Phi tập trung lưu trữ của sự tiến hóa: từ khái niệm đến ứng dụng
Lưu trữ từng là một trong những lĩnh vực nóng của ngành công nghiệp blockchain. Filecoin, với tư cách là dự án dẫn đầu trong đợt tăng giá trước đó, đã có lúc đạt giá trị thị trường trên 10 tỷ USD. Arweave với điểm bán hàng lưu trữ vĩnh viễn, giá trị thị trường cao nhất đạt 3,5 tỷ USD. Tuy nhiên, khi những hạn chế của lưu trữ dữ liệu lạnh được phơi bày, tính cần thiết của lưu trữ vĩnh viễn bị nghi ngờ, triển vọng lưu trữ Phi tập trung cũng bị đặt dấu hỏi.
Sự xuất hiện của Walrus đã mang lại sức sống mới cho lĩnh vực lưu trữ đã im ắng từ lâu. Hiện nay, Aptos và Jump Crypto hợp tác ra mắt Shelby, nhằm thúc đẩy sự đột phá của lưu trữ Phi tập trung trong lĩnh vực dữ liệu nóng. Liệu lưu trữ Phi tập trung có thể trở lại, cung cấp các trường hợp ứng dụng rộng rãi? Hay chỉ là một đợt thổi phồng khái niệm khác? Bài viết này sẽ xuất phát từ lộ trình phát triển của bốn dự án: Filecoin, Arweave, Walrus và Shelby, phân tích quá trình tiến hóa của lưu trữ Phi tập trung, và thảo luận về triển vọng phát triển trong tương lai.
Filecoin: Tên lưu trữ, thực tế khai thác
Filecoin là một trong những dự án tiền điện tử đầu tiên nổi lên, với định hướng phát triển xoay quanh Phi tập trung. Đây là đặc điểm chung của các dự án tiền điện tử sớm - khám phá ý nghĩa của Phi tập trung trong các lĩnh vực truyền thống khác nhau. Filecoin kết hợp lưu trữ với Phi tập trung, nêu ra rủi ro tin cậy của lưu trữ dữ liệu tập trung, cố gắng chuyển đổi lưu trữ tập trung sang lưu trữ Phi tập trung. Tuy nhiên, một số thỏa hiệp được thực hiện để đạt được Phi tập trung lại chính là những điểm đau mà các dự án sau này như Arweave hay Walrus cố gắng giải quyết. Để hiểu tại sao Filecoin về cơ bản là một dự án tiền mã hóa, cần phải hiểu những hạn chế khách quan của công nghệ nền tảng IPFS trong việc xử lý dữ liệu nóng.
IPFS:Phi tập trung kiến trúc của nút thắt truyền tải
IPFS( Hệ thống tệp liên sao) ra đời vào khoảng năm 2015, nhằm thay thế giao thức HTTP truyền thống thông qua địa chỉ hóa nội dung. Vấn đề lớn nhất của IPFS là tốc độ truy xuất cực kỳ chậm. Trong thời đại mà dịch vụ dữ liệu truyền thống có thể đạt được phản hồi trong mili giây, IPFS vẫn cần đến hàng chục giây để truy xuất một tệp, điều này khiến nó khó có thể được phổ biến trong ứng dụng thực tiễn, cũng giải thích tại sao ngoài một số dự án blockchain, nó hiếm khi được ngành công nghiệp truyền thống áp dụng.
Giao thức P2P ở tầng IPFS chủ yếu phù hợp với "dữ liệu lạnh", tức là nội dung tĩnh không thường xuyên thay đổi như video, hình ảnh và tài liệu. Tuy nhiên, trong việc xử lý dữ liệu nóng, chẳng hạn như trang web động, trò chơi trực tuyến hoặc ứng dụng AI, giao thức P2P không có lợi thế rõ ràng so với CDN truyền thống.
Mặc dù IPFS bản thân nó không phải là blockchain, nhưng thiết kế đồ thị có hướng không chu trình (DAG) mà nó áp dụng rất phù hợp với nhiều chuỗi công cộng và giao thức Web3, khiến nó trở thành khung xây dựng nền tảng tự nhiên cho blockchain. Vì vậy, ngay cả khi thiếu giá trị thực tiễn, việc làm khung nền cho câu chuyện blockchain đã đủ, các dự án mã hóa đầu tiên chỉ cần một khung chạy được để mở ra tầm nhìn lớn. Nhưng khi Filecoin phát triển đến một giai đoạn nhất định, những hạn chế mà IPFS mang lại bắt đầu cản trở sự phát triển tiếp theo của nó.
Logic của tiền xu dưới lớp vỏ lưu trữ
IPFS được thiết kế với mục đích cho phép người dùng lưu trữ dữ liệu đồng thời trở thành một phần của mạng lưu trữ. Tuy nhiên, trong bối cảnh thiếu động lực kinh tế, rất khó để người dùng tự nguyện sử dụng hệ thống này, chưa nói đến việc trở thành các nút lưu trữ tích cực. Điều này có nghĩa là, hầu hết người dùng chỉ lưu trữ tệp trên IPFS mà không đóng góp không gian lưu trữ của riêng họ, cũng như không lưu trữ tệp của người khác. Chính trong bối cảnh như vậy, Filecoin ra đời.
Trong mô hình kinh tế token của Filecoin có ba vai trò chính: Người dùng chịu trách nhiệm thanh toán phí để lưu trữ dữ liệu; Thợ mỏ lưu trữ nhận phần thưởng token vì đã lưu trữ dữ liệu của người dùng; Thợ mỏ truy xuất cung cấp dữ liệu khi người dùng cần và nhận phần thưởng.
Mô hình này có không gian tiềm ẩn cho hành vi xấu. Các thợ mỏ lưu trữ có thể lấp đầy dữ liệu rác để nhận phần thưởng sau khi cung cấp không gian lưu trữ. Do những dữ liệu rác này không được truy xuất, ngay cả khi bị mất, cũng sẽ không kích hoạt cơ chế phạt đối với thợ mỏ lưu trữ. Điều này cho phép các thợ mỏ lưu trữ xóa dữ liệu rác và lặp lại quá trình này. Đồng thuận chứng minh sao chép của Filecoin chỉ có thể đảm bảo rằng dữ liệu của người dùng không bị xóa một cách trái phép, nhưng không thể ngăn chặn các thợ mỏ lấp đầy dữ liệu rác.
Việc vận hành của Filecoin chủ yếu phụ thuộc vào sự đầu tư liên tục của các thợ mỏ vào nền kinh tế token, chứ không phải dựa trên nhu cầu thực tế của người dùng cuối đối với lưu trữ phi tập trung. Mặc dù dự án vẫn đang không ngừng cải tiến, nhưng ở giai đoạn hiện tại, việc xây dựng hệ sinh thái của Filecoin phù hợp hơn với định vị dự án lưu trữ "logic thợ mỏ" hơn là "ứng dụng驱动".
Arweave: Thắng bại của chủ nghĩa lâu dài
So với Filecoin cố gắng xây dựng một "đám mây dữ liệu" phi tập trung có thể khuyến khích và chứng minh, Arweave lại đi theo một hướng cực đoan khác trong lưu trữ: cung cấp khả năng lưu trữ vĩnh viễn cho dữ liệu. Arweave không cố gắng xây dựng một nền tảng tính toán phân tán, toàn bộ hệ thống của nó xoay quanh một giả thuyết cốt lõi - dữ liệu quan trọng nên được lưu trữ một lần và giữ lại mãi mãi trên mạng. Sự theo đuổi cực đoan của chủ nghĩa lâu dài này khiến Arweave khác biệt với Filecoin từ cơ chế đến mô hình khuyến khích, từ yêu cầu phần cứng đến góc độ kể chuyện.
Arweave lấy Bitcoin làm đối tượng học tập, cố gắng tối ưu hóa mạng lưu trữ vĩnh viễn của mình trong một chu kỳ dài tính bằng năm. Arweave không chú trọng đến tiếp thị, cũng không quan tâm đến đối thủ cạnh tranh và xu hướng phát triển của thị trường. Nó chỉ đơn giản là tiếp tục tiến lên trên con đường lặp lại kiến trúc mạng, ngay cả khi không ai quan tâm cũng không bận tâm, vì đó chính là bản chất của nhóm phát triển Arweave: chủ nghĩa lâu dài. Nhờ vào chủ nghĩa lâu dài, Arweave đã được hưởng ứng nồng nhiệt trong đợt tăng giá trước đó; cũng chính vì chủ nghĩa lâu dài, ngay cả khi rơi vào đáy, Arweave vẫn có thể trụ vững qua vài vòng tăng giảm. Chỉ có điều, liệu lưu trữ phi tập trung trong tương lai có chỗ đứng cho Arweave hay không? Giá trị tồn tại của lưu trữ vĩnh viễn chỉ có thể được chứng minh qua thời gian.
Mạng chính Arweave từ phiên bản 1.5 đến phiên bản gần đây nhất 2.9, mặc dù đã mất đi sự chú ý từ thị trường, nhưng vẫn nỗ lực để cho nhiều thợ mỏ tham gia vào mạng với chi phí tối thiểu, và khuyến khích thợ mỏ lưu trữ dữ liệu tối đa, không ngừng nâng cao độ bền vững của toàn bộ mạng. Arweave hiểu rõ rằng mình không phù hợp với sở thích của thị trường, đã áp dụng một con đường bảo thủ, không ôm ấp cộng đồng thợ mỏ, hệ sinh thái hoàn toàn ngưng trệ, nâng cấp mạng chính với chi phí tối thiểu, trong khi không làm tổn hại đến an ninh mạng, không ngừng hạ thấp ngưỡng phần cứng.
Tổng quan về con đường nâng cấp từ 1.5-2.9
Phiên bản Arweave 1.5 đã phát hiện ra lỗ hổng cho phép thợ mỏ dựa vào việc xếp chồng GPU thay vì lưu trữ thực để tối ưu hóa tỷ lệ xuất khối. Để kiềm chế xu hướng này, phiên bản 1.7 giới thiệu thuật toán RandomX, hạn chế việc sử dụng sức mạnh tính toán chuyên dụng, thay vào đó yêu cầu CPU đa năng tham gia vào việc khai thác, từ đó làm suy yếu sự phi tập trung của sức mạnh tính toán.
Trong phiên bản 2.0, Arweave áp dụng SPoA, chuyển đổi chứng minh dữ liệu thành cấu trúc đường dẫn Merkle Tree đơn giản và giới thiệu giao dịch định dạng 2 để giảm tải đồng bộ. Kiến trúc này đã giảm bớt áp lực băng thông mạng, làm tăng khả năng hợp tác của các nút một cách đáng kể. Tuy nhiên, một số thợ mỏ vẫn có thể tránh trách nhiệm lưu giữ dữ liệu thực thông qua chiến lược hồ chứa lưu trữ tốc độ cao tập trung.
Để khắc phục sự thiên lệch này, 2.4 đã ra mắt cơ chế SPoRA, giới thiệu chỉ mục toàn cầu và truy cập ngẫu nhiên hash chậm, buộc thợ mỏ phải thực sự nắm giữ các khối dữ liệu để tham gia vào việc tạo khối hiệu quả, từ đó làm giảm hiệu ứng tích lũy sức mạnh tính toán. Kết quả là, thợ mỏ bắt đầu chú ý đến tốc độ truy cập lưu trữ, thúc đẩy việc ứng dụng SSD và thiết bị đọc/ghi tốc độ cao. 2.6 đã giới thiệu chuỗi hash để kiểm soát nhịp độ tạo khối, cân bằng lợi ích biên của thiết bị hiệu suất cao, cung cấp không gian tham gia công bằng cho các thợ mỏ nhỏ và vừa.
Các phiên bản tiếp theo tăng cường khả năng hợp tác mạng và tính đa dạng lưu trữ: 2.7 thêm cơ chế khai thác hợp tác và hồ đào, nâng cao khả năng cạnh tranh của các thợ đào nhỏ; 2.8 ra mắt cơ chế đóng gói phức hợp, cho phép các thiết bị lớn có dung lượng thấp tham gia linh hoạt; 2.9 giới thiệu quy trình đóng gói mới theo định dạng replica_2_9, nâng cao đáng kể hiệu suất và giảm phụ thuộc vào tính toán, hoàn thành mô hình khai thác dữ liệu định hướng.
Nhìn chung, con đường nâng cấp của Arweave rõ ràng thể hiện chiến lược dài hạn hướng đến lưu trữ: trong khi liên tục chống lại xu hướng tập trung sức mạnh tính toán, Arweave cũng giảm thiểu rào cản tham gia, đảm bảo khả năng vận hành lâu dài của giao thức.
Walrus: Nỗ lực mới trong lưu trữ dữ liệu nóng
Ý tưởng thiết kế của Walrus hoàn toàn khác biệt với Filecoin và Arweave. Điểm khởi đầu của Filecoin là xây dựng một hệ thống lưu trữ có thể xác minh phi tập trung, với cái giá là lưu trữ dữ liệu lạnh; Điểm khởi đầu của Arweave là tạo ra một thư viện Alexandria trên chuỗi có thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn, với cái giá là số lượng ứng dụng quá ít; Điểm khởi đầu của Walrus là tối ưu hóa chi phí lưu trữ cho giao thức lưu trữ dữ liệu nóng.
RedStuff: Sự đổi mới và hạn chế của mã sửa lỗi được cải tiến ma thuật
Trong thiết kế chi phí lưu trữ, Walrus cho rằng chi phí lưu trữ của Filecoin và Arweave là không hợp lý. Cả hai đều áp dụng kiến trúc sao chép hoàn toàn, lợi thế chính của chúng là mỗi nút đều giữ bản sao đầy đủ, có khả năng chịu lỗi mạnh mẽ và tính độc lập giữa các nút. Kiến trúc này đảm bảo rằng ngay cả khi một số nút ngoại tuyến, mạng vẫn có khả năng truy cập dữ liệu. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là hệ thống cần nhiều bản sao dư thừa để duy trì tính mạnh mẽ, từ đó làm tăng chi phí lưu trữ. Đặc biệt trong thiết kế của Arweave, cơ chế đồng thuận tự nó khuyến khích các nút lưu trữ dư thừa để tăng cường tính bảo mật dữ liệu. So với điều đó, Filecoin có tính linh hoạt hơn trong việc kiểm soát chi phí, nhưng cái giá phải trả là một số lưu trữ chi phí thấp có thể có nguy cơ mất dữ liệu cao hơn. Walrus cố gắng tìm kiếm sự cân bằng giữa hai bên, cơ chế của nó trong việc kiểm soát chi phí sao chép trong khi tăng cường khả năng sử dụng thông qua cách thức dư thừa có cấu trúc, từ đó thiết lập một con đường thỏa hiệp mới giữa khả năng truy cập dữ liệu và hiệu quả chi phí.
Công nghệ RedStuff do Walrus tự sáng tạo là kỹ thuật then chốt để giảm thiểu độ dư thừa của các nút, nó bắt nguồn từ mã Reed-Solomon(RS). Mã RS là một thuật toán mã sửa lỗi rất truyền thống, mã sửa lỗi là một kỹ thuật cho phép nhân đôi tập dữ liệu bằng cách thêm các đoạn dư thừa, có thể được sử dụng để tái tạo dữ liệu gốc. Từ CD-ROM đến truyền thông vệ tinh cho đến mã QR, nó được sử dụng thường xuyên trong cuộc sống hàng ngày.
Mã sửa lỗi cho phép người dùng lấy một khối, chẳng hạn như 1MB, sau đó "phóng đại" nó lên 2MB, trong đó 1MB bổ sung được gọi là dữ liệu đặc biệt của mã sửa lỗi. Nếu bất kỳ byte nào trong khối bị mất, người dùng có thể dễ dàng khôi phục các byte đó thông qua mã. Ngay cả khi mất tới 1MB của khối, bạn vẫn có thể khôi phục toàn bộ khối. Công nghệ tương tự cho phép máy tính đọc tất cả dữ liệu trên CD-ROM, ngay cả khi nó đã bị hư hại.
Hiện nay, mã RS là mã được sử dụng phổ biến nhất. Cách thức thực hiện là bắt đầu từ k khối thông tin, xây dựng đa thức liên quan và đánh giá nó tại các tọa độ x khác nhau để có được các khối mã. Sử dụng mã sửa lỗi RS, khả năng mất một khối dữ liệu lớn do lấy mẫu ngẫu nhiên là rất nhỏ.
Đặc điểm nổi bật nhất của RedStuff là gì? Thông qua việc cải thiện thuật toán mã hóa chéo, Walrus có thể nhanh chóng và một cách đáng tin cậy mã hóa các khối dữ liệu phi cấu trúc thành các mảnh nhỏ hơn, những mảnh này sẽ được lưu trữ phân phối trong một mạng lưới nút lưu trữ. Ngay cả khi mất tới hai phần ba mảnh, vẫn có thể nhanh chóng tái cấu trúc khối dữ liệu gốc bằng cách sử dụng một phần các mảnh. Điều này trở nên khả thi trong khi giữ cho hệ số sao chép chỉ từ 4 đến 5 lần.
Do đó, việc định nghĩa Walrus là một giao thức dư thừa và phục hồi nhẹ được thiết kế lại xung quanh bối cảnh Phi tập trung là hợp lý. So với mã sửa lỗi truyền thống ( như Reed-Solomon ), RedStuff không còn theo đuổi sự nhất quán toán học nghiêm ngặt, mà là sự thỏa hiệp thực tế về phân phối dữ liệu, xác minh lưu trữ và chi phí tính toán. Mô hình này từ bỏ cơ chế giải mã tức thì cần thiết cho lập lịch tập trung, thay vào đó sử dụng xác minh Proof trên chuỗi để kiểm tra xem các nút có lưu giữ bản sao dữ liệu cụ thể hay không, nhằm thích ứng với cấu trúc mạng linh hoạt và biên hóa hơn.
Cốt lõi thiết kế của RedStuff là phân chia dữ liệu thành hai loại: lát chính và lát phụ. Lát chính được sử dụng để phục hồi dữ liệu gốc, việc tạo ra và phân phối của nó chịu sự ràng buộc nghiêm ngặt, ngưỡng phục hồi là f+1 và cần 2f+1 chữ ký làm bảo đảm khả năng sử dụng; lát phụ được tạo ra thông qua các phép toán đơn giản như kết hợp XOR, với mục đích cung cấp khả năng chịu lỗi linh hoạt, nâng cao tính ổn định của hệ thống tổng thể. Cấu trúc này về bản chất đã giảm yêu cầu về tính nhất quán của dữ liệu - cho phép các nút khác nhau lưu trữ các phiên bản dữ liệu khác nhau trong thời gian ngắn, nhấn mạnh "tính nhất quán cuối cùng" như là con đường thực hành. Mặc dù có sự tương đồng với yêu cầu lỏng lẻo về khối hồi tố trong các hệ thống như Arweave, đạt được một số hiệu quả trong việc giảm tải cho mạng, nhưng đồng thời cũng làm yếu đi khả năng sử dụng ngay lập tức và bảo đảm tính toàn vẹn của dữ liệu.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
11 thích
Phần thưởng
11
3
Chia sẻ
Bình luận
0/400
MaticHoleFiller
· 07-26 17:56
Một đường đua khác của bò
Xem bản gốcTrả lời0
StakeWhisperer
· 07-26 17:52
thị trường tăng đều nói về lưu trữ vĩnh viễn, Thị trường Bear sao không ai lưu trữ?
Phi tập trung lưu trữ tiến hóa: từ dữ liệu lạnh đến bước đột phá dữ liệu nóng
Phi tập trung lưu trữ của sự tiến hóa: từ khái niệm đến ứng dụng
Lưu trữ từng là một trong những lĩnh vực nóng của ngành công nghiệp blockchain. Filecoin, với tư cách là dự án dẫn đầu trong đợt tăng giá trước đó, đã có lúc đạt giá trị thị trường trên 10 tỷ USD. Arweave với điểm bán hàng lưu trữ vĩnh viễn, giá trị thị trường cao nhất đạt 3,5 tỷ USD. Tuy nhiên, khi những hạn chế của lưu trữ dữ liệu lạnh được phơi bày, tính cần thiết của lưu trữ vĩnh viễn bị nghi ngờ, triển vọng lưu trữ Phi tập trung cũng bị đặt dấu hỏi.
Sự xuất hiện của Walrus đã mang lại sức sống mới cho lĩnh vực lưu trữ đã im ắng từ lâu. Hiện nay, Aptos và Jump Crypto hợp tác ra mắt Shelby, nhằm thúc đẩy sự đột phá của lưu trữ Phi tập trung trong lĩnh vực dữ liệu nóng. Liệu lưu trữ Phi tập trung có thể trở lại, cung cấp các trường hợp ứng dụng rộng rãi? Hay chỉ là một đợt thổi phồng khái niệm khác? Bài viết này sẽ xuất phát từ lộ trình phát triển của bốn dự án: Filecoin, Arweave, Walrus và Shelby, phân tích quá trình tiến hóa của lưu trữ Phi tập trung, và thảo luận về triển vọng phát triển trong tương lai.
Filecoin: Tên lưu trữ, thực tế khai thác
Filecoin là một trong những dự án tiền điện tử đầu tiên nổi lên, với định hướng phát triển xoay quanh Phi tập trung. Đây là đặc điểm chung của các dự án tiền điện tử sớm - khám phá ý nghĩa của Phi tập trung trong các lĩnh vực truyền thống khác nhau. Filecoin kết hợp lưu trữ với Phi tập trung, nêu ra rủi ro tin cậy của lưu trữ dữ liệu tập trung, cố gắng chuyển đổi lưu trữ tập trung sang lưu trữ Phi tập trung. Tuy nhiên, một số thỏa hiệp được thực hiện để đạt được Phi tập trung lại chính là những điểm đau mà các dự án sau này như Arweave hay Walrus cố gắng giải quyết. Để hiểu tại sao Filecoin về cơ bản là một dự án tiền mã hóa, cần phải hiểu những hạn chế khách quan của công nghệ nền tảng IPFS trong việc xử lý dữ liệu nóng.
IPFS:Phi tập trung kiến trúc của nút thắt truyền tải
IPFS( Hệ thống tệp liên sao) ra đời vào khoảng năm 2015, nhằm thay thế giao thức HTTP truyền thống thông qua địa chỉ hóa nội dung. Vấn đề lớn nhất của IPFS là tốc độ truy xuất cực kỳ chậm. Trong thời đại mà dịch vụ dữ liệu truyền thống có thể đạt được phản hồi trong mili giây, IPFS vẫn cần đến hàng chục giây để truy xuất một tệp, điều này khiến nó khó có thể được phổ biến trong ứng dụng thực tiễn, cũng giải thích tại sao ngoài một số dự án blockchain, nó hiếm khi được ngành công nghiệp truyền thống áp dụng.
Giao thức P2P ở tầng IPFS chủ yếu phù hợp với "dữ liệu lạnh", tức là nội dung tĩnh không thường xuyên thay đổi như video, hình ảnh và tài liệu. Tuy nhiên, trong việc xử lý dữ liệu nóng, chẳng hạn như trang web động, trò chơi trực tuyến hoặc ứng dụng AI, giao thức P2P không có lợi thế rõ ràng so với CDN truyền thống.
Mặc dù IPFS bản thân nó không phải là blockchain, nhưng thiết kế đồ thị có hướng không chu trình (DAG) mà nó áp dụng rất phù hợp với nhiều chuỗi công cộng và giao thức Web3, khiến nó trở thành khung xây dựng nền tảng tự nhiên cho blockchain. Vì vậy, ngay cả khi thiếu giá trị thực tiễn, việc làm khung nền cho câu chuyện blockchain đã đủ, các dự án mã hóa đầu tiên chỉ cần một khung chạy được để mở ra tầm nhìn lớn. Nhưng khi Filecoin phát triển đến một giai đoạn nhất định, những hạn chế mà IPFS mang lại bắt đầu cản trở sự phát triển tiếp theo của nó.
Logic của tiền xu dưới lớp vỏ lưu trữ
IPFS được thiết kế với mục đích cho phép người dùng lưu trữ dữ liệu đồng thời trở thành một phần của mạng lưu trữ. Tuy nhiên, trong bối cảnh thiếu động lực kinh tế, rất khó để người dùng tự nguyện sử dụng hệ thống này, chưa nói đến việc trở thành các nút lưu trữ tích cực. Điều này có nghĩa là, hầu hết người dùng chỉ lưu trữ tệp trên IPFS mà không đóng góp không gian lưu trữ của riêng họ, cũng như không lưu trữ tệp của người khác. Chính trong bối cảnh như vậy, Filecoin ra đời.
Trong mô hình kinh tế token của Filecoin có ba vai trò chính: Người dùng chịu trách nhiệm thanh toán phí để lưu trữ dữ liệu; Thợ mỏ lưu trữ nhận phần thưởng token vì đã lưu trữ dữ liệu của người dùng; Thợ mỏ truy xuất cung cấp dữ liệu khi người dùng cần và nhận phần thưởng.
Mô hình này có không gian tiềm ẩn cho hành vi xấu. Các thợ mỏ lưu trữ có thể lấp đầy dữ liệu rác để nhận phần thưởng sau khi cung cấp không gian lưu trữ. Do những dữ liệu rác này không được truy xuất, ngay cả khi bị mất, cũng sẽ không kích hoạt cơ chế phạt đối với thợ mỏ lưu trữ. Điều này cho phép các thợ mỏ lưu trữ xóa dữ liệu rác và lặp lại quá trình này. Đồng thuận chứng minh sao chép của Filecoin chỉ có thể đảm bảo rằng dữ liệu của người dùng không bị xóa một cách trái phép, nhưng không thể ngăn chặn các thợ mỏ lấp đầy dữ liệu rác.
Việc vận hành của Filecoin chủ yếu phụ thuộc vào sự đầu tư liên tục của các thợ mỏ vào nền kinh tế token, chứ không phải dựa trên nhu cầu thực tế của người dùng cuối đối với lưu trữ phi tập trung. Mặc dù dự án vẫn đang không ngừng cải tiến, nhưng ở giai đoạn hiện tại, việc xây dựng hệ sinh thái của Filecoin phù hợp hơn với định vị dự án lưu trữ "logic thợ mỏ" hơn là "ứng dụng驱动".
Arweave: Thắng bại của chủ nghĩa lâu dài
So với Filecoin cố gắng xây dựng một "đám mây dữ liệu" phi tập trung có thể khuyến khích và chứng minh, Arweave lại đi theo một hướng cực đoan khác trong lưu trữ: cung cấp khả năng lưu trữ vĩnh viễn cho dữ liệu. Arweave không cố gắng xây dựng một nền tảng tính toán phân tán, toàn bộ hệ thống của nó xoay quanh một giả thuyết cốt lõi - dữ liệu quan trọng nên được lưu trữ một lần và giữ lại mãi mãi trên mạng. Sự theo đuổi cực đoan của chủ nghĩa lâu dài này khiến Arweave khác biệt với Filecoin từ cơ chế đến mô hình khuyến khích, từ yêu cầu phần cứng đến góc độ kể chuyện.
Arweave lấy Bitcoin làm đối tượng học tập, cố gắng tối ưu hóa mạng lưu trữ vĩnh viễn của mình trong một chu kỳ dài tính bằng năm. Arweave không chú trọng đến tiếp thị, cũng không quan tâm đến đối thủ cạnh tranh và xu hướng phát triển của thị trường. Nó chỉ đơn giản là tiếp tục tiến lên trên con đường lặp lại kiến trúc mạng, ngay cả khi không ai quan tâm cũng không bận tâm, vì đó chính là bản chất của nhóm phát triển Arweave: chủ nghĩa lâu dài. Nhờ vào chủ nghĩa lâu dài, Arweave đã được hưởng ứng nồng nhiệt trong đợt tăng giá trước đó; cũng chính vì chủ nghĩa lâu dài, ngay cả khi rơi vào đáy, Arweave vẫn có thể trụ vững qua vài vòng tăng giảm. Chỉ có điều, liệu lưu trữ phi tập trung trong tương lai có chỗ đứng cho Arweave hay không? Giá trị tồn tại của lưu trữ vĩnh viễn chỉ có thể được chứng minh qua thời gian.
Mạng chính Arweave từ phiên bản 1.5 đến phiên bản gần đây nhất 2.9, mặc dù đã mất đi sự chú ý từ thị trường, nhưng vẫn nỗ lực để cho nhiều thợ mỏ tham gia vào mạng với chi phí tối thiểu, và khuyến khích thợ mỏ lưu trữ dữ liệu tối đa, không ngừng nâng cao độ bền vững của toàn bộ mạng. Arweave hiểu rõ rằng mình không phù hợp với sở thích của thị trường, đã áp dụng một con đường bảo thủ, không ôm ấp cộng đồng thợ mỏ, hệ sinh thái hoàn toàn ngưng trệ, nâng cấp mạng chính với chi phí tối thiểu, trong khi không làm tổn hại đến an ninh mạng, không ngừng hạ thấp ngưỡng phần cứng.
Tổng quan về con đường nâng cấp từ 1.5-2.9
Phiên bản Arweave 1.5 đã phát hiện ra lỗ hổng cho phép thợ mỏ dựa vào việc xếp chồng GPU thay vì lưu trữ thực để tối ưu hóa tỷ lệ xuất khối. Để kiềm chế xu hướng này, phiên bản 1.7 giới thiệu thuật toán RandomX, hạn chế việc sử dụng sức mạnh tính toán chuyên dụng, thay vào đó yêu cầu CPU đa năng tham gia vào việc khai thác, từ đó làm suy yếu sự phi tập trung của sức mạnh tính toán.
Trong phiên bản 2.0, Arweave áp dụng SPoA, chuyển đổi chứng minh dữ liệu thành cấu trúc đường dẫn Merkle Tree đơn giản và giới thiệu giao dịch định dạng 2 để giảm tải đồng bộ. Kiến trúc này đã giảm bớt áp lực băng thông mạng, làm tăng khả năng hợp tác của các nút một cách đáng kể. Tuy nhiên, một số thợ mỏ vẫn có thể tránh trách nhiệm lưu giữ dữ liệu thực thông qua chiến lược hồ chứa lưu trữ tốc độ cao tập trung.
Để khắc phục sự thiên lệch này, 2.4 đã ra mắt cơ chế SPoRA, giới thiệu chỉ mục toàn cầu và truy cập ngẫu nhiên hash chậm, buộc thợ mỏ phải thực sự nắm giữ các khối dữ liệu để tham gia vào việc tạo khối hiệu quả, từ đó làm giảm hiệu ứng tích lũy sức mạnh tính toán. Kết quả là, thợ mỏ bắt đầu chú ý đến tốc độ truy cập lưu trữ, thúc đẩy việc ứng dụng SSD và thiết bị đọc/ghi tốc độ cao. 2.6 đã giới thiệu chuỗi hash để kiểm soát nhịp độ tạo khối, cân bằng lợi ích biên của thiết bị hiệu suất cao, cung cấp không gian tham gia công bằng cho các thợ mỏ nhỏ và vừa.
Các phiên bản tiếp theo tăng cường khả năng hợp tác mạng và tính đa dạng lưu trữ: 2.7 thêm cơ chế khai thác hợp tác và hồ đào, nâng cao khả năng cạnh tranh của các thợ đào nhỏ; 2.8 ra mắt cơ chế đóng gói phức hợp, cho phép các thiết bị lớn có dung lượng thấp tham gia linh hoạt; 2.9 giới thiệu quy trình đóng gói mới theo định dạng replica_2_9, nâng cao đáng kể hiệu suất và giảm phụ thuộc vào tính toán, hoàn thành mô hình khai thác dữ liệu định hướng.
Nhìn chung, con đường nâng cấp của Arweave rõ ràng thể hiện chiến lược dài hạn hướng đến lưu trữ: trong khi liên tục chống lại xu hướng tập trung sức mạnh tính toán, Arweave cũng giảm thiểu rào cản tham gia, đảm bảo khả năng vận hành lâu dài của giao thức.
Walrus: Nỗ lực mới trong lưu trữ dữ liệu nóng
Ý tưởng thiết kế của Walrus hoàn toàn khác biệt với Filecoin và Arweave. Điểm khởi đầu của Filecoin là xây dựng một hệ thống lưu trữ có thể xác minh phi tập trung, với cái giá là lưu trữ dữ liệu lạnh; Điểm khởi đầu của Arweave là tạo ra một thư viện Alexandria trên chuỗi có thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn, với cái giá là số lượng ứng dụng quá ít; Điểm khởi đầu của Walrus là tối ưu hóa chi phí lưu trữ cho giao thức lưu trữ dữ liệu nóng.
RedStuff: Sự đổi mới và hạn chế của mã sửa lỗi được cải tiến ma thuật
Trong thiết kế chi phí lưu trữ, Walrus cho rằng chi phí lưu trữ của Filecoin và Arweave là không hợp lý. Cả hai đều áp dụng kiến trúc sao chép hoàn toàn, lợi thế chính của chúng là mỗi nút đều giữ bản sao đầy đủ, có khả năng chịu lỗi mạnh mẽ và tính độc lập giữa các nút. Kiến trúc này đảm bảo rằng ngay cả khi một số nút ngoại tuyến, mạng vẫn có khả năng truy cập dữ liệu. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là hệ thống cần nhiều bản sao dư thừa để duy trì tính mạnh mẽ, từ đó làm tăng chi phí lưu trữ. Đặc biệt trong thiết kế của Arweave, cơ chế đồng thuận tự nó khuyến khích các nút lưu trữ dư thừa để tăng cường tính bảo mật dữ liệu. So với điều đó, Filecoin có tính linh hoạt hơn trong việc kiểm soát chi phí, nhưng cái giá phải trả là một số lưu trữ chi phí thấp có thể có nguy cơ mất dữ liệu cao hơn. Walrus cố gắng tìm kiếm sự cân bằng giữa hai bên, cơ chế của nó trong việc kiểm soát chi phí sao chép trong khi tăng cường khả năng sử dụng thông qua cách thức dư thừa có cấu trúc, từ đó thiết lập một con đường thỏa hiệp mới giữa khả năng truy cập dữ liệu và hiệu quả chi phí.
Công nghệ RedStuff do Walrus tự sáng tạo là kỹ thuật then chốt để giảm thiểu độ dư thừa của các nút, nó bắt nguồn từ mã Reed-Solomon(RS). Mã RS là một thuật toán mã sửa lỗi rất truyền thống, mã sửa lỗi là một kỹ thuật cho phép nhân đôi tập dữ liệu bằng cách thêm các đoạn dư thừa, có thể được sử dụng để tái tạo dữ liệu gốc. Từ CD-ROM đến truyền thông vệ tinh cho đến mã QR, nó được sử dụng thường xuyên trong cuộc sống hàng ngày.
Mã sửa lỗi cho phép người dùng lấy một khối, chẳng hạn như 1MB, sau đó "phóng đại" nó lên 2MB, trong đó 1MB bổ sung được gọi là dữ liệu đặc biệt của mã sửa lỗi. Nếu bất kỳ byte nào trong khối bị mất, người dùng có thể dễ dàng khôi phục các byte đó thông qua mã. Ngay cả khi mất tới 1MB của khối, bạn vẫn có thể khôi phục toàn bộ khối. Công nghệ tương tự cho phép máy tính đọc tất cả dữ liệu trên CD-ROM, ngay cả khi nó đã bị hư hại.
Hiện nay, mã RS là mã được sử dụng phổ biến nhất. Cách thức thực hiện là bắt đầu từ k khối thông tin, xây dựng đa thức liên quan và đánh giá nó tại các tọa độ x khác nhau để có được các khối mã. Sử dụng mã sửa lỗi RS, khả năng mất một khối dữ liệu lớn do lấy mẫu ngẫu nhiên là rất nhỏ.
Đặc điểm nổi bật nhất của RedStuff là gì? Thông qua việc cải thiện thuật toán mã hóa chéo, Walrus có thể nhanh chóng và một cách đáng tin cậy mã hóa các khối dữ liệu phi cấu trúc thành các mảnh nhỏ hơn, những mảnh này sẽ được lưu trữ phân phối trong một mạng lưới nút lưu trữ. Ngay cả khi mất tới hai phần ba mảnh, vẫn có thể nhanh chóng tái cấu trúc khối dữ liệu gốc bằng cách sử dụng một phần các mảnh. Điều này trở nên khả thi trong khi giữ cho hệ số sao chép chỉ từ 4 đến 5 lần.
Do đó, việc định nghĩa Walrus là một giao thức dư thừa và phục hồi nhẹ được thiết kế lại xung quanh bối cảnh Phi tập trung là hợp lý. So với mã sửa lỗi truyền thống ( như Reed-Solomon ), RedStuff không còn theo đuổi sự nhất quán toán học nghiêm ngặt, mà là sự thỏa hiệp thực tế về phân phối dữ liệu, xác minh lưu trữ và chi phí tính toán. Mô hình này từ bỏ cơ chế giải mã tức thì cần thiết cho lập lịch tập trung, thay vào đó sử dụng xác minh Proof trên chuỗi để kiểm tra xem các nút có lưu giữ bản sao dữ liệu cụ thể hay không, nhằm thích ứng với cấu trúc mạng linh hoạt và biên hóa hơn.
Cốt lõi thiết kế của RedStuff là phân chia dữ liệu thành hai loại: lát chính và lát phụ. Lát chính được sử dụng để phục hồi dữ liệu gốc, việc tạo ra và phân phối của nó chịu sự ràng buộc nghiêm ngặt, ngưỡng phục hồi là f+1 và cần 2f+1 chữ ký làm bảo đảm khả năng sử dụng; lát phụ được tạo ra thông qua các phép toán đơn giản như kết hợp XOR, với mục đích cung cấp khả năng chịu lỗi linh hoạt, nâng cao tính ổn định của hệ thống tổng thể. Cấu trúc này về bản chất đã giảm yêu cầu về tính nhất quán của dữ liệu - cho phép các nút khác nhau lưu trữ các phiên bản dữ liệu khác nhau trong thời gian ngắn, nhấn mạnh "tính nhất quán cuối cùng" như là con đường thực hành. Mặc dù có sự tương đồng với yêu cầu lỏng lẻo về khối hồi tố trong các hệ thống như Arweave, đạt được một số hiệu quả trong việc giảm tải cho mạng, nhưng đồng thời cũng làm yếu đi khả năng sử dụng ngay lập tức và bảo đảm tính toàn vẹn của dữ liệu.
Không thể bỏ qua là, RedStuff