تعتبر التخزين واحدة من المجالات الرائجة في صناعة البلوك تشين. كانت Filecoin رائدة في السوق خلال الدورة السابقة، حيث تجاوزت قيمتها السوقية 10 مليار دولار في وقت ما. بينما كانت Arweave تتميز بالتخزين الدائم، حيث وصلت قيمتها السوقية إلى 3.5 مليار دولار. ومع ذلك، مع تزايد الشكوك حول جدوى تخزين البيانات الباردة، تم تحدي ضرورة التخزين الدائم، وأصبح السؤال هل يمكن أن تسير التخزين اللامركزية على الطريق الصحيح فعلاً؟ ظهور Walrus جلب حيوية جديدة لرواية التخزين التي كانت هادئة لفترة طويلة، والآن أطلقت Aptos وJump Crypto مشروع Shelby، الذي يهدف إلى تعزيز تطبيقات التخزين اللامركزي في مجال البيانات الساخنة. إذن، هل يمكن أن تعود التخزين اللامركزية إلى الواجهة، وتوفر سيناريوهات تطبيق واسعة؟ أم أنها مجرد ضجة أخرى؟ ستتناول هذه المقالة تطور أربعة مشاريع وهي Filecoin وArweave وWalrus وShelby، لتحليل مسار تغير رواية التخزين اللامركزية، واستكشاف مدى بُعد الطريق لتحقيق انتشار التخزين اللامركزي.
Filecoin: تخزين سطحي، في الواقع تعدين
Filecoin هو أحد مشاريع الرموز التي ظهرت في وقت مبكر، حيث تدور اتجاهاتها الطبيعية حول اللامركزية. كانت هذه سمة عامة للعملات البديلة في ذلك الوقت - البحث عن معنى اللامركزية في مختلف المجالات التقليدية. Filecoin ليس استثناءً، حيث يربط التخزين باللامركزية، مشيرًا إلى عيوب تخزين البيانات المركزي: الافتراضات المتعلقة بثقة مقدمي خدمات التخزين المركزي. لذلك، تحاول Filecoin تحويل التخزين المركزي إلى تخزين لامركزي. ومع ذلك، فإن بعض الجوانب التي تم التضحية بها لتحقيق اللامركزية أصبحت لاحقًا نقاط ألم تحاول مشاريع مثل Arweave أو Walrus حلها. لفهم سبب كون Filecoin في جوهره مجرد عملة تعدين، يجب أن نفهم القيود الموضوعية لتقنيتها الأساسية IPFS التي لا تناسب معالجة البيانات الساخنة.
IPFS:اللامركزية架构,受限于传输瓶颈
IPFS( نظام الملفات بين الكواكب) ظهر في حوالي عام 2015، ويهدف إلى قلب بروتوكول HTTP التقليدي من خلال العنوانة المحتوى. العيب الأكبر في IPFS هو أن سرعة الحصول على الملفات بطيئة للغاية. في عصر يمكن فيه لمزودي البيانات التقليديين تحقيق استجابة في مللي ثانية، لا يزال الحصول على ملف عبر IPFS يستغرق عشرات الثواني، مما يجعل من الصعب الترويج له في التطبيقات العملية، كما يفسر لماذا نادراً ما يتم اعتماده في الصناعات التقليدية باستثناء عدد قليل من مشاريع blockchain.
بروتوكول P2P الأساسي لـ IPFS مناسب بشكل رئيسي لـ "البيانات الباردة"، أي المحتوى الثابت الذي لا يتغير كثيرًا، مثل الفيديوهات والصور والمستندات. ومع ذلك، عند التعامل مع البيانات الساخنة، مثل صفحات الويب الديناميكية، والألعاب عبر الإنترنت، أو تطبيقات الذكاء الاصطناعي، فإن بروتوكول P2P لا يقدم مزايا واضحة بالمقارنة مع CDN التقليدي.
على الرغم من أن IPFS ليس بلوكتشين في حد ذاته، إلا أن مفهوم التصميم القائم على الرسم البياني الموجه غير الدوري (DAG) الذي يعتمد عليه يتوافق بشدة مع العديد من سلاسل الكتل العامة وبروتوكولات Web3، مما يجعله مناسبًا بطبيعته كإطار بناء أساسي للبلوك تشين. لذلك، حتى لو كان يفتقر إلى القيمة العملية، إلا أنه كإطار أساسي يحمل سرد البلوكتشين يكفي، حيث كانت المشاريع المبكرة تحتاج فقط إلى إطار عمل يمكن تشغيله لبدء رؤية عظيمة، لكن عندما تطور Filecoin إلى مرحلة معينة، بدأت العيوب الجوهرية التي جلبها IPFS تعيق تقدمه.
منطق التعدين تحت غطاء التخزين
تم تصميم IPFS ليتيح للمستخدمين أثناء تخزين البيانات أن يصبحوا جزءًا من شبكة التخزين. ومع ذلك، في حالة عدم وجود حوافز اقتصادية، من الصعب على المستخدمين استخدام هذا النظام طوعًا، ناهيك عن أن يصبحوا نقاط تخزين نشطة. هذا يعني أن معظم المستخدمين سيقومون فقط بتخزين الملفات على IPFS، لكنهم لن يساهموا بمساحة التخزين الخاصة بهم، ولن يقوموا بتخزين ملفات الآخرين. في هذا السياق، نشأت Filecoin.
تشمل نموذج الاقتصاد الرمزي لـ Filecoin ثلاثة أدوار رئيسية: المستخدمون مسؤولون عن دفع الرسوم لتخزين البيانات؛ يحصل عمال التعدين على حوافز رمزية لتخزين بيانات المستخدمين؛ بينما يقدم عمال الاسترجاع البيانات عندما يحتاجها المستخدمون ويحصلون على حوافز.
هذا النموذج يحتوي على مساحة محتملة للغش. قد يقوم عمال التخزين بعد تقديم مساحة التخزين بملء البيانات غير المرغوب فيها للحصول على المكافآت. نظرًا لأن هذه البيانات غير المرغوب فيها لن يتم استرجاعها، حتى لو فقدت، فلن يتم تفعيل آلية العقوبة لعمال التخزين. وهذا يسمح لعمال التخزين بحذف البيانات غير المرغوب فيها وتكرار هذه العملية. لا يمكن لنموذج إثبات النسخ في Filecoin إلا ضمان عدم حذف بيانات المستخدم بشكل غير قانوني، ولكنه لا يمكنه منع العمال من ملء البيانات غير المرغوب فيها.
يعتمد تشغيل Filecoin إلى حد كبير على استثمار المعدنين المستمر في الاقتصاد الرمزي، بدلاً من الاعتماد على الطلب الحقيقي من المستخدمين النهائيين على التخزين الموزع. على الرغم من أن المشروع لا يزال يتطور، إلا أن مرحلة الحالية، يتناسب بناء نظام Filecoin بشكل أكبر مع تعريف "منطق التعدين" بدلاً من "القيادة التطبيقية" لمشاريع التخزين.
Arweave: نجاح أو فشل طويل الأمد
إذا كان الهدف من تصميم Filecoin هو بناء "سحابة بيانات" لامركزية قابلة للتحفيز وقابلة للإثبات، فإن Arweave تسير في اتجاه آخر متطرف في التخزين: توفير القدرة على التخزين الدائم للبيانات. لا تحاول Arweave بناء منصة حوسبة موزعة، بل يتمحور نظامها بالكامل حول فرضية أساسية - يجب تخزين البيانات المهمة مرة واحدة، وأن تبقى موجودة في الشبكة إلى الأبد. هذا التوجه المتطرف نحو طويل الأمد يجعل Arweave تختلف تمامًا عن Filecoin من حيث الآليات، ونماذج التحفيز، ومتطلبات الأجهزة، وكذلك من منظور السرد.
تحاول Arweave، التي تدرس البيتكوين، تحسين شبكة التخزين الدائم الخاصة بها باستمرار على مدى فترات طويلة تقاس بالسنوات. لا تهتم Arweave بالتسويق، ولا تهتم بالمنافسين أو اتجاهات السوق. إنها فقط تواصل المضي قدمًا في طريق تحسين بنية الشبكة، حتى لو لم يكن هناك اهتمام، لأن هذه هي طبيعة فريق تطوير Arweave: الفكر طويل الأمد. بفضل الفكر طويل الأمد، حصلت Arweave على دعم كبير خلال السوق الصاعدة السابقة؛ وأيضًا بسبب الفكر طويل الأمد، حتى لو انخفضت إلى القاع، لا تزال Arweave قد تتحمل عدة جولات من الأسواق الصاعدة والهابطة. لكن هل سيكون هناك مكان لـ Arweave في تخزين البيانات اللامركزية في المستقبل؟ لا يمكن إثبات قيمة الوجود للتخزين الدائم إلا من خلال الزمن.
منذ أن بدأت شبكة Arweave الرئيسية من الإصدار 1.5 إلى الإصدار 2.9 الأخير، على الرغم من فقدانها لمناقشات السوق، إلا أنها كانت تعمل بجد لجعل عدد أكبر من المعدنين يشاركون في الشبكة بأقل تكلفة ممكنة، وتحفيز المعدنين على تخزين البيانات إلى أقصى حد، مما يعزز قوة الشبكة باستمرار. تدرك Arweave تمامًا أنها لا تتوافق مع تفضيلات السوق، لذا اتبعت نهجًا محافظًا، ولم تحتضن جماعة المعدنين، مما أدى إلى توقف النظام البيئي تمامًا، مع ترقية الشبكة الرئيسية بأقل تكلفة، مع الاستمرار في خفض عتبة الأجهزة دون الإضرار بأمان الشبكة.
مراجعة لرحلة الترقية من 1.5 إلى 2.9
كشفت نسخة Arweave 1.5 عن ثغرة يمكن للعمال الاعتماد على تراص GPU بدلاً من التخزين الفعلي لتحسين فرص استخراج الكتل. للحد من هذه الظاهرة، قدمت النسخة 1.7 خوارزمية RandomX، مما يحد من استخدام قوة الحوسبة المتخصصة، ويطلب بدلاً من ذلك مشاركة وحدة المعالجة المركزية العامة في التعدين، مما يضعف اللامركزية في قوة الحوسبة.
في الإصدار 2.0، اعتمد Arweave SPoA، محولًا إثبات البيانات إلى مسار بسيط بهيكل شجرة ميركل، وأدخل تنسيق 2 للمعاملات لتقليل عبء التزامن. هذه البنية تخفف من ضغط عرض النطاق الترددي للشبكة، مما يعزز بشكل ملحوظ قدرة التعاون بين العقد. ومع ذلك، لا يزال بإمكان بعض عمال المناجم تجنب مسؤولية حيازة البيانات الحقيقية من خلال استراتيجية تجمع التخزين السريع المركزي.
لتصحيح هذا التوجه، أطلق 2.4 آلية SPoRA، التي تقدم فهرسًا عالميًا والوصول العشوائي إلى هاش بطيء، مما يتطلب من المعدنين أن يمتلكوا كتلة بيانات حقيقية للمشاركة في إنشاء الكتل بشكل فعال، مما يقلل من تأثير تراكم قوة الحوسبة من الناحية الميكانيكية. نتيجة لذلك، بدأ المعدنون في التركيز على سرعة الوصول إلى التخزين، مما أدى إلى زيادة استخدام SSD والأجهزة ذات القراءة والكتابة عالية السرعة. قدم 2.6 التحكم في وتيرة إنشاء الكتل عبر سلسلة الهاش، مما يوازن الفائدة الحدية للأجهزة عالية الأداء، ويتيح مساحة عادلة للمشاركة للمعدنين الصغار والمتوسطين.
الإصدارات اللاحقة تعزز قدرة التعاون الشبكي وتنوع التخزين: 2.7 تضيف آلية التعدين التشاركي وآلية تجمعات التعدين، مما يعزز القدرة التنافسية للعمال المنجمين الصغار؛ 2.8 تطلق آلية التعبئة المركبة، مما يسمح للأجهزة ذات السعة الكبيرة والبطيئة بالمشاركة بشكل مرن؛ 2.9 تقدم عملية التعبئة الجديدة بصيغة replica_2_9، مما يحسن الكفاءة بشكل كبير ويقلل من الاعتماد على الحسابات، ويكمل نموذج التعدين القائم على البيانات.
بشكل عام، يظهر مسار ترقية Arweave بوضوح استراتيجيتها طويلة الأمد الموجهة نحو التخزين: مع مقاومة مستمرة لاتجاه تركيز القدرة الحاسوبية، تستمر في خفض عتبات المشاركة، مما يضمن إمكانية تشغيل البروتوكول على المدى الطويل.
Walrus: هل احتضان البيانات الساخنة مجرد ضجة أم يحمل معنى آخر؟
تختلف فكرة تصميم Walrus تمامًا عن Filecoin و Arweave. نقطة انطلاق Filecoin هي إنشاء نظام تخزين قابل للتحقق من اللامركزية، بتكلفة تخزين البيانات الباردة؛ نقطة انطلاق Arweave هي إنشاء مكتبة الإسكندرية على السلسلة التي يمكنها تخزين البيانات بشكل دائم، بتكلفة مشاهدات قليلة جدًا؛ نقطة انطلاق Walrus هي تحسين تكلفة تخزين البيانات الساخنة.
魔改纠删码:تكلفة الابتكار أم زجاجة جديدة لمشروب قديم؟
فيما يتعلق بتصميم تكاليف التخزين، تعتقد والروس أن تكاليف التخزين في Filecoin و Arweave غير معقولة، حيث أن كلاهما يعتمد على هيكل النسخ الكامل، وتتمثل الميزة الرئيسية في أن كل عقدة تحتفظ بنسخة كاملة، مما يمنحها قدرة قوية على تحمل الأخطاء واستقلالية بين العقد. يمكن أن يضمن هذا النوع من الهياكل أن الشبكة لا تزال تتمتع بإمكانية الوصول إلى البيانات حتى في حالة عدم اتصال بعض العقد. ومع ذلك، فإن هذا يعني أيضًا أن النظام يحتاج إلى نسخ احتياطية متعددة للحفاظ على القوة، مما يزيد من تكاليف التخزين. خاصة في تصميم Arweave، فإن آلية الإجماع تشجع في حد ذاتها على تخزين النسخ الاحتياطية للعقد، لتعزيز أمان البيانات. بالمقارنة، يتمتع Filecoin بمرونة أكبر في التحكم في التكاليف، لكن الثمن هو أن بعض خيارات التخزين ذات التكلفة المنخفضة قد تواجه مخاطر أعلى لفقدان البيانات. تحاول Walrus إيجاد توازن بين الاثنين، حيث تعمل آليتها على التحكم في تكاليف النسخ الاحتياطي مع تعزيز إمكانية الوصول من خلال طريقة النسخ الاحتياطي الهيكلي، وبالتالي إقامة مسار وسط جديد بين إمكانية الوصول إلى البيانات وكفاءة التكاليف.
تعتبر Redstuff التي أنشأتها Walrus تقنية رئيسية لتقليل تكرار العقد، وهي مستمدة من ترميز Reed-Solomon ( RS ). ترميز RS هو خوارزمية تقليدية للغاية لترميز الحذف، حيث يُسمح بزيادة مجموعة البيانات من خلال إضافة شرائح زائدة ( erasure code )، مما يساعد في إعادة بناء البيانات الأصلية. من CD-ROM إلى الاتصالات عبر الأقمار الصناعية وصولاً إلى رموز QR، يتم استخدامها بشكل متكرر في الحياة اليومية.
تسمح رموز التصحيح للمستخدمين بالحصول على كتلة، على سبيل المثال بحجم 1 ميغابايت، ثم "تكبيرها" إلى 2 ميغابايت، حيث تكون الـ 1 ميغابايت الإضافية هي بيانات خاصة تُعرف برموز التصحيح. إذا فقدت أي بايتات في الكتلة، يمكن للمستخدم استعادة تلك البايتات بسهولة من خلال الشيفرة. حتى إذا فقدت كتلة كاملة تصل إلى 1 ميغابايت، يمكنك استعادة الكتلة بالكامل. نفس التقنية يمكن أن تسمح لأجهزة الكمبيوتر بقراءة جميع البيانات الموجودة على قرص CD-ROM، حتى لو تعرض للتلف.
أكثر الأكواد استخدامًا حاليًا هو تشفير RS. طريقة التنفيذ هي، بدءًا من k كتلة معلومات، بناء متعددات مرتبطة، وتقييمها عند إحداثيات x مختلفة للحصول على كتل الترميز. باستخدام تشفير RS، فإن احتمال فقدان كميات كبيرة من البيانات عن طريق أخذ عينات عشوائية ضئيل جدًا.
على سبيل المثال: تقسيم ملف إلى 6 كتل بيانات و 4 كتل تحقق، بإجمالي 10 أجزاء. طالما يتم الاحتفاظ بأي 6 منها، يمكن استعادة البيانات الأصلية بالكامل.
المزايا: القدرة على تحمل الأخطاء قوية، ويتم استخدامها على نطاق واسع في CD/DVD، ومصفوفات الأقراص الصلبة المقاومة للأعطال (RAID)، وأنظمة التخزين السحابية ( مثل Azure Storage، وFacebook F4).
العيوب: تعقيد حساب فك التشفير، تكلفة عالية؛ غير مناسب لبيئات البيانات المتغيرة بشكل متكرر. لذلك عادة ما يستخدم لاستعادة البيانات والجدولة في البيئات المركزية خارج السلسلة.
في ظل اللامركزية، قامت Storj و Sia بتعديل ترميز RS التقليدي ليتناسب مع الاحتياجات الفعلية للشبكة الموزعة. كما قدم Walrus بناءً على ذلك نسخته الخاصة - خوارزمية ترميز RedStuff، لتحقيق آلية تخزين زائدة بتكلفة أقل ومرونة أكبر.
ما هي الميزة الرئيسية لـ Redstuff؟ من خلال تحسين خوارزمية الترميز وتصحيح الأخطاء، يتمكن Walrus من ترميز كتل البيانات غير المنظمة بسرعة وفعالية إلى شظايا أصغر، يتم تخزين هذه الشظايا بشكل موزع في شبكة من نقاط التخزين. حتى في حالة فقدان ما يصل إلى ثلثي الشظايا، يمكن إعادة بناء الكتلة الأصلية بسرعة باستخدام شظايا جزئية. وهذا ممكن مع الحفاظ على عامل النسخ بين 4 و 5.
لذلك، من المعقول تعريف Walrus ك بروتوكول خفيف الوزن للنسخ الاحتياطي والاستعادة مصمم حول مشهد اللامركزية. بالمقارنة مع أكواد الحذف التقليدية ( مثل Reed-Solomon )، RedSt
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
خريطة طريق تطوير التخزين اللامركزي: من FIL إلى تطور التقنية وتطبيقها في شيلبي
اللامركزية存储:从概念炒作到实用落地的演进
تعتبر التخزين واحدة من المجالات الرائجة في صناعة البلوك تشين. كانت Filecoin رائدة في السوق خلال الدورة السابقة، حيث تجاوزت قيمتها السوقية 10 مليار دولار في وقت ما. بينما كانت Arweave تتميز بالتخزين الدائم، حيث وصلت قيمتها السوقية إلى 3.5 مليار دولار. ومع ذلك، مع تزايد الشكوك حول جدوى تخزين البيانات الباردة، تم تحدي ضرورة التخزين الدائم، وأصبح السؤال هل يمكن أن تسير التخزين اللامركزية على الطريق الصحيح فعلاً؟ ظهور Walrus جلب حيوية جديدة لرواية التخزين التي كانت هادئة لفترة طويلة، والآن أطلقت Aptos وJump Crypto مشروع Shelby، الذي يهدف إلى تعزيز تطبيقات التخزين اللامركزي في مجال البيانات الساخنة. إذن، هل يمكن أن تعود التخزين اللامركزية إلى الواجهة، وتوفر سيناريوهات تطبيق واسعة؟ أم أنها مجرد ضجة أخرى؟ ستتناول هذه المقالة تطور أربعة مشاريع وهي Filecoin وArweave وWalrus وShelby، لتحليل مسار تغير رواية التخزين اللامركزية، واستكشاف مدى بُعد الطريق لتحقيق انتشار التخزين اللامركزي.
Filecoin: تخزين سطحي، في الواقع تعدين
Filecoin هو أحد مشاريع الرموز التي ظهرت في وقت مبكر، حيث تدور اتجاهاتها الطبيعية حول اللامركزية. كانت هذه سمة عامة للعملات البديلة في ذلك الوقت - البحث عن معنى اللامركزية في مختلف المجالات التقليدية. Filecoin ليس استثناءً، حيث يربط التخزين باللامركزية، مشيرًا إلى عيوب تخزين البيانات المركزي: الافتراضات المتعلقة بثقة مقدمي خدمات التخزين المركزي. لذلك، تحاول Filecoin تحويل التخزين المركزي إلى تخزين لامركزي. ومع ذلك، فإن بعض الجوانب التي تم التضحية بها لتحقيق اللامركزية أصبحت لاحقًا نقاط ألم تحاول مشاريع مثل Arweave أو Walrus حلها. لفهم سبب كون Filecoin في جوهره مجرد عملة تعدين، يجب أن نفهم القيود الموضوعية لتقنيتها الأساسية IPFS التي لا تناسب معالجة البيانات الساخنة.
IPFS:اللامركزية架构,受限于传输瓶颈
IPFS( نظام الملفات بين الكواكب) ظهر في حوالي عام 2015، ويهدف إلى قلب بروتوكول HTTP التقليدي من خلال العنوانة المحتوى. العيب الأكبر في IPFS هو أن سرعة الحصول على الملفات بطيئة للغاية. في عصر يمكن فيه لمزودي البيانات التقليديين تحقيق استجابة في مللي ثانية، لا يزال الحصول على ملف عبر IPFS يستغرق عشرات الثواني، مما يجعل من الصعب الترويج له في التطبيقات العملية، كما يفسر لماذا نادراً ما يتم اعتماده في الصناعات التقليدية باستثناء عدد قليل من مشاريع blockchain.
بروتوكول P2P الأساسي لـ IPFS مناسب بشكل رئيسي لـ "البيانات الباردة"، أي المحتوى الثابت الذي لا يتغير كثيرًا، مثل الفيديوهات والصور والمستندات. ومع ذلك، عند التعامل مع البيانات الساخنة، مثل صفحات الويب الديناميكية، والألعاب عبر الإنترنت، أو تطبيقات الذكاء الاصطناعي، فإن بروتوكول P2P لا يقدم مزايا واضحة بالمقارنة مع CDN التقليدي.
على الرغم من أن IPFS ليس بلوكتشين في حد ذاته، إلا أن مفهوم التصميم القائم على الرسم البياني الموجه غير الدوري (DAG) الذي يعتمد عليه يتوافق بشدة مع العديد من سلاسل الكتل العامة وبروتوكولات Web3، مما يجعله مناسبًا بطبيعته كإطار بناء أساسي للبلوك تشين. لذلك، حتى لو كان يفتقر إلى القيمة العملية، إلا أنه كإطار أساسي يحمل سرد البلوكتشين يكفي، حيث كانت المشاريع المبكرة تحتاج فقط إلى إطار عمل يمكن تشغيله لبدء رؤية عظيمة، لكن عندما تطور Filecoin إلى مرحلة معينة، بدأت العيوب الجوهرية التي جلبها IPFS تعيق تقدمه.
منطق التعدين تحت غطاء التخزين
تم تصميم IPFS ليتيح للمستخدمين أثناء تخزين البيانات أن يصبحوا جزءًا من شبكة التخزين. ومع ذلك، في حالة عدم وجود حوافز اقتصادية، من الصعب على المستخدمين استخدام هذا النظام طوعًا، ناهيك عن أن يصبحوا نقاط تخزين نشطة. هذا يعني أن معظم المستخدمين سيقومون فقط بتخزين الملفات على IPFS، لكنهم لن يساهموا بمساحة التخزين الخاصة بهم، ولن يقوموا بتخزين ملفات الآخرين. في هذا السياق، نشأت Filecoin.
تشمل نموذج الاقتصاد الرمزي لـ Filecoin ثلاثة أدوار رئيسية: المستخدمون مسؤولون عن دفع الرسوم لتخزين البيانات؛ يحصل عمال التعدين على حوافز رمزية لتخزين بيانات المستخدمين؛ بينما يقدم عمال الاسترجاع البيانات عندما يحتاجها المستخدمون ويحصلون على حوافز.
هذا النموذج يحتوي على مساحة محتملة للغش. قد يقوم عمال التخزين بعد تقديم مساحة التخزين بملء البيانات غير المرغوب فيها للحصول على المكافآت. نظرًا لأن هذه البيانات غير المرغوب فيها لن يتم استرجاعها، حتى لو فقدت، فلن يتم تفعيل آلية العقوبة لعمال التخزين. وهذا يسمح لعمال التخزين بحذف البيانات غير المرغوب فيها وتكرار هذه العملية. لا يمكن لنموذج إثبات النسخ في Filecoin إلا ضمان عدم حذف بيانات المستخدم بشكل غير قانوني، ولكنه لا يمكنه منع العمال من ملء البيانات غير المرغوب فيها.
يعتمد تشغيل Filecoin إلى حد كبير على استثمار المعدنين المستمر في الاقتصاد الرمزي، بدلاً من الاعتماد على الطلب الحقيقي من المستخدمين النهائيين على التخزين الموزع. على الرغم من أن المشروع لا يزال يتطور، إلا أن مرحلة الحالية، يتناسب بناء نظام Filecoin بشكل أكبر مع تعريف "منطق التعدين" بدلاً من "القيادة التطبيقية" لمشاريع التخزين.
Arweave: نجاح أو فشل طويل الأمد
إذا كان الهدف من تصميم Filecoin هو بناء "سحابة بيانات" لامركزية قابلة للتحفيز وقابلة للإثبات، فإن Arweave تسير في اتجاه آخر متطرف في التخزين: توفير القدرة على التخزين الدائم للبيانات. لا تحاول Arweave بناء منصة حوسبة موزعة، بل يتمحور نظامها بالكامل حول فرضية أساسية - يجب تخزين البيانات المهمة مرة واحدة، وأن تبقى موجودة في الشبكة إلى الأبد. هذا التوجه المتطرف نحو طويل الأمد يجعل Arweave تختلف تمامًا عن Filecoin من حيث الآليات، ونماذج التحفيز، ومتطلبات الأجهزة، وكذلك من منظور السرد.
تحاول Arweave، التي تدرس البيتكوين، تحسين شبكة التخزين الدائم الخاصة بها باستمرار على مدى فترات طويلة تقاس بالسنوات. لا تهتم Arweave بالتسويق، ولا تهتم بالمنافسين أو اتجاهات السوق. إنها فقط تواصل المضي قدمًا في طريق تحسين بنية الشبكة، حتى لو لم يكن هناك اهتمام، لأن هذه هي طبيعة فريق تطوير Arweave: الفكر طويل الأمد. بفضل الفكر طويل الأمد، حصلت Arweave على دعم كبير خلال السوق الصاعدة السابقة؛ وأيضًا بسبب الفكر طويل الأمد، حتى لو انخفضت إلى القاع، لا تزال Arweave قد تتحمل عدة جولات من الأسواق الصاعدة والهابطة. لكن هل سيكون هناك مكان لـ Arweave في تخزين البيانات اللامركزية في المستقبل؟ لا يمكن إثبات قيمة الوجود للتخزين الدائم إلا من خلال الزمن.
منذ أن بدأت شبكة Arweave الرئيسية من الإصدار 1.5 إلى الإصدار 2.9 الأخير، على الرغم من فقدانها لمناقشات السوق، إلا أنها كانت تعمل بجد لجعل عدد أكبر من المعدنين يشاركون في الشبكة بأقل تكلفة ممكنة، وتحفيز المعدنين على تخزين البيانات إلى أقصى حد، مما يعزز قوة الشبكة باستمرار. تدرك Arweave تمامًا أنها لا تتوافق مع تفضيلات السوق، لذا اتبعت نهجًا محافظًا، ولم تحتضن جماعة المعدنين، مما أدى إلى توقف النظام البيئي تمامًا، مع ترقية الشبكة الرئيسية بأقل تكلفة، مع الاستمرار في خفض عتبة الأجهزة دون الإضرار بأمان الشبكة.
مراجعة لرحلة الترقية من 1.5 إلى 2.9
كشفت نسخة Arweave 1.5 عن ثغرة يمكن للعمال الاعتماد على تراص GPU بدلاً من التخزين الفعلي لتحسين فرص استخراج الكتل. للحد من هذه الظاهرة، قدمت النسخة 1.7 خوارزمية RandomX، مما يحد من استخدام قوة الحوسبة المتخصصة، ويطلب بدلاً من ذلك مشاركة وحدة المعالجة المركزية العامة في التعدين، مما يضعف اللامركزية في قوة الحوسبة.
في الإصدار 2.0، اعتمد Arweave SPoA، محولًا إثبات البيانات إلى مسار بسيط بهيكل شجرة ميركل، وأدخل تنسيق 2 للمعاملات لتقليل عبء التزامن. هذه البنية تخفف من ضغط عرض النطاق الترددي للشبكة، مما يعزز بشكل ملحوظ قدرة التعاون بين العقد. ومع ذلك، لا يزال بإمكان بعض عمال المناجم تجنب مسؤولية حيازة البيانات الحقيقية من خلال استراتيجية تجمع التخزين السريع المركزي.
لتصحيح هذا التوجه، أطلق 2.4 آلية SPoRA، التي تقدم فهرسًا عالميًا والوصول العشوائي إلى هاش بطيء، مما يتطلب من المعدنين أن يمتلكوا كتلة بيانات حقيقية للمشاركة في إنشاء الكتل بشكل فعال، مما يقلل من تأثير تراكم قوة الحوسبة من الناحية الميكانيكية. نتيجة لذلك، بدأ المعدنون في التركيز على سرعة الوصول إلى التخزين، مما أدى إلى زيادة استخدام SSD والأجهزة ذات القراءة والكتابة عالية السرعة. قدم 2.6 التحكم في وتيرة إنشاء الكتل عبر سلسلة الهاش، مما يوازن الفائدة الحدية للأجهزة عالية الأداء، ويتيح مساحة عادلة للمشاركة للمعدنين الصغار والمتوسطين.
الإصدارات اللاحقة تعزز قدرة التعاون الشبكي وتنوع التخزين: 2.7 تضيف آلية التعدين التشاركي وآلية تجمعات التعدين، مما يعزز القدرة التنافسية للعمال المنجمين الصغار؛ 2.8 تطلق آلية التعبئة المركبة، مما يسمح للأجهزة ذات السعة الكبيرة والبطيئة بالمشاركة بشكل مرن؛ 2.9 تقدم عملية التعبئة الجديدة بصيغة replica_2_9، مما يحسن الكفاءة بشكل كبير ويقلل من الاعتماد على الحسابات، ويكمل نموذج التعدين القائم على البيانات.
بشكل عام، يظهر مسار ترقية Arweave بوضوح استراتيجيتها طويلة الأمد الموجهة نحو التخزين: مع مقاومة مستمرة لاتجاه تركيز القدرة الحاسوبية، تستمر في خفض عتبات المشاركة، مما يضمن إمكانية تشغيل البروتوكول على المدى الطويل.
Walrus: هل احتضان البيانات الساخنة مجرد ضجة أم يحمل معنى آخر؟
تختلف فكرة تصميم Walrus تمامًا عن Filecoin و Arweave. نقطة انطلاق Filecoin هي إنشاء نظام تخزين قابل للتحقق من اللامركزية، بتكلفة تخزين البيانات الباردة؛ نقطة انطلاق Arweave هي إنشاء مكتبة الإسكندرية على السلسلة التي يمكنها تخزين البيانات بشكل دائم، بتكلفة مشاهدات قليلة جدًا؛ نقطة انطلاق Walrus هي تحسين تكلفة تخزين البيانات الساخنة.
魔改纠删码:تكلفة الابتكار أم زجاجة جديدة لمشروب قديم؟
فيما يتعلق بتصميم تكاليف التخزين، تعتقد والروس أن تكاليف التخزين في Filecoin و Arweave غير معقولة، حيث أن كلاهما يعتمد على هيكل النسخ الكامل، وتتمثل الميزة الرئيسية في أن كل عقدة تحتفظ بنسخة كاملة، مما يمنحها قدرة قوية على تحمل الأخطاء واستقلالية بين العقد. يمكن أن يضمن هذا النوع من الهياكل أن الشبكة لا تزال تتمتع بإمكانية الوصول إلى البيانات حتى في حالة عدم اتصال بعض العقد. ومع ذلك، فإن هذا يعني أيضًا أن النظام يحتاج إلى نسخ احتياطية متعددة للحفاظ على القوة، مما يزيد من تكاليف التخزين. خاصة في تصميم Arweave، فإن آلية الإجماع تشجع في حد ذاتها على تخزين النسخ الاحتياطية للعقد، لتعزيز أمان البيانات. بالمقارنة، يتمتع Filecoin بمرونة أكبر في التحكم في التكاليف، لكن الثمن هو أن بعض خيارات التخزين ذات التكلفة المنخفضة قد تواجه مخاطر أعلى لفقدان البيانات. تحاول Walrus إيجاد توازن بين الاثنين، حيث تعمل آليتها على التحكم في تكاليف النسخ الاحتياطي مع تعزيز إمكانية الوصول من خلال طريقة النسخ الاحتياطي الهيكلي، وبالتالي إقامة مسار وسط جديد بين إمكانية الوصول إلى البيانات وكفاءة التكاليف.
تعتبر Redstuff التي أنشأتها Walrus تقنية رئيسية لتقليل تكرار العقد، وهي مستمدة من ترميز Reed-Solomon ( RS ). ترميز RS هو خوارزمية تقليدية للغاية لترميز الحذف، حيث يُسمح بزيادة مجموعة البيانات من خلال إضافة شرائح زائدة ( erasure code )، مما يساعد في إعادة بناء البيانات الأصلية. من CD-ROM إلى الاتصالات عبر الأقمار الصناعية وصولاً إلى رموز QR، يتم استخدامها بشكل متكرر في الحياة اليومية.
تسمح رموز التصحيح للمستخدمين بالحصول على كتلة، على سبيل المثال بحجم 1 ميغابايت، ثم "تكبيرها" إلى 2 ميغابايت، حيث تكون الـ 1 ميغابايت الإضافية هي بيانات خاصة تُعرف برموز التصحيح. إذا فقدت أي بايتات في الكتلة، يمكن للمستخدم استعادة تلك البايتات بسهولة من خلال الشيفرة. حتى إذا فقدت كتلة كاملة تصل إلى 1 ميغابايت، يمكنك استعادة الكتلة بالكامل. نفس التقنية يمكن أن تسمح لأجهزة الكمبيوتر بقراءة جميع البيانات الموجودة على قرص CD-ROM، حتى لو تعرض للتلف.
أكثر الأكواد استخدامًا حاليًا هو تشفير RS. طريقة التنفيذ هي، بدءًا من k كتلة معلومات، بناء متعددات مرتبطة، وتقييمها عند إحداثيات x مختلفة للحصول على كتل الترميز. باستخدام تشفير RS، فإن احتمال فقدان كميات كبيرة من البيانات عن طريق أخذ عينات عشوائية ضئيل جدًا.
على سبيل المثال: تقسيم ملف إلى 6 كتل بيانات و 4 كتل تحقق، بإجمالي 10 أجزاء. طالما يتم الاحتفاظ بأي 6 منها، يمكن استعادة البيانات الأصلية بالكامل.
المزايا: القدرة على تحمل الأخطاء قوية، ويتم استخدامها على نطاق واسع في CD/DVD، ومصفوفات الأقراص الصلبة المقاومة للأعطال (RAID)، وأنظمة التخزين السحابية ( مثل Azure Storage، وFacebook F4).
العيوب: تعقيد حساب فك التشفير، تكلفة عالية؛ غير مناسب لبيئات البيانات المتغيرة بشكل متكرر. لذلك عادة ما يستخدم لاستعادة البيانات والجدولة في البيئات المركزية خارج السلسلة.
في ظل اللامركزية، قامت Storj و Sia بتعديل ترميز RS التقليدي ليتناسب مع الاحتياجات الفعلية للشبكة الموزعة. كما قدم Walrus بناءً على ذلك نسخته الخاصة - خوارزمية ترميز RedStuff، لتحقيق آلية تخزين زائدة بتكلفة أقل ومرونة أكبر.
ما هي الميزة الرئيسية لـ Redstuff؟ من خلال تحسين خوارزمية الترميز وتصحيح الأخطاء، يتمكن Walrus من ترميز كتل البيانات غير المنظمة بسرعة وفعالية إلى شظايا أصغر، يتم تخزين هذه الشظايا بشكل موزع في شبكة من نقاط التخزين. حتى في حالة فقدان ما يصل إلى ثلثي الشظايا، يمكن إعادة بناء الكتلة الأصلية بسرعة باستخدام شظايا جزئية. وهذا ممكن مع الحفاظ على عامل النسخ بين 4 و 5.
لذلك، من المعقول تعريف Walrus ك بروتوكول خفيف الوزن للنسخ الاحتياطي والاستعادة مصمم حول مشهد اللامركزية. بالمقارنة مع أكواد الحذف التقليدية ( مثل Reed-Solomon )، RedSt