - дозволяє різним вузлам короткочасно зберігати різні версії даних,