Merkeziyetsizlik depolamanın evrim yolu: hayalden gerçeğe

Depolama, blok zinciri sektörünün popüler yarış yollarından biri olmuştur. Filecoin, bir önceki boğa piyasasının lider projelerinden biri olarak, piyasa değeri bir ara 10 milyar doları aşmıştır. Arweave, kalıcı depolama özelliği ile öne çıkarak, en yüksek piyasa değerini 3.5 milyar dolara kadar çıkarmıştır. Ancak, soğuk veri depolamanın sınırlılıkları ortaya çıktıkça, kalıcı depolamanın gerekliliği sorgulanmaya başlandı ve merkeziyetsiz depolamanın geleceği de soru işareti haline geldi.

Walrus'un ortaya çıkışı, uzun zamandır sessiz kalan depolama alanına yeni bir canlılık getirdi. Artık Aptos, Jump Crypto ile birlikte Shelby'i tanıtarak, merkeziyetsiz depolamanın sıcak veri alanında yeni zirvelere ulaşmasını hedefliyor. Peki, merkeziyetsiz depolama geri dönebilir mi ve geniş uygulama senaryolarına çözümler sunabilir mi? Yoksa sadece bir başka spekülasyon mu? Bu makale, Filecoin, Arweave, Walrus ve Shelby gibi dört projenin gelişim yolculuğundan yola çıkarak merkeziyetsiz depolamanın anlatım değişim sürecini analiz edecek ve merkeziyetsiz depolamanın yaygınlaşma yolunun gelecekteki perspektiflerini tartışacaktır.

Filecoin: Depolama ismi, madencilik gerçeği

Filecoin, merkeziyetsizliğe odaklanarak gelişen erken dönem kripto para projelerinden biridir. Bu, erken dönem kripto projelerinin genel bir özelliğidir - çeşitli geleneksel alanlarda merkeziyetsizliğin anlamını aramak. Filecoin de bir istisna değildir, depolamayı merkeziyetsizlikle ilişkilendirerek, merkezi veri depolamanın dezavantajlarını doğal olarak belirtmektedir: merkezi depolama hizmet sağlayıcılarına olan güven varsayımı. Bu nedenle, Filecoin'in hedefi merkezi depolamayı merkeziyetsiz depolamaya dönüştürmektir. Ancak, merkeziyetsizlik için feda edilen bazı yönler, daha sonra Arweave veya Walrus gibi projelerin çözmeye çalıştığı acı noktaları haline gelmiştir. Filecoin'in esasen sadece bir madencilik parası olduğunu anlamak için, altındaki IPFS teknolojisinin sıcak verileri işlemek için uygun olmama gibi nesnel sınırlamalarını anlamak gerekmektedir.

IPFS: Merkeziyetsizlik mimarisi, ancak iletim darboğazlarından etkileniyor

IPFS( yıldızlar arası dosya sistemi ) 2015 civarında ortaya çıktı ve geleneksel HTTP protokolünü içerik adresleme yoluyla devirmeyi amaçlıyor. IPFS'nin en büyük dezavantajı alma hızının son derece yavaş olmasıdır. Geleneksel veri hizmeti sağlayıcılarının milisaniyeler düzeyinde yanıt verebildiği bir dönemde, IPFS'nin bir dosyayı alması hala on beş saniye sürmektedir, bu da onun pratik uygulamalarda yaygınlaştırılmasını zorlaştırmakta ve neden sadece birkaç blok zinciri projesinin dışında geleneksel sektörler tarafından nadiren kullanıldığını açıklamaktadır.

IPFS'in alt düzey P2P protokolü esasen "soğuk veriler" için uygundur; yani sık sık değişmeyen statik içerikler, örneğin videolar, resimler ve belgeler gibi. Ancak, dinamik web sayfaları, çevrimiçi oyunlar veya yapay zeka uygulamaları gibi sıcak veriler söz konusu olduğunda, P2P protokolü geleneksel CDN'lere göre belirgin bir avantaj sunmamaktadır.

IPFS kendisi bir blok zinciri olmamasına rağmen, benimsediği yönlendirilmiş döngüsel grafik (DAG) tasarım prensibi, birçok kamu blok zinciri ve Web3 protokolleri ile yüksek uyum sağlamaktadır, bu da onu blok zincirinin temel inşa çerçevesi olarak doğal bir şekilde uygun hale getirir. Bu nedenle, pratik bir değeri olmasa bile, blok zinciri anlatısını taşıyan bir temel çerçeve olarak yeterlidir; erken dönem kripto projeleri sadece işleyen bir çerçeveye ihtiyaç duyarak büyük vizyonlarını başlatabilirler, ancak Filecoin belirli bir aşamaya ulaştığında, IPFS’in getirdiği sınırlılıklar ilerlemeyi engellemeye başlamaktadır.

Depolama dış giyimi altındaki madeni para mantığı

IPFS'nin tasarım amacı, kullanıcıların verileri depolarken, aynı zamanda bir depolama ağının parçası olmalarını sağlamaktır. Ancak, ekonomik teşvikler olmadan, kullanıcıların bu sistemi gönüllü olarak kullanmaları oldukça zordur; aktif bir depolama düğümü olmayı geçelim. Bu, çoğu kullanıcının dosyalarını yalnızca IPFS üzerinde saklayacağı, ancak kendi depolama alanlarını katkıda bulunmayacağı ve başkalarının dosyalarını depolamayacağı anlamına gelir. İşte bu bağlamda, Filecoin ortaya çıkmıştır.

Filecoin'in token ekonomi modelinde üç ana rol bulunmaktadır: Kullanıcılar, verileri depolamak için ücret ödemekten sorumludur; Depolama madencileri, kullanıcı verilerini depoladıkları için token ödülleri alır; Veri madencileri ise kullanıcılar ihtiyaç duyduğunda verileri sağlar ve teşvik alır.

Bu modelde potansiyel bir kötüye kullanım alanı bulunmaktadır. Depolama madencileri, depolama alanı sağladıktan sonra ödül almak için sahte verilerle doldurabilirler. Bu sahte veriler geri alınmadığı için, kaybolsalar bile depolama madencilerinin ceza mekanizmasını tetiklemez. Bu, depolama madencilerinin sahte verileri silip bu süreci tekrar etmelerine olanak tanır. Filecoin'in kopya ispatı konsensüsü, kullanıcı verilerinin izinsiz silinmediğini yalnızca garanti edebilir, ancak madencilerin sahte verilerle doldurmasını engelleyemez.

Filecoin'un çalışması büyük ölçüde madencilerin token ekonomisine sürekli yatırımlarına bağlıdır, son kullanıcıların dağıtık depolama konusundaki gerçek ihtiyaçları yerine. Proje hala sürekli olarak iterasyona tabi tutulmasına rağmen, mevcut aşamada Filecoin'in ekosistem inşası daha çok "madeni para mantığına" uygun olup, "uygulama odaklı" depolama proje tanımına uymamaktadır.

Arweave: Uzun vadeli düşünce ile oluşur, uzun vadeli düşünce ile başarısız olur

Eğer Filecoin'in tasarım hedefi, teşvik edilebilir, kanıtlanabilir bir Merkeziyetsizlik "veri bulutu" kabuğu inşa etmekse, o zaman Arweave verilerin saklanması konusunda başka bir yönde uç noktaya gidiyor: verilere kalıcı saklama yeteneği sağlamak. Arweave, dağıtık bir hesaplama platformu inşa etmeye çalışmıyor; tüm sistemi tek bir temel varsayım etrafında şekilleniyor - önemli veriler bir kerede saklanmalı ve daima ağda kalmalıdır. Bu aşırı uzun vadeli yaklaşım, Arweave'in mekanizmasından teşvik modeline, donanım gereksinimlerinden anlatım açısından Filecoin'den oldukça farklı olmasını sağlıyor.

Arweave, Bitcoin'i öğrenme nesnesi olarak alarak, yıllar süren uzun bir döngüde sürekli olarak kendisinin kalıcı depolama ağını optimize etmeye çalışıyor. Arweave, pazarlama ile ilgilenmiyor, rakipleri ve pazarın gelişim eğilimleriyle de ilgilenmiyor. Sadece ağ mimarisini iterasyon yolunda sürekli ilerliyor, kimse sormasa da umursamıyor; çünkü bu, Arweave geliştirme ekibinin özü: uzun vadeli düşünme. Uzun vadeli düşünmenin avantajıyla, Arweave geçen boğa piyasasında büyük ilgi gördü; uzun vadeli düşünme nedeniyle, dibe düşse bile Arweave birkaç boğa ve ayı döngüsünü geçirebilir. Sadece gelecekteki Merkeziyetsizlik depolama sisteminde Arweave'in bir yeri olup olmayacağı belirsiz. Kalıcı depolamanın varoluş değeri ancak zamanla kanıtlanabilir.

Arweave ana ağı, 1.5 versiyonundan en son 2.9 versiyonuna kadar, piyasa ilgisini kaybetmesine rağmen, daha geniş bir madenci kitlesinin en düşük maliyetle ağa katılmasına ve madencileri verileri maksimum düzeyde depolamaya teşvik etmeye çalışmaktadır. Arweave, piyasa tercihlerine uymadığını iyi bildiği için temkinli bir yaklaşım benimsemiş, madenci topluluklarını kucaklamamış, ekosistem tamamen duraksamış, ana ağı en düşük maliyetle güncelleyerek ağ güvenliğini tehlikeye atmadan donanım engellerini sürekli olarak düşürmeye çalışmıştır.

1.5-2.9'un yükseliş yolculuğuna bir bakış

Arweave 1.5 sürümü, madencilerin gerçek depolama yerine GPU yığınlarına güvenerek blok oluşturma olasılıklarını optimize etme açığını ortaya çıkardı. Bu eğilimi önlemek için 1.7 sürümü RandomX algoritmasını tanıttı ve özel hesaplama gücünün kullanımını kısıtlayarak, madenciliğe katılmak için genel CPU'ların kullanılmasını zorunlu hale getirerek hesaplama merkezileşmesini zayıflattı.

2.0 sürümünde, Arweave SPoA'yı benimseyerek veri kanıtını Merkle ağaç yapısının basit yoluna dönüştürdü ve senkronizasyon yükünü azaltmak için format 2 işlemleri tanıttı. Bu mimari, ağ bant genişliği baskısını hafifletti ve düğümlerin işbirliği yeteneğini önemli ölçüde artırdı. Ancak, bazı madenciler hala merkezi yüksek hızlı depolama havuzu stratejileri aracılığıyla gerçek veri sahipliği sorumluluğundan kaçınabilir.

Bu yanlılığı düzeltmek için, 2.4 SPoRA mekanizmasını tanıttı, global indeks ve yavaş hash rastgele erişimini getirdi, böylece madencilerin etkili blok oluşturmak için veri bloklarını gerçek bir şekilde tutması gerekti. Bu mekanizma, hesaplama gücü birikim etkisini zayıflatmaktadır. Sonuç olarak, madenciler depolama erişim hızına odaklanmaya başladı ve SSD ve yüksek hızlı okuma/yazma cihazlarının kullanımını artırdı. 2.6, hash zincirini blok oluşturma temposunu kontrol etmek için tanıttı, yüksek performanslı cihazların marjinal faydasını dengeledi ve küçük ve orta ölçekli madencilere adil katılım alanı sağladı.

Sonraki sürümler, ağ iş birliği yeteneklerini ve depolama çeşitliliğini daha da güçlendirecek: 2.7, küçük madencilerin rekabet gücünü artırmak için iş birliği madenciliği ve madenci havuzu mekanizmasını ekler; 2.8, büyük kapasiteli düşük hızlı cihazların esnek katılımına izin veren karma paketleme mekanizmasını sunar; 2.9 ise replica_2_9 formatında yeni bir paketleme sürecini tanıtarak verimliliği büyük ölçüde artırır ve hesaplama bağımlılığını azaltarak veri odaklı madencilik modelinin kapalı döngüsünü tamamlar.

Genel olarak, Arweave'in yükseltme yolu, depolama odaklı uzun vadeli stratejisini net bir şekilde ortaya koyuyor: sürekli olarak hesap gücü merkezileşme eğilimine karşı koyarken, katılım engellerini azaltmaya devam ediyor ve protokolün uzun vadeli çalışabilirliğini sağlıyor.

Walrus: Sıcak verilere kucak açmak bir şişirme mi yoksa derin bir anlam mı barındırıyor?

Walrus, tasarım düşüncesi açısından, Filecoin ve Arweave'den tamamen farklıdır. Filecoin'in başlangıç noktası merkeziyetsizlik içerisinde doğrulanabilir bir depolama sistemi oluşturmak; bedeli soğuk veri depolamadır. Arweave'in başlangıç noktası verileri kalıcı olarak depolamak için bir zincir üzerindeki İskenderiye Kütüphanesi oluşturmak; bedeli sahne sayısının az olmasıdır. Walrus'un başlangıç noktası depolama maliyetlerini optimize eden sıcak veri depolama protokolüdür.

Büyüleyici düzeltme kodu: maliyet yeniliği mi yoksa eski şişede yeni şarap mı?

Depolama maliyeti tasarımı açısından, Walrus, Filecoin ile Arweave'in depolama giderlerinin mantıksız olduğunu düşünüyor. Her iki sistem de tamamen kopyalama mimarisi kullanıyor ve bu mimarinin ana avantajı, her düğümün tam bir kopyaya sahip olması, güçlü bir hata toleransı ve düğümler arasında bağımsızlık sağlamasıdır. Bu tür bir mimari, bazı düğümler çevrimdışı olsa bile ağın veri kullanılabilirliğini garanti altına alır. Ancak bu, sistemin dayanıklılığı sürdürmek için çoklu kopya yedekliliği gerektirdiği anlamına gelir ve bu da depolama maliyetlerini artırır. Özellikle Arweave'in tasarımında, konsensüs mekanizması kendisi düğüm yedekli depolamayı teşvik eder, veri güvenliğini artırmak için. Buna karşılık, Filecoin maliyet kontrolünde daha esnek, ancak bunun bedeli olarak bazı düşük maliyetli depolama çözümlerinin daha yüksek veri kaybı riski taşıyabileceğidir. Walrus, her iki sistem arasında bir denge bulmaya çalışıyor; mekanizması, kopyalama maliyetlerini kontrol ederken, yapılandırılmış yedeklilik yoluyla kullanılabilirliği artırarak, veri erişilebilirliği ile maliyet verimliliği arasında yeni bir uzlaşma yolu oluşturmayı hedefliyor.

Walrus'un geliştirdiği Redstuff, düğüm yedekliliğini azaltmanın anahtarıdır, Reed-Solomon(RS) kodlamasından gelmektedir. RS kodlaması, çok geleneksel bir silme kodu algoritmasıdır, silme kodları, veri kümesini iki katına çıkarmak için yedek parçalar ekleyerek (erasure code) aracılığıyla orijinal verileri yeniden oluşturma olanağı sağlar. CD-ROM'dan uydu iletişimine ve QR kodlarına kadar, günlük yaşamda sıkça kullanılmaktadır.

Hata düzeltme kodları, kullanıcının 1MB boyutunda bir bloğu almasına ve bunu 2MB boyutuna "büyütmesine" izin verir; burada ek 1MB, hata düzeltme kodu olarak adlandırılan özel veridir. Eğer bloktaki herhangi bir bayt kaybolursa, kullanıcı bu baytları kod aracılığıyla kolayca geri alabilir. 1MB'a kadar blok kaybolsa bile, tüm bloğu geri alabilirsiniz. Aynı teknik, bilgisayarların CD-ROM'daki tüm verileri okumasını sağlar, hatta hasar görmüş olsa bile.

Şu anda en yaygın olanı RS kodlamasıdır. Uygulama şekli, k adet bilgi bloğundan başlayarak, ilgili çok terimli polinomları oluşturmak ve bunları farklı x koordinatlarında değerlendirmek suretiyle kodlama bloklarını elde etmektir. RS hata düzeltme kodu kullanarak, rastgele örnekleme ile büyük veri bloklarının kaybolma olasılığı çok düşüktür.

Örnek vermek gerekirse: Bir dosyayı 6 veri bloğuna ve 4 kontrol bloğuna ayırarak toplamda 10 parça elde edersiniz. İster herhangi 6'sını saklayın, orijinal veriyi tamamen geri kazanabilirsiniz.

Avantajlar: Hata toleransı yüksektir, CD/DVD, arızaya dayanıklı disk dizileri (RAID) ve Azure Storage, Facebook F4( gibi bulut depolama sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dezavantajlar: Kod çözme hesaplaması karmaşık, maliyetleri yüksek; sık değişen veri senaryoları için uygun değildir. Bu nedenle genellikle zincir dışı merkeziyetsiz ortamlarındaki veri kurtarma ve planlama için kullanılır.

Merkeziyetsizlik mimarisi altında, Storj ve Sia, geleneksel RS kodlamasını dağıtık ağın gerçek ihtiyaçlarına uyacak şekilde ayarladı. Walrus da bu temele dayanarak, daha düşük maliyet ve daha esnek bir yedekleme depolama mekanizması sağlamak için kendi varyantını - RedStuff kodlama algoritmasını ortaya koydu.

Redstuff'un en büyük özelliği nedir? Geliştirilmiş hata düzeltme kodlama algoritması sayesinde, Walrus, yapılandırılmamış veri bloklarını daha küçük parçalar halinde hızlı ve sağlam bir şekilde kodlayabilir; bu parçalar, bir depolama düğümü ağına dağıtılarak depolanır. Üçte ikiye kadar parçanın kaybolması durumunda, orijinal veri bloğunu hızlı bir şekilde yeniden yapılandırmak için kısmi parçalar kullanılabilir. Bu, çoğaltma faktörünü yalnızca 4 ila 5 kat tutarken mümkün hale gelir.

Bu nedenle, Walrus'u bir çerçeve olarak tanımlamak