Descentralização do armazenamento: o difícil caminho do conceito à implementação
O armazenamento foi uma das áreas mais populares da indústria de blockchain. O Filecoin, como um projeto representativo do último mercado em alta, teve um valor de mercado que ultrapassou os dez bilhões de dólares. O Arweave destacou-se pelo armazenamento permanente, alcançando um valor de mercado máximo de 3,5 bilhões de dólares. No entanto, com a disponibilidade do armazenamento de dados frios sendo questionada, a necessidade de armazenamento permanente também foi desafiada, e o futuro do armazenamento descentralizado foi ofuscado.
A aparição do Walrus trouxe nova atenção para o setor de armazenamento, que estava em silêncio há muito tempo. Recentemente, o projeto Shelby, lançado em parceria entre a Aptos e a Jump Crypto, visa levar a Descentralização do armazenamento no campo de dados quentes a novos patamares. Assim, a Descentralização do armazenamento pode ter a esperança de ressurgir e ser aplicada em cenários mais amplos? Ou é apenas mais uma rodada de especulação de conceitos? Este artigo analisará a evolução da Descentralização do armazenamento, começando com o desenvolvimento dos quatro projetos: Filecoin, Arweave, Walrus e Shelby, e explorará suas perspectivas futuras.
Filecoin: o nome do armazenamento, a realidade da mineração
Filecoin é um dos primeiros projetos de criptomoeda a emergir, e sua direção de desenvolvimento naturalmente gira em torno da Descentralização. Esta é uma característica comum dos projetos de criptomoeda iniciais - buscar o significado da Descentralização em vários campos tradicionais. O Filecoin combina armazenamento com Descentralização, propondo soluções para os problemas do armazenamento centralizado. No entanto, certos compromissos feitos para alcançar a Descentralização acabaram se tornando pontos problemáticos que projetos posteriores, como Arweave ou Walrus, tentaram resolver. Para entender que o Filecoin é essencialmente um projeto de moeda minerada, é necessário compreender as limitações objetivas da sua tecnologia subjacente IPFS no tratamento de dados quentes.
IPFS: Descentralização da arquitetura de transmissão de gargalos
O IPFS(, sistema de arquivos interplanetário, foi lançado por volta de 2015, com o objetivo de revolucionar o protocolo HTTP tradicional através de endereçamento por conteúdo. A maior desvantagem do IPFS é a velocidade de obtenção extremamente lenta. Em uma era em que provedores de dados tradicionais conseguem tempos de resposta na faixa de milissegundos, o IPFS ainda leva mais de dez segundos para obter um arquivo, o que torna difícil sua promoção em aplicações práticas e explica por que, além de alguns projetos de blockchain, ele raramente é adotado por indústrias tradicionais.
O protocolo P2P subjacente do IPFS é principalmente adequado para "dados frios", ou seja, conteúdo estático que não muda com frequência, como vídeos, imagens e documentos. No entanto, ao lidar com dados quentes, como páginas da web dinâmicas, jogos online ou aplicações de inteligência artificial, o protocolo P2P não tem vantagens significativas em comparação com as CDNs tradicionais.
Apesar de o IPFS não ser uma blockchain, o conceito de design baseado em gráfico acíclico direcionado )DAG( que ele adota está altamente alinhado com muitas blockchains e protocolos Web3, tornando-o naturalmente adequado como uma estrutura de construção subjacente para blockchains. Portanto, mesmo que haja deficiências em termos de utilidade, como estrutura subjacente para sustentar a narrativa da blockchain, já é suficiente. Projetos de criptomoeda iniciais precisavam apenas de uma estrutura funcional para iniciar uma grande visão, mas à medida que o Filecoin se desenvolveu em um certo estágio, os problemas inerentes trazidos pelo IPFS começaram a obstruir seu desenvolvimento adicional.
) Lógica dos miner coins sob a camada de armazenamento
O design do IPFS teve como objetivo permitir que os usuários, ao armazenar dados, também pudessem se tornar parte da rede de armazenamento. No entanto, na ausência de incentivos econômicos, é difícil para os usuários utilizarem voluntariamente este sistema, quanto mais se tornarem nós de armazenamento ativos. Isso significa que a maioria dos usuários apenas armazenará arquivos no IPFS, mas não contribuirá com seu espaço de armazenamento, nem armazenará arquivos de outras pessoas. Foi nesse contexto que o Filecoin surgiu.
No modelo econômico de tokens do Filecoin, existem três papéis principais: os usuários são responsáveis por pagar taxas para armazenar dados; os mineradores de armazenamento recebem recompensas em tokens por armazenar os dados dos usuários; os mineradores de recuperação fornecem dados quando os usuários precisam e recebem recompensas.
Este modelo apresenta um espaço potencial para comportamentos maliciosos. Os mineradores de armazenamento podem, após fornecer espaço de armazenamento, preencher com dados lixo para obter recompensas. Como esses dados lixo não são recuperados, mesmo que se percam, não acionam o mecanismo de penalização dos mineradores de armazenamento. Isso permite que os mineradores de armazenamento excluam os dados lixo e repitam este processo. O consenso de prova de replicação do Filecoin só pode garantir que os dados dos usuários não foram excluídos sem autorização, mas não pode impedir que os mineradores preencham com dados lixo.
A operação do Filecoin depende em grande parte do investimento contínuo dos mineradores na economia dos tokens, em vez de se basear na verdadeira demanda dos usuários finais por armazenamento descentralizado. Embora o projeto continue a iterar, neste estágio, a construção do ecossistema do Filecoin está mais alinhada com a "lógica de mineração" do que com a posicionamento de um projeto de armazenamento "orientado por aplicações".
Arweave: Ganhos e perdas do long-termismo
Se o objetivo de design do Filecoin é construir uma estrutura de "nuvem de dados" descentralizada, incentivada e verificável, então o Arweave segue em uma direção extrema no armazenamento: fornecer capacidade de armazenamento permanente para os dados. O Arweave não tenta construir uma plataforma de computação distribuída; todo o seu sistema se desenvolve em torno de uma hipótese central - dados importantes devem ser armazenados uma única vez e permanecer para sempre na rede. Esse extremo longo-prazismo faz com que o Arweave, desde o mecanismo até o modelo de incentivos, desde os requisitos de hardware até a perspectiva narrativa, seja muito diferente do Filecoin.
Arweave tem o Bitcoin como objeto de estudo, tentando otimizar continuamente sua rede de armazenamento permanente ao longo de longos períodos, medidos em anos. Arweave não se concentra em marketing, nem se importa com concorrentes e tendências de mercado. Ele continua avançando no caminho da iteração da arquitetura da rede, mesmo que ninguém se importe, pois essa é a essência da equipe de desenvolvimento da Arweave: o long-termismo. Graças ao long-termismo, Arweave foi muito valorizado no último mercado em alta; e também por causa do long-termismo, mesmo caindo ao fundo do poço, Arweave ainda pode sobreviver a várias rodadas de mercados em alta e em baixa. Mas será que o armazenamento descentralizado do futuro terá um lugar para a Arweave?
A mainnet da Arweave passou da versão 1.5 para a recente versão 2.9. Apesar de ter perdido a atenção do mercado, tem-se dedicado a permitir que um maior número de mineradores participe da rede com o menor custo possível, e a incentivar os mineradores a armazenar dados ao máximo, aumentando constantemente a robustez de toda a rede. A Arweave tem plena consciência de que não se alinha com as preferências do mercado, por isso optou por uma abordagem conservadora, não abraçando a comunidade de mineradores, resultando em um ecossistema completamente estagnado, fazendo atualizações na mainnet com o menor custo possível, enquanto continua a reduzir a barreira de hardware, sem comprometer a segurança da rede.
Revisão da atualização da versão 1.5-2.9
A versão 1.5 do Arweave expôs uma vulnerabilidade que permitia aos mineradores depender da pilha de GPUs em vez do armazenamento real para otimizar a probabilidade de criação de blocos. Para conter essa tendência, a versão 1.7 introduziu o algoritmo RandomX, limitando o uso de poder de cálculo especializado e exigindo que CPUs genéricas participassem da mineração, enfraquecendo assim a centralização do poder de cálculo.
A versão 2.0 utiliza SPoA, transformando a prova de dados em um caminho conciso da estrutura da árvore de Merkle e introduzindo transações do formato 2 para reduzir a carga de sincronização. Esta arquitetura alivia a pressão da largura de banda da rede, aumentando significativamente a capacidade de colaboração dos nós. No entanto, alguns mineradores ainda podem evitar a responsabilidade de posse de dados reais através de estratégias de pools de armazenamento centralizados de alta velocidade.
A versão 2.4 introduziu o mecanismo SPoRA, que traz um índice global e acesso aleatório lento a hashes, exigindo que os mineradores possuam dados reais para participar da criação de blocos válidos, enfraquecendo assim o efeito de empilhamento de poder de hash. Como resultado, os mineradores começaram a se preocupar com a velocidade de acesso ao armazenamento, promovendo a aplicação de SSDs e dispositivos de leitura e gravação de alta velocidade. A versão 2.6 introduziu o controle de ritmo de criação de blocos por meio de cadeias de hashes, equilibrando os benefícios marginais de equipamentos de alto desempenho e proporcionando um espaço justo de participação para mineradores de pequeno e médio porte.
As versões posteriores reforçam ainda mais a capacidade de colaboração em rede e a diversidade de armazenamento: a 2.7 adiciona mineração colaborativa e mecanismos de pool, aumentando a competitividade dos pequenos mineradores; a 2.8 introduz um mecanismo de empacotamento composto, permitindo que dispositivos de grande capacidade e baixa velocidade participem de forma flexível; a 2.9 introduz um novo fluxo de empacotamento no formato replica_2_9, aumentando significativamente a eficiência e reduzindo a dependência computacional, completando o ciclo do modelo de mineração orientado a dados.
De uma forma geral, o caminho de atualização do Arweave apresenta claramente sua estratégia de longo prazo orientada para o armazenamento: resistindo continuamente à tendência de concentração de poder de computação, enquanto reduz constantemente a barreira de entrada, garantindo a viabilidade da operação do protocolo a longo prazo.
Walrus: Abraçando a inovação e as limitações dos dados quentes
A abordagem de design do Walrus é completamente diferente da Filecoin e da Arweave. O ponto de partida da Filecoin é criar um sistema de armazenamento descentralizado e verificável, à custa do armazenamento de dados frios; o ponto de partida da Arweave é criar uma biblioteca de Alexandria on-chain que possa armazenar dados permanentemente, à custa de cenários de aplicação limitados; o ponto de partida do Walrus é otimizar os custos de armazenamento do protocolo de armazenamento de dados quentes.
RedStuff: Inovação de custos ou nova garrafa para vinho velho?
Na concepção dos custos de armazenamento, a Walrus considera que os custos de armazenamento do Filecoin e do Arweave são irrazoáveis. Ambos os últimos utilizam uma arquitetura de replicação completa, cuja principal vantagem é que cada nó possui uma cópia completa, conferindo uma forte capacidade de tolerância a falhas e independência entre os nós. Esse tipo de arquitetura garante que, mesmo que alguns nós estejam offline, a rede ainda possui disponibilidade de dados. No entanto, isso também significa que o sistema precisa de redundância de múltiplas cópias para manter a robustez, o que, por sua vez, eleva os custos de armazenamento. Especialmente no design do Arweave, o mecanismo de consenso em si incentiva o armazenamento redundante nos nós, para aumentar a segurança dos dados. Em comparação, o Filecoin é mais flexível no controle de custos, mas o preço é que alguns armazenamentos de baixo custo podem ter um risco maior de perda de dados. A Walrus tenta encontrar um equilíbrio entre os dois, seu mecanismo controla os custos de replicação ao mesmo tempo que, através de uma forma de redundância estruturada, aumenta a disponibilidade, estabelecendo assim um novo caminho de compromisso entre a disponibilidade de dados e a eficiência de custos.
A RedStuff, criada pelo Walrus, é a tecnologia chave para reduzir a redundância de nós, originando-se da codificação Reed-Solomon###RS(. A codificação RS é um algoritmo tradicional de código de correção de erros, utilizado para reconstruir dados originais. Desde CD-ROM até comunicações via satélite e códigos QR, é amplamente aplicada na vida cotidiana.
Códigos de correção permitem expandir um bloco de dados ) como 1MB( para o dobro do tamanho )2MB(, onde o adicional de 1MB é um dado especial de correção. Mesmo que qualquer byte do bloco seja perdido, esses códigos podem ser usados para recuperar facilmente. Mesmo em caso de perda de até 1MB de dados, ainda é possível recuperar o bloco inteiro. A mesma técnica permite que os computadores leiam todos os dados de CDs-ROM danificados.
Atualmente, o mais utilizado é o código RS. A implementação começa com k blocos de informação, constrói um polinômio relacionado e o avalia em diferentes coordenadas x para obter os blocos codificados. Ao usar códigos de correção de erros RS, a probabilidade de amostragem aleatória de grandes blocos de dados perdidos é muito pequena.
A principal característica do RedStuff é que, através da melhoria do algoritmo de codificação de correção de erros, o Walrus pode codificar rapidamente dados não estruturados em fragmentos menores e robustos, que são armazenados de forma distribuída na rede de nós de armazenamento. Mesmo que até dois terços dos fragmentos sejam perdidos, é possível reconstruir rapidamente os dados originais utilizando fragmentos parciais. Isso se torna possível mantendo o fator de replicação entre 4 a 5 vezes.
Portanto, é razoável definir o Walrus como um protocolo leve de redundância e recuperação reconfigurado em torno de um cenário de Descentralização. Em comparação com códigos de correção de erros tradicionais ), como Reed-Solomon (, o RedStuff não busca mais uma consistência matemática rigorosa, mas sim realiza compensações realistas em relação à distribuição de dados, verificação de armazenamento e custo computacional. Esse modelo abandona o mecanismo de decodificação instantânea exigido pela programação centralizada, optando por verificar através de Proof na blockchain se os nós possuem cópias específicas de dados, adaptando-se assim a uma estrutura de rede mais dinâmica e marginalizada.
O núcleo do design do RedStuff é dividir os dados em duas categorias: fatias principais e fatias secundárias. As fatias principais são utilizadas para recuperar os dados originais, sua geração e distribuição estão sujeitas a restrições rigorosas, o limiar de recuperação é de f+1 e requer 2f+1 assinaturas como endosse de disponibilidade; as fatias secundárias são geradas através de operações simples, como combinações XOR, com a função de fornecer tolerância a falhas elásticas e aumentar a robustez do sistema como um todo. Essa estrutura, essencialmente, reduz a exigência de consistência dos dados - permitindo que diferentes nós armazenem versões diferentes de dados por curtos períodos, enfatizando o caminho prático da "consistência eventual". Embora semelhante ao relaxamento dos requisitos para blocos retroativos em sistemas como o Arweave, que obteve certo efeito na redução da carga da rede, também enfraqueceu a garantia de disponibilidade imediata e integridade dos dados.
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De Filecoin a Walrus: A evolução e os desafios do armazenamento descentralizado
Descentralização do armazenamento: o difícil caminho do conceito à implementação
O armazenamento foi uma das áreas mais populares da indústria de blockchain. O Filecoin, como um projeto representativo do último mercado em alta, teve um valor de mercado que ultrapassou os dez bilhões de dólares. O Arweave destacou-se pelo armazenamento permanente, alcançando um valor de mercado máximo de 3,5 bilhões de dólares. No entanto, com a disponibilidade do armazenamento de dados frios sendo questionada, a necessidade de armazenamento permanente também foi desafiada, e o futuro do armazenamento descentralizado foi ofuscado.
A aparição do Walrus trouxe nova atenção para o setor de armazenamento, que estava em silêncio há muito tempo. Recentemente, o projeto Shelby, lançado em parceria entre a Aptos e a Jump Crypto, visa levar a Descentralização do armazenamento no campo de dados quentes a novos patamares. Assim, a Descentralização do armazenamento pode ter a esperança de ressurgir e ser aplicada em cenários mais amplos? Ou é apenas mais uma rodada de especulação de conceitos? Este artigo analisará a evolução da Descentralização do armazenamento, começando com o desenvolvimento dos quatro projetos: Filecoin, Arweave, Walrus e Shelby, e explorará suas perspectivas futuras.
Filecoin: o nome do armazenamento, a realidade da mineração
Filecoin é um dos primeiros projetos de criptomoeda a emergir, e sua direção de desenvolvimento naturalmente gira em torno da Descentralização. Esta é uma característica comum dos projetos de criptomoeda iniciais - buscar o significado da Descentralização em vários campos tradicionais. O Filecoin combina armazenamento com Descentralização, propondo soluções para os problemas do armazenamento centralizado. No entanto, certos compromissos feitos para alcançar a Descentralização acabaram se tornando pontos problemáticos que projetos posteriores, como Arweave ou Walrus, tentaram resolver. Para entender que o Filecoin é essencialmente um projeto de moeda minerada, é necessário compreender as limitações objetivas da sua tecnologia subjacente IPFS no tratamento de dados quentes.
IPFS: Descentralização da arquitetura de transmissão de gargalos
O IPFS(, sistema de arquivos interplanetário, foi lançado por volta de 2015, com o objetivo de revolucionar o protocolo HTTP tradicional através de endereçamento por conteúdo. A maior desvantagem do IPFS é a velocidade de obtenção extremamente lenta. Em uma era em que provedores de dados tradicionais conseguem tempos de resposta na faixa de milissegundos, o IPFS ainda leva mais de dez segundos para obter um arquivo, o que torna difícil sua promoção em aplicações práticas e explica por que, além de alguns projetos de blockchain, ele raramente é adotado por indústrias tradicionais.
O protocolo P2P subjacente do IPFS é principalmente adequado para "dados frios", ou seja, conteúdo estático que não muda com frequência, como vídeos, imagens e documentos. No entanto, ao lidar com dados quentes, como páginas da web dinâmicas, jogos online ou aplicações de inteligência artificial, o protocolo P2P não tem vantagens significativas em comparação com as CDNs tradicionais.
Apesar de o IPFS não ser uma blockchain, o conceito de design baseado em gráfico acíclico direcionado )DAG( que ele adota está altamente alinhado com muitas blockchains e protocolos Web3, tornando-o naturalmente adequado como uma estrutura de construção subjacente para blockchains. Portanto, mesmo que haja deficiências em termos de utilidade, como estrutura subjacente para sustentar a narrativa da blockchain, já é suficiente. Projetos de criptomoeda iniciais precisavam apenas de uma estrutura funcional para iniciar uma grande visão, mas à medida que o Filecoin se desenvolveu em um certo estágio, os problemas inerentes trazidos pelo IPFS começaram a obstruir seu desenvolvimento adicional.
) Lógica dos miner coins sob a camada de armazenamento
O design do IPFS teve como objetivo permitir que os usuários, ao armazenar dados, também pudessem se tornar parte da rede de armazenamento. No entanto, na ausência de incentivos econômicos, é difícil para os usuários utilizarem voluntariamente este sistema, quanto mais se tornarem nós de armazenamento ativos. Isso significa que a maioria dos usuários apenas armazenará arquivos no IPFS, mas não contribuirá com seu espaço de armazenamento, nem armazenará arquivos de outras pessoas. Foi nesse contexto que o Filecoin surgiu.
No modelo econômico de tokens do Filecoin, existem três papéis principais: os usuários são responsáveis por pagar taxas para armazenar dados; os mineradores de armazenamento recebem recompensas em tokens por armazenar os dados dos usuários; os mineradores de recuperação fornecem dados quando os usuários precisam e recebem recompensas.
Este modelo apresenta um espaço potencial para comportamentos maliciosos. Os mineradores de armazenamento podem, após fornecer espaço de armazenamento, preencher com dados lixo para obter recompensas. Como esses dados lixo não são recuperados, mesmo que se percam, não acionam o mecanismo de penalização dos mineradores de armazenamento. Isso permite que os mineradores de armazenamento excluam os dados lixo e repitam este processo. O consenso de prova de replicação do Filecoin só pode garantir que os dados dos usuários não foram excluídos sem autorização, mas não pode impedir que os mineradores preencham com dados lixo.
A operação do Filecoin depende em grande parte do investimento contínuo dos mineradores na economia dos tokens, em vez de se basear na verdadeira demanda dos usuários finais por armazenamento descentralizado. Embora o projeto continue a iterar, neste estágio, a construção do ecossistema do Filecoin está mais alinhada com a "lógica de mineração" do que com a posicionamento de um projeto de armazenamento "orientado por aplicações".
Arweave: Ganhos e perdas do long-termismo
Se o objetivo de design do Filecoin é construir uma estrutura de "nuvem de dados" descentralizada, incentivada e verificável, então o Arweave segue em uma direção extrema no armazenamento: fornecer capacidade de armazenamento permanente para os dados. O Arweave não tenta construir uma plataforma de computação distribuída; todo o seu sistema se desenvolve em torno de uma hipótese central - dados importantes devem ser armazenados uma única vez e permanecer para sempre na rede. Esse extremo longo-prazismo faz com que o Arweave, desde o mecanismo até o modelo de incentivos, desde os requisitos de hardware até a perspectiva narrativa, seja muito diferente do Filecoin.
Arweave tem o Bitcoin como objeto de estudo, tentando otimizar continuamente sua rede de armazenamento permanente ao longo de longos períodos, medidos em anos. Arweave não se concentra em marketing, nem se importa com concorrentes e tendências de mercado. Ele continua avançando no caminho da iteração da arquitetura da rede, mesmo que ninguém se importe, pois essa é a essência da equipe de desenvolvimento da Arweave: o long-termismo. Graças ao long-termismo, Arweave foi muito valorizado no último mercado em alta; e também por causa do long-termismo, mesmo caindo ao fundo do poço, Arweave ainda pode sobreviver a várias rodadas de mercados em alta e em baixa. Mas será que o armazenamento descentralizado do futuro terá um lugar para a Arweave?
A mainnet da Arweave passou da versão 1.5 para a recente versão 2.9. Apesar de ter perdido a atenção do mercado, tem-se dedicado a permitir que um maior número de mineradores participe da rede com o menor custo possível, e a incentivar os mineradores a armazenar dados ao máximo, aumentando constantemente a robustez de toda a rede. A Arweave tem plena consciência de que não se alinha com as preferências do mercado, por isso optou por uma abordagem conservadora, não abraçando a comunidade de mineradores, resultando em um ecossistema completamente estagnado, fazendo atualizações na mainnet com o menor custo possível, enquanto continua a reduzir a barreira de hardware, sem comprometer a segurança da rede.
Revisão da atualização da versão 1.5-2.9
A versão 1.5 do Arweave expôs uma vulnerabilidade que permitia aos mineradores depender da pilha de GPUs em vez do armazenamento real para otimizar a probabilidade de criação de blocos. Para conter essa tendência, a versão 1.7 introduziu o algoritmo RandomX, limitando o uso de poder de cálculo especializado e exigindo que CPUs genéricas participassem da mineração, enfraquecendo assim a centralização do poder de cálculo.
A versão 2.0 utiliza SPoA, transformando a prova de dados em um caminho conciso da estrutura da árvore de Merkle e introduzindo transações do formato 2 para reduzir a carga de sincronização. Esta arquitetura alivia a pressão da largura de banda da rede, aumentando significativamente a capacidade de colaboração dos nós. No entanto, alguns mineradores ainda podem evitar a responsabilidade de posse de dados reais através de estratégias de pools de armazenamento centralizados de alta velocidade.
A versão 2.4 introduziu o mecanismo SPoRA, que traz um índice global e acesso aleatório lento a hashes, exigindo que os mineradores possuam dados reais para participar da criação de blocos válidos, enfraquecendo assim o efeito de empilhamento de poder de hash. Como resultado, os mineradores começaram a se preocupar com a velocidade de acesso ao armazenamento, promovendo a aplicação de SSDs e dispositivos de leitura e gravação de alta velocidade. A versão 2.6 introduziu o controle de ritmo de criação de blocos por meio de cadeias de hashes, equilibrando os benefícios marginais de equipamentos de alto desempenho e proporcionando um espaço justo de participação para mineradores de pequeno e médio porte.
As versões posteriores reforçam ainda mais a capacidade de colaboração em rede e a diversidade de armazenamento: a 2.7 adiciona mineração colaborativa e mecanismos de pool, aumentando a competitividade dos pequenos mineradores; a 2.8 introduz um mecanismo de empacotamento composto, permitindo que dispositivos de grande capacidade e baixa velocidade participem de forma flexível; a 2.9 introduz um novo fluxo de empacotamento no formato replica_2_9, aumentando significativamente a eficiência e reduzindo a dependência computacional, completando o ciclo do modelo de mineração orientado a dados.
De uma forma geral, o caminho de atualização do Arweave apresenta claramente sua estratégia de longo prazo orientada para o armazenamento: resistindo continuamente à tendência de concentração de poder de computação, enquanto reduz constantemente a barreira de entrada, garantindo a viabilidade da operação do protocolo a longo prazo.
Walrus: Abraçando a inovação e as limitações dos dados quentes
A abordagem de design do Walrus é completamente diferente da Filecoin e da Arweave. O ponto de partida da Filecoin é criar um sistema de armazenamento descentralizado e verificável, à custa do armazenamento de dados frios; o ponto de partida da Arweave é criar uma biblioteca de Alexandria on-chain que possa armazenar dados permanentemente, à custa de cenários de aplicação limitados; o ponto de partida do Walrus é otimizar os custos de armazenamento do protocolo de armazenamento de dados quentes.
RedStuff: Inovação de custos ou nova garrafa para vinho velho?
Na concepção dos custos de armazenamento, a Walrus considera que os custos de armazenamento do Filecoin e do Arweave são irrazoáveis. Ambos os últimos utilizam uma arquitetura de replicação completa, cuja principal vantagem é que cada nó possui uma cópia completa, conferindo uma forte capacidade de tolerância a falhas e independência entre os nós. Esse tipo de arquitetura garante que, mesmo que alguns nós estejam offline, a rede ainda possui disponibilidade de dados. No entanto, isso também significa que o sistema precisa de redundância de múltiplas cópias para manter a robustez, o que, por sua vez, eleva os custos de armazenamento. Especialmente no design do Arweave, o mecanismo de consenso em si incentiva o armazenamento redundante nos nós, para aumentar a segurança dos dados. Em comparação, o Filecoin é mais flexível no controle de custos, mas o preço é que alguns armazenamentos de baixo custo podem ter um risco maior de perda de dados. A Walrus tenta encontrar um equilíbrio entre os dois, seu mecanismo controla os custos de replicação ao mesmo tempo que, através de uma forma de redundância estruturada, aumenta a disponibilidade, estabelecendo assim um novo caminho de compromisso entre a disponibilidade de dados e a eficiência de custos.
A RedStuff, criada pelo Walrus, é a tecnologia chave para reduzir a redundância de nós, originando-se da codificação Reed-Solomon###RS(. A codificação RS é um algoritmo tradicional de código de correção de erros, utilizado para reconstruir dados originais. Desde CD-ROM até comunicações via satélite e códigos QR, é amplamente aplicada na vida cotidiana.
Códigos de correção permitem expandir um bloco de dados ) como 1MB( para o dobro do tamanho )2MB(, onde o adicional de 1MB é um dado especial de correção. Mesmo que qualquer byte do bloco seja perdido, esses códigos podem ser usados para recuperar facilmente. Mesmo em caso de perda de até 1MB de dados, ainda é possível recuperar o bloco inteiro. A mesma técnica permite que os computadores leiam todos os dados de CDs-ROM danificados.
Atualmente, o mais utilizado é o código RS. A implementação começa com k blocos de informação, constrói um polinômio relacionado e o avalia em diferentes coordenadas x para obter os blocos codificados. Ao usar códigos de correção de erros RS, a probabilidade de amostragem aleatória de grandes blocos de dados perdidos é muito pequena.
A principal característica do RedStuff é que, através da melhoria do algoritmo de codificação de correção de erros, o Walrus pode codificar rapidamente dados não estruturados em fragmentos menores e robustos, que são armazenados de forma distribuída na rede de nós de armazenamento. Mesmo que até dois terços dos fragmentos sejam perdidos, é possível reconstruir rapidamente os dados originais utilizando fragmentos parciais. Isso se torna possível mantendo o fator de replicação entre 4 a 5 vezes.
Portanto, é razoável definir o Walrus como um protocolo leve de redundância e recuperação reconfigurado em torno de um cenário de Descentralização. Em comparação com códigos de correção de erros tradicionais ), como Reed-Solomon (, o RedStuff não busca mais uma consistência matemática rigorosa, mas sim realiza compensações realistas em relação à distribuição de dados, verificação de armazenamento e custo computacional. Esse modelo abandona o mecanismo de decodificação instantânea exigido pela programação centralizada, optando por verificar através de Proof na blockchain se os nós possuem cópias específicas de dados, adaptando-se assim a uma estrutura de rede mais dinâmica e marginalizada.
O núcleo do design do RedStuff é dividir os dados em duas categorias: fatias principais e fatias secundárias. As fatias principais são utilizadas para recuperar os dados originais, sua geração e distribuição estão sujeitas a restrições rigorosas, o limiar de recuperação é de f+1 e requer 2f+1 assinaturas como endosse de disponibilidade; as fatias secundárias são geradas através de operações simples, como combinações XOR, com a função de fornecer tolerância a falhas elásticas e aumentar a robustez do sistema como um todo. Essa estrutura, essencialmente, reduz a exigência de consistência dos dados - permitindo que diferentes nós armazenem versões diferentes de dados por curtos períodos, enfatizando o caminho prático da "consistência eventual". Embora semelhante ao relaxamento dos requisitos para blocos retroativos em sistemas como o Arweave, que obteve certo efeito na redução da carga da rede, também enfraqueceu a garantia de disponibilidade imediata e integridade dos dados.
Não