Evolusi Penyimpanan Desentralisasi: Dari Idealisme ke Realisme

Penyimpanan pernah menjadi salah satu narasi populer di industri blockchain. Filecoin sebagai proyek unggulan di putaran bull market sebelumnya, pernah memiliki kapitalisasi pasar lebih dari 10 milyar USD. Arweave dengan penawaran penyimpanan permanennya, mencapai kapitalisasi pasar tertinggi sebesar 3,5 milyar USD. Namun, dengan ketersediaan penyimpanan data dingin yang dipertanyakan, kebutuhan penyimpanan permanen juga menjadi tanda tanya, apakah penyimpanan desentralisasi benar-benar dapat terwujud menjadi sebuah pertanyaan yang belum terjawab.

Kemunculan Walrus membawa sedikit kehidupan ke jalur penyimpanan yang telah lama sepi. Baru-baru ini, proyek Shelby yang diluncurkan oleh Aptos dan Jump Crypto bertujuan untuk mengangkat penyimpanan desentralisasi ke tingkat baru di bidang data panas. Jadi, apakah penyimpanan desentralisasi dapat bangkit kembali dan memberikan solusi untuk skenario aplikasi yang lebih luas? Ataukah ini hanya putaran spekulasi lainnya? Artikel ini akan menganalisis perkembangan narasi penyimpanan desentralisasi dengan memulai dari jalur pengembangan empat proyek: Filecoin, Arweave, Walrus, dan Shelby, serta mengeksplorasi kemungkinan penyebaran penyimpanan desentralisasi.

Filecoin: Penyimpanan hanyalah tampak, penambangan adalah esensi

Filecoin adalah salah satu proyek cryptocurrency yang pertama kali muncul, dan arah perkembangannya tentu saja berfokus pada Desentralisasi. Ini adalah ciri umum dari proyek cryptocurrency awal - yaitu mencari makna Desentralisasi dalam berbagai bidang tradisional. Filecoin juga tidak terkecuali, mengaitkan penyimpanan dengan Desentralisasi, yang secara alami menunjukkan kelemahan dari layanan penyimpanan data terpusat: asumsi kepercayaan terhadap penyedia penyimpanan terpusat. Oleh karena itu, tujuan Filecoin adalah mengubah penyimpanan terpusat menjadi penyimpanan Desentralisasi. Namun, beberapa kompromi yang dilakukan untuk mencapai Desentralisasi, menjadi titik nyeri yang coba diselesaikan oleh proyek-proyek seperti Arweave atau Walrus di kemudian hari. Untuk memahami mengapa Filecoin pada dasarnya hanya merupakan koin tambang, perlu dipahami batasan objektif dari teknologi dasar IPFS yang tidak cocok untuk menangani data panas.

IPFS:Desentralisasi arsitektur, namun terhambat oleh bottleneck transmisi

IPFS( sistem file antarbintang) telah hadir sejak sekitar tahun 2015, bertujuan untuk membalikkan protokol HTTP tradisional melalui pencarian berbasis konten. Kekurangan terbesar IPFS adalah kecepatan pengambilan yang sangat lambat. Di era penyedia layanan data tradisional yang dapat mencapai respons dalam hitungan milidetik, pengambilan sebuah file di IPFS masih memerlukan waktu belasan detik, yang membuatnya sulit untuk dipromosikan dalam aplikasi praktis, dan juga menjelaskan mengapa, selain beberapa proyek blockchain, ia jarang diadopsi oleh industri tradisional.

Protokol P2P dasar IPFS terutama cocok untuk "data dingin", yaitu konten statis yang tidak sering berubah, seperti video, gambar, dan dokumen. Namun, dalam menangani data panas, seperti halaman web dinamis, permainan online, atau aplikasi kecerdasan buatan, protokol P2P tidak memiliki keunggulan yang jelas dibandingkan dengan CDN tradisional.

Meskipun IPFS sendiri bukanlah blockchain, namun konsep desain DAG (graf terarah tanpa siklus) yang diterapkannya, (, sangat cocok dengan banyak blockchain publik dan protokol Web3, menjadikannya cocok sebagai kerangka dasar untuk blockchain. Oleh karena itu, meskipun tidak memiliki nilai praktis, sebagai kerangka dasar yang mendukung narasi blockchain sudah cukup, proyek-proyek awal hanya memerlukan kerangka yang dapat berjalan untuk memulai petualangan. Namun, ketika Filecoin berkembang ke tahap tertentu, kelemahan mendasar yang dibawa oleh IPFS mulai menghambat perkembangan lebih lanjut.

) logika koin tambang di bawah lapisan penyimpanan

Desain awal IPFS adalah untuk memungkinkan pengguna menyimpan data sekaligus menjadi bagian dari jaringan penyimpanan. Namun, tanpa insentif ekonomi, sulit bagi pengguna untuk secara sukarela menggunakan sistem ini, apalagi menjadi node penyimpanan yang aktif. Ini berarti, sebagian besar pengguna hanya akan menyimpan file di IPFS, tetapi tidak akan menyumbangkan ruang penyimpanan mereka sendiri, dan tidak akan menyimpan file orang lain. Dalam konteks inilah, Filecoin lahir.

Dalam model ekonomi token Filecoin, terdapat tiga peran utama: pengguna bertanggung jawab untuk membayar biaya penyimpanan data; penambang penyimpanan mendapatkan insentif token karena menyimpan data pengguna; penambang pengambilan menyediakan data saat dibutuhkan pengguna dan mendapatkan insentif.

Model ini memiliki potensi ruang untuk berbuat jahat. Penambang penyimpanan dapat mengisi data sampah setelah menyediakan ruang penyimpanan untuk mendapatkan imbalan. Karena data sampah ini tidak akan diambil kembali, bahkan jika hilang, tidak akan memicu mekanisme hukuman bagi penambang penyimpanan. Ini memungkinkan penambang penyimpanan untuk menghapus data sampah dan mengulangi proses ini. Konsensus bukti salinan Filecoin hanya dapat memastikan bahwa data pengguna tidak dihapus secara diam-diam, tetapi tidak dapat mencegah penambang mengisi data sampah.

Operasi Filecoin sangat bergantung pada investasi berkelanjutan dari para penambang terhadap ekonomi token, dan bukan berdasarkan permintaan nyata dari pengguna akhir terhadap penyimpanan terdistribusi. Meskipun proyek ini terus berinovasi, pada tahap ini, pembangunan ekosistem Filecoin lebih mencerminkan "logika koin penambang" daripada definisi proyek penyimpanan yang "didorong aplikasi".

Arweave: Didirikan pada prinsip jangka panjang, kalah karena prinsip jangka panjang

Jika tujuan desain Filecoin adalah membangun "data cloud" terdesentralisasi yang dapat diinsentifkan dan dibuktikan, maka Arweave mengambil arah ekstrem lain dalam penyimpanan: memberikan kemampuan penyimpanan permanen untuk data. Arweave tidak berusaha membangun platform komputasi terdistribusi; seluruh sistemnya berputar di sekitar satu asumsi inti - data yang penting harus disimpan sekali dan selamanya berada di jaringan. Ekstrem jangka panjang ini membuat Arweave berbeda jauh dari Filecoin, mulai dari mekanisme hingga model insentif, dari kebutuhan perangkat keras hingga sudut pandang naratif.

Arweave mengambil Bitcoin sebagai objek pembelajaran, berusaha untuk terus mengoptimalkan jaringan penyimpanan permanennya dalam periode panjang yang dihitung dalam tahun. Arweave tidak peduli dengan pemasaran, tidak peduli dengan pesaing dan tren perkembangan pasar. Ia hanya terus maju di jalan iterasi arsitektur jaringan, bahkan jika tidak ada yang peduli, karena inilah esensi tim pengembang Arweave: jangka panjang. Berkat jangka panjang, Arweave sangat diminati di pasar bullish sebelumnya; juga karena jangka panjang, meskipun jatuh ke titik terendah, Arweave masih bisa bertahan melalui beberapa siklus bullish dan bearish. Hanya saja, apakah penyimpanan terdesentralisasi di masa depan akan memiliki tempat untuk Arweave? Nilai eksistensi penyimpanan permanen hanya bisa dibuktikan oleh waktu.

Jaringan utama Arweave dari versi 1.5 hingga versi 2.9 terbaru, meskipun telah kehilangan panas diskusi pasar, namun terus berupaya untuk memungkinkan lebih banyak penambang berpartisipasi dalam jaringan dengan biaya minimum, dan mendorong penambang untuk menyimpan data sebanyak mungkin, sehingga ketahanan seluruh jaringan terus meningkat. Arweave menyadari bahwa dirinya tidak sesuai dengan preferensi pasar, oleh karena itu mengambil jalur konservatif, tidak merangkul komunitas penambang, ekosistem sepenuhnya terhenti, melakukan upgrade jaringan utama dengan biaya minimum, sambil terus menurunkan ambang perangkat keras tanpa mengorbankan keamanan jaringan.

Tinjauan perjalanan peningkatan 1.5-2.9

Versi 1.5 Arweave mengungkapkan celah di mana penambang dapat bergantung pada penumpukan GPU daripada penyimpanan nyata untuk mengoptimalkan peluang pembuatan blok. Untuk membatasi tren ini, versi 1.7 memperkenalkan algoritma RandomX, membatasi penggunaan kekuatan komputasi yang khusus, dan beralih untuk meminta CPU umum berpartisipasi dalam penambangan, sehingga melemahkan sentralisasi kekuatan komputasi.

Dalam versi 2.0, Arweave mengadopsi SPoA, mengubah bukti data menjadi jalur ringkas struktur pohon Merkle, dan memperkenalkan transaksi format 2 untuk mengurangi beban sinkronisasi. Arsitektur ini mengurangi tekanan bandwidth jaringan, sehingga kemampuan kolaborasi node meningkat secara signifikan. Namun, beberapa penambang masih dapat menghindari tanggung jawab pemegang data yang sebenarnya melalui strategi kolam penyimpanan berkecepatan tinggi terpusat.

Untuk memperbaiki bias ini, 2.4 meluncurkan mekanisme SPoRA, yang memperkenalkan indeks global dan akses acak hash lambat, membuat penambang harus benar-benar memiliki blok data untuk berpartisipasi dalam pembuatan blok yang valid, secara mekanis mengurangi efek penumpukan daya komputasi. Hasilnya, penambang mulai memperhatikan kecepatan akses penyimpanan, mendorong aplikasi SSD dan perangkat baca/tulis berkecepatan tinggi. 2.6 memperkenalkan rantai hash untuk mengontrol ritme pembuatan blok, menyeimbangkan manfaat marginal dari perangkat berkinerja tinggi, dan memberikan ruang partisipasi yang adil bagi penambang kecil dan menengah.

Versi berikutnya semakin memperkuat kemampuan kolaborasi jaringan dan keragaman penyimpanan: 2.7 menambahkan mekanisme pertambangan kolaboratif dan kolam tambang, meningkatkan daya saing penambang kecil; 2.8 meluncurkan mekanisme pengemasan komposit, memungkinkan perangkat berkapasitas besar dan kecepatan rendah untuk berpartisipasi secara fleksibel; 2.9 memperkenalkan proses pengemasan baru dalam format replica_2_9, secara signifikan meningkatkan efisiensi dan mengurangi ketergantungan perhitungan, menyelesaikan model pertambangan berbasis data yang tertutup.

Secara keseluruhan, jalur peningkatan Arweave dengan jelas menunjukkan strategi jangka panjang yang berorientasi pada penyimpanan: sambil terus melawan tren konsentrasi daya komputasi, terus menurunkan ambang partisipasi, dan menjamin kemungkinan operasi jangka panjang dari protokol.

Walrus: Apakah memeluk data panas adalah sekadar hype atau menyimpan rahasia?

Walrus dari segi desain, sangat berbeda dengan Filecoin dan Arweave. Titik awal Filecoin adalah membangun sistem penyimpanan terdesentralisasi yang dapat diverifikasi, dengan biaya penyimpanan data dingin; titik awal Arweave adalah membangun perpustakaan Alexandria di blockchain yang dapat menyimpan data secara permanen, dengan biaya terlalu sedikit skenario; titik awal Walrus adalah mengoptimalkan pengeluaran penyimpanan untuk protokol penyimpanan data panas.

Modifikasi Ajaib Kode Penghapusan: Inovasi Biaya atau Botol Baru untuk Anggur Lama?

Dalam desain biaya penyimpanan, Walrus berpendapat bahwa biaya penyimpanan Filecoin dan Arweave tidak wajar, keduanya menggunakan arsitektur replikasi penuh, yang memiliki keunggulan utama bahwa setiap node memiliki salinan lengkap, memiliki toleransi kesalahan yang kuat dan independensi antar node. Arsitektur semacam ini dapat memastikan bahwa meskipun beberapa node offline, jaringan tetap memiliki ketersediaan data. Namun, ini juga berarti sistem memerlukan redundansi salinan untuk menjaga ketahanan, yang pada gilirannya meningkatkan biaya penyimpanan. Terutama dalam desain Arweave, mekanisme konsensus itu sendiri mendorong penyimpanan redundansi node untuk meningkatkan keamanan data. Sebaliknya, Filecoin lebih fleksibel dalam kontrol biaya, tetapi biayanya adalah penyimpanan berbiaya rendah mungkin memiliki risiko kehilangan data yang lebih tinggi. Walrus berusaha menemukan keseimbangan antara keduanya, mekanismenya mengendalikan biaya replikasi sambil meningkatkan ketersediaan melalui cara redundansi terstruktur, sehingga membangun jalur kompromi baru antara ketersediaan data dan efisiensi biaya.

Redstuff yang dikembangkan oleh Walrus adalah teknologi kunci untuk mengurangi redundansi node, yang berasal dari pengkodean Reed-Solomon ### RS (. Pengkodean RS adalah algoritma kode penghapusan yang sangat tradisional, kode penghapusan adalah teknik yang memungkinkan penggandaan dataset dengan menambahkan fragmen redundan ) erasure code ( untuk membangun kembali data asli. Dari CD-ROM hingga komunikasi satelit hingga kode QR, ini sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Kode koreksi memungkinkan pengguna untuk mengambil sebuah blok, misalnya berukuran 1MB, dan kemudian "memperbesar" menjadi 2MB, di mana tambahan 1MB disebut data khusus yang disebut kode koreksi. Jika ada byte yang hilang dalam blok, pengguna dapat dengan mudah memulihkan byte tersebut melalui kode. Bahkan jika hingga 1MB dari blok hilang, Anda masih dapat memulihkan seluruh blok. Teknik yang sama memungkinkan komputer membaca semua data di CD-ROM, bahkan jika sudah rusak.

Saat ini yang paling umum digunakan adalah kode RS. Cara implementasinya adalah, mulai dari k blok informasi, membangun polinomial terkait, dan mengevaluasinya pada koordinat x yang berbeda untuk mendapatkan blok kode. Dengan menggunakan kode penghapus RS, kemungkinan kehilangan blok data besar secara acak sangat kecil.

Contoh: Membagi sebuah file menjadi 6 blok data dan 4 blok paritas, total 10 bagian. Dengan menyimpan 6 dari bagian tersebut, data asli dapat dipulihkan secara lengkap.

Keuntungan: Kemampuan toleransi kesalahan yang kuat, secara luas diterapkan pada CD/DVD, Array disk tahan kesalahan )RAID(, serta sistem penyimpanan awan ) seperti Azure Storage, Facebook F4(.

Kekurangan: decoding yang kompleks, biaya yang tinggi; tidak cocok untuk skenario data yang sering berubah. Oleh karena itu, biasanya digunakan untuk pemulihan data dan penjadwalan di lingkungan terpusat off-chain.

Dalam arsitektur desentralisasi, Storj dan Sia telah melakukan penyesuaian pada kode RS tradisional untuk memenuhi kebutuhan nyata jaringan terdistribusi. Walrus juga telah mengusulkan variannya sendiri - algoritma pengkodean RedStuff, untuk mencapai mekanisme penyimpanan redundan yang lebih murah dan lebih fleksibel.

Apa fitur terbesar dari Redstuff? Dengan meningkatkan algoritma pengkodean penghapusan, Walrus dapat dengan cepat dan kuat mengkodekan blok data tidak terstruktur menjadi potongan yang lebih kecil, yang akan disimpan secara terdistribusi di jaringan node penyimpanan. Bahkan jika hingga dua pertiga potongan hilang, blok data asli dapat dengan cepat direkonstruksi menggunakan potongan sebagian. Ini menjaga...