Phi tập trung lưu trữ: từ khái niệm đến con đường khó khăn để thực hiện
Lưu trữ từng là một trong những lĩnh vực hot của ngành công nghiệp blockchain. Filecoin, với tư cách là dự án đại diện của đợt tăng giá trước, đã có thời điểm có giá trị thị trường vượt quá 10 tỷ USD. Arweave thì nổi bật với điểm bán hàng là lưu trữ vĩnh viễn, đạt giá trị thị trường cao nhất là 3,5 tỷ USD. Tuy nhiên, khi tính khả dụng của lưu trữ dữ liệu lạnh bị nghi ngờ, tính cần thiết của lưu trữ vĩnh viễn cũng bị thách thức, triển vọng của lưu trữ Phi tập trung bị che mờ.
Sự xuất hiện của Walrus đã mang đến sự chú ý mới cho lĩnh vực lưu trữ đã im ắng từ lâu. Gần đây, dự án Shelby được hợp tác giữa Aptos và Jump Crypto nhằm đưa Phi tập trung lưu trữ vào lĩnh vực dữ liệu nóng lên một tầm cao mới. Vậy, Phi tập trung lưu trữ có khả năng phục hồi và được ứng dụng trong các tình huống rộng rãi hơn không? Hay chỉ là một vòng lặp thổi phồng khái niệm khác? Bài viết này sẽ bắt đầu từ quá trình phát triển của bốn dự án Filecoin, Arweave, Walrus và Shelby, phân tích quá trình tiến hóa của Phi tập trung lưu trữ và khám phá 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 sớm nổi bật, hướng phát triển của nó tự nhiên xoay quanh Phi tập trung. Đây là đặc điểm chung của các dự án tiền điện tử sớm - tìm kiếm ý nghĩa của Phi tập trung trong các lĩnh vực truyền thống khác nhau. Filecoin kết hợp lưu trữ với Phi tập trung, đưa ra giải pháp cho những nhược điểm của lưu trữ tập trung. Tuy nhiên, một số sự đánh đổi được thực hiện để đạt được Phi tập trung lại trở thành điểm đau mà các dự án như Arweave hoặc Walrus cố gắng giải quyết sau này. Để hiểu rằng Filecoin thực chất chỉ là một dự án khai thác, cần phải hiểu những giới hạn khách quan của công nghệ nền tảng IPFS trong việc xử lý dữ liệu nóng.
IPFS:Phi tập trung kiến trúc của các nút truyền
IPFS( Hệ thống tệp liên sao) đã ra mắt vào khoảng năm 2015, nhằm mục đích đảo ngược giao thức HTTP truyền thống thông qua cách địa chỉ hóa nội dung. Nhược điểm lớn nhất của IPFS là tốc độ lấy dữ liệu cực kỳ chậm. Trong thời đại mà các nhà cung cấp dịch vụ dữ liệu truyền thống có thể đạt được phản hồi trong mili giây, việc lấy một tệp từ IPFS vẫn cần đến hàng chục giây, điều này làm cho nó khó có thể được triển khai trong các ứng dụng thực tế, và cũng giải thích lý do tại sao nó hiếm khi được các ngành công nghiệp truyền thống áp dụng, ngoại trừ một số dự án blockchain.
Giao thức P2P ở tầng底 của IPFS chủ yếu thích hợp cho "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, như trang web động, trò chơi trực tuyến hoặc ứng dụng trí tuệ nhân tạo, 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 dựa trên đồ thị có hướng không chu trình (DAG) mà nó áp dụng rất phù hợp với nhiều chuỗi công khai và các giao thức Web3, khiến nó tự nhiên trở thành nền tảng xây dựng cho blockchain. Do đó, ngay cả khi nó có những thiếu sót về tính thực tiễn, nhưng như một nền tảng cơ sở để mang lại câu chuyện blockchain thì đã đủ. Các dự án tiền điện tử ban đầu chỉ cần một khung hoạt động để khởi đầu tầm nhìn vĩ đại, nhưng khi Filecoin phát triển đến một giai đoạn nhất định, những vấn đề vốn có mà IPFS mang lại bắt đầu cản trở sự phát triển tiếp theo của nó.
Logic của đồng tiền khai thác dưới lớp lưu trữ
Thiết kế ban đầu của IPFS là cho phép người dùng trong khi lưu trữ dữ liệu, cũng có thể trở thành một phần của mạng lưu trữ. Tuy nhiên, trong bối cảnh thiếu động lực kinh tế, người dùng rất khó tự nguyện sử dụng hệ thống này, chưa kể đến việc trở thành các nút lưu trữ hoạt động. Điều này có nghĩa là, hầu hết người dùng chỉ lưu trữ các tệp trên IPFS, nhưng không đóng góp không gian lưu trữ của riêng mình, 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 tồn tại 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 chúng bị mất, cũng sẽ không kích hoạt cơ chế phạt cho các thợ mỏ lưu trữ. Điều này cho phép các thợ mỏ lưu trữ xóa bỏ dữ liệu rác và lặp lại quy trình này. Đồng thuận chứng minh sao chép của Filecoin chỉ có thể đảm bảo rằng dữ liệu người dùng không bị xóa 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 kinh tế token, chứ không phải dựa trên nhu cầu thực sự của người dùng cuối đối với lưu trữ phân tán. Dù dự án vẫn đang tiếp tục phát triển, nhưng ở giai đoạn hiện tại, việc xây dựng hệ sinh thái của Filecoin phù hợp hơn với "logic thợ mỏ" thay vì định vị là một dự án lưu trữ "được thúc đẩy bởi ứng dụng".
Arweave: Lợi và hại của chủ nghĩa dài hạn
Nếu nói rằng mục tiêu thiết kế của Filecoin là xây dựng một khung "đám mây dữ liệu" phi tập trung có thể khuyến khích và chứng minh, thì Arweave lại đi theo một hướng cực đoan khác trong việc 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 phối, toàn bộ hệ thống của nó xoay quanh một giả thuyết cốt lõi - những dữ liệu quan trọng nên được lưu trữ một lần và mãi mãi tồn tại trên mạng. Sự theo đuổi lâu dài cực đoan này đã khiến Arweave khác biệt hoàn toàn với Filecoin từ cơ chế đến mô hình khuyến khích, từ yêu cầu phần cứng đến góc nhìn 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 thị trường. Nó chỉ đang tiếp tục tiến lên trên con đường lặp đi lặp lại cấu trúc mạng, ngay cả khi không ai quan tâm cũng không bận tâm, bởi vì đó chính là bản chất của đội ngũ phát triển Arweave: chủ nghĩa dài hạn. Nhờ vào chủ nghĩa dài hạn, Arweave đã nhận được sự ủng hộ mạnh mẽ trong đợt tăng giá trước; cũng chính vì chủ nghĩa dài hạn, ngay cả khi rơi vào đáy, Arweave vẫn có thể trụ vững qua vài vòng tăng giảm. Chỉ có điều liệu trong tương lai, lưu trữ Phi tập trung 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 của thị trường, nhưng vẫn nỗ lực để cho một phạm vi rộng lớn hơn các thợ đào tham gia vào mạng với chi phí tối thiểu, và khuyến khích thợ đào lưu trữ dữ liệu tối đa, liên tục nâng cao độ bền của toàn bộ mạng. Arweave hiểu rõ rằng mình không phù hợp với sở thích của thị trường, do đó đã chọn một lộ trình bảo thủ, không ôm ấp cộng đồng thợ đào, hệ sinh thái hoàn toàn dừng lại, nâng cấp mạng chính với chi phí tối thiểu, trong khi không làm tổn hại đến an ninh mạng, liên tục giảm bớt rào cản phần cứng.
Tổng quan nâng cấp phiên bản 1.5-2.9
Phiên bản Arweave 1.5 đã tiết lộ lỗ hổng cho phép thợ mỏ dựa vào GPU để tối ưu hóa tỷ lệ tạo khối thay vì lưu trữ thực. Để ngăn chặn xu hướng này, phiên bản 1.7 đã giới thiệu thuật toán RandomX, hạn chế việc sử dụng sức mạnh tính toán chuyên dụng, thay vào đó yêu cầu CPU chung tham gia vào việc khai thác, từ đó làm suy yếu tình trạng tập trung sức mạnh tính toán.
Phiên bản 2.0 sử dụng SPoA, chuyển đổi chứng minh dữ liệu thành cấu trúc cây Merkle với đường dẫn ngắn gọn, và giới thiệu giao dịch định dạng 2 để giảm bớt gánh nặng đồng bộ. Kiến trúc này giảm áp lực băng thông mạng, làm tăng khả năng phối hợp của các nút một cách đáng kể. Tuy nhiên, một số thợ mỏ vẫn có thể tránh trách nhiệm nắm giữ dữ liệu thực sự thông qua chiến lược hồ chứa lưu trữ tốc độ cao tập trung.
Phiên bản 2.4 ra mắt cơ chế SPoRA, giới thiệu chỉ mục toàn cầu và truy cập ngẫu nhiên hash chậm, yêu cầu thợ mỏ phải thực sự nắm giữ khối dữ liệu để tham gia vào việc tạo khối hợp lệ, từ cơ chế làm giảm hiệu ứng chồng chất 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. Phiên bản 2.6 giới thiệu chuỗi hash kiểm soát nhịp điệu tạo khối, cân bằng lợi ích biên của thiết bị hiệu suất cao, cung cấp không gian tham gia công bằng cho thợ mỏ vừa và nhỏ.
Các phiên bản tiếp theo tăng cường khả năng hợp tác mạng và sự đa dạng của lưu trữ: 2.7 tăng cường khai thác hợp tác và cơ chế pool, nâng cao sức cạnh tranh của các thợ mỏ nhỏ; 2.8 ra mắt cơ chế đóng gói phức hợp, cho phép thiết bị lớn với tốc độ thấp tham gia linh hoạt; 2.9 thì đưa vào quy trình đóng gói mới theo định dạng replica_2_9, nâng cao hiệu suất một cách đáng kể và giảm sự phụ thuộc vào tính toán, hoàn thành mô hình khai thác dữ liệu hướng tới mục tiêu.
Tổng thể mà nói, lộ trình nâng cấp Arweave rõ ràng thể hiện chiến lược dài hạn hướng tới lưu trữ: trong khi liên tục chống lại xu hướng tập trung sức mạnh tính toán, giảm thiểu rào cản tham gia, đảm bảo khả năng vận hành lâu dài của giao thức.
Walrus: Ôm lấy đổi mới và giới hạn của dữ liệu nóng
Thiết kế của Walrus hoàn toàn khác với Filecoin và Arweave. Điểm khởi đầu của Filecoin là xây dựng một hệ thống lưu trữ phi tập trung có thể xác minh, đánh đổi bằng việc lưu trữ dữ liệu lạnh; Điểm khởi đầu của Arweave là xây dựng một thư viện Alexandria trên chuỗi có thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn, đánh đổi bằng việc giới hạn các trường hợp ứng dụng; Điểm khởi đầu của Walrus là tối ưu hóa chi phí lưu trữ của giao thức lưu trữ dữ liệu nóng.
RedStuff: Đổi mới chi phí hay rượu cũ trong chai mới?
Trong thiết kế chi phí lưu trữ, Walrus cho rằng chi phí lưu trữ của Filecoin và Arweave là không hợp lý. Hai nền tảng này đều áp dụng kiến trúc sao chép hoàn toàn, với ưu điểm chính là mỗi nút đều nắm giữ bản sao hoàn chỉnh, sở hữu khả năng chịu lỗi mạnh mẽ và tính độc lập giữa các nút. Kiến trúc như vậy đảm bảo rằng ngay cả khi một phần nút ngoại tuyến, mạng vẫn có khả năng truy cập dữ liệu. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là hệ thống cần phải có sự dư thừa bản sao để duy trì độ bền, từ đó làm tăng chi phí lưu trữ. Đặc biệt trong thiết kế của Arweave, cơ chế đồng thuận bản thân khuyến khích lưu trữ dư thừa ở các nút để tăng cường an toàn dữ liệu. So với đó, Filecoin có tính linh hoạt hơn trong việc kiểm soát chi phí, nhưng cái giá phải trả là một số lưu trữ có chi phí thấp có thể đối mặt với rủi ro mất dữ liệu cao hơn. Walrus cố gắng tìm kiếm sự cân bằng giữa hai bên, cơ chế của nó kiểm soát chi phí sao chép trong khi tăng cường khả năng sử dụng thông qua phương pháp 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 phát triển là công nghệ then chốt để giảm thiểu độ dư thừa của nút, nó bắt nguồn từ mã Reed-Solomon(RS). Mã RS là một thuật toán mã sửa lỗi truyền thống, có thể được sử dụng để tái tạo dữ liệu gốc. Từ CD-ROM đến truyền thông vệ tinh rồi đến mã QR, nó được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày.
Mã sửa lỗi cho phép mở rộng một khối dữ liệu ( như 1MB) thành kích thước gấp đôi (2MB), trong đó 1MB bổ sung là dữ liệu mã sửa lỗi đặc biệt. Ngay cả khi bất kỳ byte nào trong khối bị mất, nó vẫn có thể được phục hồi dễ dàng thông qua các mã này. Ngay cả trong trường hợp mất dữ liệu lên đến 1MB, toàn bộ khối vẫn có thể được phục hồi. Cùng một kỹ thuật cho phép máy tính đọc tất cả dữ liệu trong CD-ROM bị hỏng.
Hiện tại, mã RS là mã được sử dụng phổ biến nhất. Cách 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 khối mã. Sử dụng mã sửa lỗi RS, khả năng mất một khối lượng lớn dữ liệu thông qua lấy mẫu ngẫu nhiên là rất nhỏ.
Đặc điểm nổi bật nhất của RedStuff là thông qua việc cải tiến thuật toán mã hóa sửa lỗi, Walrus có thể nhanh chóng và ổn định mã hóa các khối dữ liệu phi cấu trúc thành các mảnh nhỏ hơn, những mảnh này sẽ được lưu trữ phân tán trong mạng nút lưu trữ. Ngay cả khi mất đến hai phần ba các mảnh, vẫn có thể nhanh chóng tái cấu trúc khối dữ liệu gốc bằng cách sử dụng một phần mảnh. Điều này trở nên khả thi trong khi giữ cho hệ số sao chép chỉ từ 4 đến 5 lần.
Vì vậy, 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 nữa, mà thay vào đó đã thực hiện sự cân nhắc 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 việc lập lịch tập trung, thay vào đó sử dụng việc xác minh Proof trên chuỗi để kiểm tra xem các nút có lưu trữ bản sao dữ liệu cụ thể hay không, từ đó thích ứng với cấu trúc mạng động và biên hóa hơn.
Cốt lõi thiết kế của RedStuff là phân chia dữ liệu thành hai loại: mảnh chính và mảnh phụ. Mảnh 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 chứng minh tính khả dụng; mảnh phụ thì được tạo ra thông qua các phép toán đơn giản như XOR, có tác dụng cung cấp khả năng chịu lỗi linh hoạt, nâng cao tính mạnh mẽ 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 con đường thực tiễn "tính nhất quán cuối cùng". Mặc dù có sự tương đồng với yêu cầu lỏng lẻo đối với các khối hồi tố trong các hệ thống như Arweave, đạt được một hiệu quả nhất định trong việc giảm tải cho mạng, nhưng đồng thời cũng làm giảm tính khả dụng ngay lập tức và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
12 thích
Phần thưởng
12
7
Chia sẻ
Bình luận
0/400
MEVSandwichMaker
· 1giờ trước
Con đường lưu trữ vẫn còn khó khăn.
Xem bản gốcTrả lời0
BlockchainFries
· 18giờ trước
Nếu không thể theo kịp thì hãy tìm một lối đi mới.
Từ Filecoin đến Walrus: Sự tiến hóa và thách thức của lưu trữ phi tập trung
Phi tập trung lưu trữ: từ khái niệm đến con đường khó khăn để thực hiện
Lưu trữ từng là một trong những lĩnh vực hot của ngành công nghiệp blockchain. Filecoin, với tư cách là dự án đại diện của đợt tăng giá trước, đã có thời điểm có giá trị thị trường vượt quá 10 tỷ USD. Arweave thì nổi bật với điểm bán hàng là lưu trữ vĩnh viễn, đạt giá trị thị trường cao nhất là 3,5 tỷ USD. Tuy nhiên, khi tính khả dụng của lưu trữ dữ liệu lạnh bị nghi ngờ, tính cần thiết của lưu trữ vĩnh viễn cũng bị thách thức, triển vọng của lưu trữ Phi tập trung bị che mờ.
Sự xuất hiện của Walrus đã mang đến sự chú ý mới cho lĩnh vực lưu trữ đã im ắng từ lâu. Gần đây, dự án Shelby được hợp tác giữa Aptos và Jump Crypto nhằm đưa Phi tập trung lưu trữ vào lĩnh vực dữ liệu nóng lên một tầm cao mới. Vậy, Phi tập trung lưu trữ có khả năng phục hồi và được ứng dụng trong các tình huống rộng rãi hơn không? Hay chỉ là một vòng lặp thổi phồng khái niệm khác? Bài viết này sẽ bắt đầu từ quá trình phát triển của bốn dự án Filecoin, Arweave, Walrus và Shelby, phân tích quá trình tiến hóa của Phi tập trung lưu trữ và khám phá 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 sớm nổi bật, hướng phát triển của nó tự nhiên xoay quanh Phi tập trung. Đây là đặc điểm chung của các dự án tiền điện tử sớm - tìm kiếm ý nghĩa của Phi tập trung trong các lĩnh vực truyền thống khác nhau. Filecoin kết hợp lưu trữ với Phi tập trung, đưa ra giải pháp cho những nhược điểm của lưu trữ tập trung. Tuy nhiên, một số sự đánh đổi được thực hiện để đạt được Phi tập trung lại trở thành điểm đau mà các dự án như Arweave hoặc Walrus cố gắng giải quyết sau này. Để hiểu rằng Filecoin thực chất chỉ là một dự án khai thác, cần phải hiểu những giới hạn khách quan của công nghệ nền tảng IPFS trong việc xử lý dữ liệu nóng.
IPFS:Phi tập trung kiến trúc của các nút truyền
IPFS( Hệ thống tệp liên sao) đã ra mắt vào khoảng năm 2015, nhằm mục đích đảo ngược giao thức HTTP truyền thống thông qua cách địa chỉ hóa nội dung. Nhược điểm lớn nhất của IPFS là tốc độ lấy dữ liệu cực kỳ chậm. Trong thời đại mà các nhà cung cấp dịch vụ dữ liệu truyền thống có thể đạt được phản hồi trong mili giây, việc lấy một tệp từ IPFS vẫn cần đến hàng chục giây, điều này làm cho nó khó có thể được triển khai trong các ứng dụng thực tế, và cũng giải thích lý do tại sao nó hiếm khi được các ngành công nghiệp truyền thống áp dụng, ngoại trừ một số dự án blockchain.
Giao thức P2P ở tầng底 của IPFS chủ yếu thích hợp cho "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, như trang web động, trò chơi trực tuyến hoặc ứng dụng trí tuệ nhân tạo, 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 dựa trên đồ thị có hướng không chu trình (DAG) mà nó áp dụng rất phù hợp với nhiều chuỗi công khai và các giao thức Web3, khiến nó tự nhiên trở thành nền tảng xây dựng cho blockchain. Do đó, ngay cả khi nó có những thiếu sót về tính thực tiễn, nhưng như một nền tảng cơ sở để mang lại câu chuyện blockchain thì đã đủ. Các dự án tiền điện tử ban đầu chỉ cần một khung hoạt động để khởi đầu tầm nhìn vĩ đại, nhưng khi Filecoin phát triển đến một giai đoạn nhất định, những vấn đề vốn có mà IPFS mang lại bắt đầu cản trở sự phát triển tiếp theo của nó.
Logic của đồng tiền khai thác dưới lớp lưu trữ
Thiết kế ban đầu của IPFS là cho phép người dùng trong khi lưu trữ dữ liệu, cũng có thể trở thành một phần của mạng lưu trữ. Tuy nhiên, trong bối cảnh thiếu động lực kinh tế, người dùng rất khó tự nguyện sử dụng hệ thống này, chưa kể đến việc trở thành các nút lưu trữ hoạt động. Điều này có nghĩa là, hầu hết người dùng chỉ lưu trữ các tệp trên IPFS, nhưng không đóng góp không gian lưu trữ của riêng mình, 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 tồn tại 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 chúng bị mất, cũng sẽ không kích hoạt cơ chế phạt cho các thợ mỏ lưu trữ. Điều này cho phép các thợ mỏ lưu trữ xóa bỏ dữ liệu rác và lặp lại quy trình này. Đồng thuận chứng minh sao chép của Filecoin chỉ có thể đảm bảo rằng dữ liệu người dùng không bị xóa 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 kinh tế token, chứ không phải dựa trên nhu cầu thực sự của người dùng cuối đối với lưu trữ phân tán. Dù dự án vẫn đang tiếp tục phát triển, nhưng ở giai đoạn hiện tại, việc xây dựng hệ sinh thái của Filecoin phù hợp hơn với "logic thợ mỏ" thay vì định vị là một dự án lưu trữ "được thúc đẩy bởi ứng dụng".
Arweave: Lợi và hại của chủ nghĩa dài hạn
Nếu nói rằng mục tiêu thiết kế của Filecoin là xây dựng một khung "đám mây dữ liệu" phi tập trung có thể khuyến khích và chứng minh, thì Arweave lại đi theo một hướng cực đoan khác trong việc 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 phối, toàn bộ hệ thống của nó xoay quanh một giả thuyết cốt lõi - những dữ liệu quan trọng nên được lưu trữ một lần và mãi mãi tồn tại trên mạng. Sự theo đuổi lâu dài cực đoan này đã khiến Arweave khác biệt hoàn toàn với Filecoin từ cơ chế đến mô hình khuyến khích, từ yêu cầu phần cứng đến góc nhìn 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 thị trường. Nó chỉ đang tiếp tục tiến lên trên con đường lặp đi lặp lại cấu trúc mạng, ngay cả khi không ai quan tâm cũng không bận tâm, bởi vì đó chính là bản chất của đội ngũ phát triển Arweave: chủ nghĩa dài hạn. Nhờ vào chủ nghĩa dài hạn, Arweave đã nhận được sự ủng hộ mạnh mẽ trong đợt tăng giá trước; cũng chính vì chủ nghĩa dài hạn, ngay cả khi rơi vào đáy, Arweave vẫn có thể trụ vững qua vài vòng tăng giảm. Chỉ có điều liệu trong tương lai, lưu trữ Phi tập trung 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 của thị trường, nhưng vẫn nỗ lực để cho một phạm vi rộng lớn hơn các thợ đào tham gia vào mạng với chi phí tối thiểu, và khuyến khích thợ đào lưu trữ dữ liệu tối đa, liên tục nâng cao độ bền của toàn bộ mạng. Arweave hiểu rõ rằng mình không phù hợp với sở thích của thị trường, do đó đã chọn một lộ trình bảo thủ, không ôm ấp cộng đồng thợ đào, hệ sinh thái hoàn toàn dừng lại, nâng cấp mạng chính với chi phí tối thiểu, trong khi không làm tổn hại đến an ninh mạng, liên tục giảm bớt rào cản phần cứng.
Tổng quan nâng cấp phiên bản 1.5-2.9
Phiên bản Arweave 1.5 đã tiết lộ lỗ hổng cho phép thợ mỏ dựa vào GPU để tối ưu hóa tỷ lệ tạo khối thay vì lưu trữ thực. Để ngăn chặn xu hướng này, phiên bản 1.7 đã giới thiệu thuật toán RandomX, hạn chế việc sử dụng sức mạnh tính toán chuyên dụng, thay vào đó yêu cầu CPU chung tham gia vào việc khai thác, từ đó làm suy yếu tình trạng tập trung sức mạnh tính toán.
Phiên bản 2.0 sử dụng SPoA, chuyển đổi chứng minh dữ liệu thành cấu trúc cây Merkle với đường dẫn ngắn gọn, và giới thiệu giao dịch định dạng 2 để giảm bớt gánh nặng đồng bộ. Kiến trúc này giảm áp lực băng thông mạng, làm tăng khả năng phối hợp của các nút một cách đáng kể. Tuy nhiên, một số thợ mỏ vẫn có thể tránh trách nhiệm nắm giữ dữ liệu thực sự thông qua chiến lược hồ chứa lưu trữ tốc độ cao tập trung.
Phiên bản 2.4 ra mắt cơ chế SPoRA, giới thiệu chỉ mục toàn cầu và truy cập ngẫu nhiên hash chậm, yêu cầu thợ mỏ phải thực sự nắm giữ khối dữ liệu để tham gia vào việc tạo khối hợp lệ, từ cơ chế làm giảm hiệu ứng chồng chất 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. Phiên bản 2.6 giới thiệu chuỗi hash kiểm soát nhịp điệu tạo khối, cân bằng lợi ích biên của thiết bị hiệu suất cao, cung cấp không gian tham gia công bằng cho thợ mỏ vừa và nhỏ.
Các phiên bản tiếp theo tăng cường khả năng hợp tác mạng và sự đa dạng của lưu trữ: 2.7 tăng cường khai thác hợp tác và cơ chế pool, nâng cao sức cạnh tranh của các thợ mỏ nhỏ; 2.8 ra mắt cơ chế đóng gói phức hợp, cho phép thiết bị lớn với tốc độ thấp tham gia linh hoạt; 2.9 thì đưa vào quy trình đóng gói mới theo định dạng replica_2_9, nâng cao hiệu suất một cách đáng kể và giảm sự phụ thuộc vào tính toán, hoàn thành mô hình khai thác dữ liệu hướng tới mục tiêu.
Tổng thể mà nói, lộ trình nâng cấp Arweave rõ ràng thể hiện chiến lược dài hạn hướng tới lưu trữ: trong khi liên tục chống lại xu hướng tập trung sức mạnh tính toán, giảm thiểu rào cản tham gia, đảm bảo khả năng vận hành lâu dài của giao thức.
Walrus: Ôm lấy đổi mới và giới hạn của dữ liệu nóng
Thiết kế của Walrus hoàn toàn khác với Filecoin và Arweave. Điểm khởi đầu của Filecoin là xây dựng một hệ thống lưu trữ phi tập trung có thể xác minh, đánh đổi bằng việc lưu trữ dữ liệu lạnh; Điểm khởi đầu của Arweave là xây dựng một thư viện Alexandria trên chuỗi có thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn, đánh đổi bằng việc giới hạn các trường hợp ứng dụng; Điểm khởi đầu của Walrus là tối ưu hóa chi phí lưu trữ của giao thức lưu trữ dữ liệu nóng.
RedStuff: Đổi mới chi phí hay rượu cũ trong chai mới?
Trong thiết kế chi phí lưu trữ, Walrus cho rằng chi phí lưu trữ của Filecoin và Arweave là không hợp lý. Hai nền tảng này đều áp dụng kiến trúc sao chép hoàn toàn, với ưu điểm chính là mỗi nút đều nắm giữ bản sao hoàn chỉnh, sở hữu khả năng chịu lỗi mạnh mẽ và tính độc lập giữa các nút. Kiến trúc như vậy đảm bảo rằng ngay cả khi một phần nút ngoại tuyến, mạng vẫn có khả năng truy cập dữ liệu. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là hệ thống cần phải có sự dư thừa bản sao để duy trì độ bền, từ đó làm tăng chi phí lưu trữ. Đặc biệt trong thiết kế của Arweave, cơ chế đồng thuận bản thân khuyến khích lưu trữ dư thừa ở các nút để tăng cường an toàn dữ liệu. So với đó, Filecoin có tính linh hoạt hơn trong việc kiểm soát chi phí, nhưng cái giá phải trả là một số lưu trữ có chi phí thấp có thể đối mặt với rủi ro mất dữ liệu cao hơn. Walrus cố gắng tìm kiếm sự cân bằng giữa hai bên, cơ chế của nó kiểm soát chi phí sao chép trong khi tăng cường khả năng sử dụng thông qua phương pháp 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 phát triển là công nghệ then chốt để giảm thiểu độ dư thừa của nút, nó bắt nguồn từ mã Reed-Solomon(RS). Mã RS là một thuật toán mã sửa lỗi truyền thống, có thể được sử dụng để tái tạo dữ liệu gốc. Từ CD-ROM đến truyền thông vệ tinh rồi đến mã QR, nó được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày.
Mã sửa lỗi cho phép mở rộng một khối dữ liệu ( như 1MB) thành kích thước gấp đôi (2MB), trong đó 1MB bổ sung là dữ liệu mã sửa lỗi đặc biệt. Ngay cả khi bất kỳ byte nào trong khối bị mất, nó vẫn có thể được phục hồi dễ dàng thông qua các mã này. Ngay cả trong trường hợp mất dữ liệu lên đến 1MB, toàn bộ khối vẫn có thể được phục hồi. Cùng một kỹ thuật cho phép máy tính đọc tất cả dữ liệu trong CD-ROM bị hỏng.
Hiện tại, mã RS là mã được sử dụng phổ biến nhất. Cách 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 khối mã. Sử dụng mã sửa lỗi RS, khả năng mất một khối lượng lớn dữ liệu thông qua lấy mẫu ngẫu nhiên là rất nhỏ.
Đặc điểm nổi bật nhất của RedStuff là thông qua việc cải tiến thuật toán mã hóa sửa lỗi, Walrus có thể nhanh chóng và ổn định mã hóa các khối dữ liệu phi cấu trúc thành các mảnh nhỏ hơn, những mảnh này sẽ được lưu trữ phân tán trong mạng nút lưu trữ. Ngay cả khi mất đến hai phần ba các mảnh, vẫn có thể nhanh chóng tái cấu trúc khối dữ liệu gốc bằng cách sử dụng một phần mảnh. Điều này trở nên khả thi trong khi giữ cho hệ số sao chép chỉ từ 4 đến 5 lần.
Vì vậy, 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 nữa, mà thay vào đó đã thực hiện sự cân nhắc 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 việc lập lịch tập trung, thay vào đó sử dụng việc xác minh Proof trên chuỗi để kiểm tra xem các nút có lưu trữ bản sao dữ liệu cụ thể hay không, từ đó thích ứng với cấu trúc mạng động và biên hóa hơn.
Cốt lõi thiết kế của RedStuff là phân chia dữ liệu thành hai loại: mảnh chính và mảnh phụ. Mảnh 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 chứng minh tính khả dụng; mảnh phụ thì được tạo ra thông qua các phép toán đơn giản như XOR, có tác dụng cung cấp khả năng chịu lỗi linh hoạt, nâng cao tính mạnh mẽ 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 con đường thực tiễn "tính nhất quán cuối cùng". Mặc dù có sự tương đồng với yêu cầu lỏng lẻo đối với các khối hồi tố trong các hệ thống như Arweave, đạt được một hiệu quả nhất định trong việc giảm tải cho mạng, nhưng đồng thời cũng làm giảm tính khả dụng ngay lập tức và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.
Không thể