Merkeziyetsizlik Depolamanın Evrim Süreci: İdealizmden Realizme

Depolama, blok zinciri endüstrisinin popüler anlatılarından biri olmuştur. Filecoin, önceki boğa piyasasının öncü projelerinden biri olarak, piyasa değeri bir ara 10 milyar doları aşmıştır. Arweave, kalıcı depolamayı bir satış noktası olarak kullanarak, en yüksek piyasa değerine 3.5 milyar dolara ulaşmıştır. Ancak, soğuk veri depolamanın kullanılabilirliği sorgulanmaya başlandıkça, kalıcı depolamanın gerekliliği de sorgulanmaya açılmıştır. Merkeziyetsizlik depolamanın gerçekten uygulanabilir olup olmayacağı, halen belirsiz bir soru olarak kalmaktadır.

Walrus'un ortaya çıkması, uzun zamandır sessiz kalan depolama alanına bir nefes taze hava getirdi. Son zamanlarda, Aptos ve Jump Crypto'nun ortaklaşa başlattığı Shelby projesi ise, merkeziyetsizlik depolamasını sıcak veri alanında yeni bir seviyeye taşımayı amaçlıyor. Peki, merkeziyetsizlik depolaması yeniden mi doğacak, daha geniş uygulama senaryolarına çözüm sunacak mı? Yoksa sadece bir başka spekülasyon mu? Bu makale, Filecoin, Arweave, Walrus ve Shelby gibi dört projenin gelişim yolculuklarından yola çıkarak, merkeziyetsizlik depolama anlatısının evrimini analiz edecek ve merkeziyetsizlik depolamanın yaygınlaşma olasılığını tartışacaktır.

Filecoin: Depolama sadece bir görünüm, madencilik ise özüdür

Filecoin, kripto para projelerinin en erken ortaya çıkanlarından biridir ve gelişim yönü doğal olarak Merkeziyetsizlik etrafında şekillenmektedir. Bu, erken dönem kripto projelerinin genel bir özelliğidir - yani çeşitli geleneksel alanlarda merkeziyetsizliğin anlamını aramak. Filecoin de bir istisna değildir; depolamayı merkeziyetsizlik ile ilişkilendirerek, doğal olarak merkezi veri depolama hizmetlerinin dezavantajlarını vurgular: merkezi depolama sağlayıcılarına duyulan güven varsayımı. Bu nedenle, Filecoin'in hedefi merkezi depolamayı merkeziyetsiz depolamaya dönüştürmektir. Ancak, merkeziyetsizlik sağlamak için yapılan bazı uzlaşmalar, daha sonra Arweave veya Walrus gibi projelerin çözmeye çalıştığı acı noktaları haline gelmiştir. Filecoin'in aslında sadece bir madeni para olduğunu anlamak için, onun temel teknolojisi IPFS'in sıcak verileri işlemek için uygun olmadığına dair nesnel kısıtlamaları anlamak gerekmektedir.

IPFS:Merkeziyetsizlik mimarisi, ancak iletim darboğazlarıyla sınırlıdır

IPFS( yıldızlararası dosya sistemi ) 2015 civarında ortaya çıktı ve içerik adreslemesiyle geleneksel HTTP protokolünü devirmeyi hedefliyor. IPFS'nin en büyük dezavantajı, erişim hızının son derece yavaş olmasıdır. Geleneksel veri hizmet sağlayıcılarının milisaniye seviyesinde yanıt verebildiği bir çağda, IPFS bir dosyayı almak için hala on saniyeden fazla zaman alıyor, bu da onu pratik uygulamalarda yaygınlaştırmayı zorlaştırıyor ve neden yalnızca birkaç blockchain projesi dışında geleneksel endüstriler tarafından nadiren benimsendiğini açıklıyor.

IPFS'in altındaki P2P protokolü esas olarak "soğuk veriler" için uygundur; yani, sık değişmeyen statik içerikler, örneğin videolar, resimler ve belgeler gibi. Ancak, sıcak verilerin işlenmesi söz konusu olduğunda, dinamik web sayfaları, çevrimiçi oyunlar veya yapay zeka uygulamaları gibi, P2P protokolünün geleneksel CDN'lere kıyasla belirgin bir avantajı yoktur.

IPFS kendisi bir blok zinciri olmasa da, benimsediği yönlendirilmiş döngüsel grafik (DAG) tasarım felsefesi birçok kamu blok zinciri ve Web3 protokolleri ile yüksek uyum içerisindedir, bu da onu blok zincirinin alt yapı inşa çerçevesi olarak doğuştan uygun hale getirir. Bu nedenle, pratik bir değer taşımasa bile, blok zincir anlatısını barındıran bir temel çerçeve olarak yeterlidir; erken dönem sahte projelerin sadece çalışabilen bir çerçeveye ihtiyacı vardı ve yıldızlı denizlere açılabilirdi. Ancak Filecoin belirli bir aşamaya ulaştığında, IPFS'in getirdiği sert zayıflıklar onun daha fazla gelişimini engellemeye başlamıştır.

Depolama dış giyimi altındaki madeni para mantığı

IPFS'nin tasarım amacı, kullanıcıların veri depolarken aynı zamanda depolama ağının bir parçası olmalarını sağlamaktır. Ancak, ekonomik teşviklerin yokluğunda, kullanıcıların bu sistemi gönüllü olarak kullanmaları oldukça zordur, aktif depolama düğümleri haline gelmeleri ise daha da zordur. Bu, çoğu kullanıcının sadece dosyalarını IPFS'de depolayacağını, ancak kendi depolama alanlarını katkıda bulunmayacağını ve başkalarının dosyalarını depolamayacağını göstermektedir. İşte bu bağlamda, Filecoin ortaya çıkmıştır.

Filecoin'in token ekonomik modelinde başlıca üç rol bulunmaktadır: Kullanıcılar verileri depolamak için ücret ödemekten sorumludur; Depolama madencileri kullanıcı verilerini depolayarak token teşvikleri alır; İndirme madencileri ise kullanıcılar ihtiyaç duyduğunda verileri sağlayarak teşvik alır.

Bu modelin potansiyel bir kötüye kullanım alanı vardır. Depolama madencileri, depolama alanı sağladıktan sonra ödül almak için çöp verilerle doldurabilirler. Bu çöp veriler geri alınmadığı için, kaybolsalar bile, depolama madencilerinin ceza mekanizmasını tetiklemez. Bu, depolama madencilerinin çöp verileri silip bu süreci tekrarlamalarına olanak tanır. Filecoin'in kopyalama kanıtı konsensüsü, kullanıcı verilerinin izinsiz silinmediğini garanti edebilir, ancak madencilerin çöp verilerle doldurmasını engelleyemez.

Filecoin'un çalışması büyük ölçüde madencilerin token ekonomisine sürekli yatırım yapmasına bağlıdır, son kullanıcıların dağıtık depolama konusundaki gerçek talebine dayanmaz. Proje sürekli olarak güncelleniyor olsa da, mevcut aşamada Filecoin'in ekosistem inşası daha çok "madeni para mantığı"na uygun, "uygulama odaklı" depolama proje tanımından ziyade.

Arweave: Uzun vadeli düşünce ile oluşur, uzun vadeli düşünce ile yenilir

Eğer Filecoin'in tasarım hedefi, teşvik edici, kanıtlanabilir bir Merkeziyetsizlik "veri bulutu" kabuğu inşa etmekse, o zaman Arweave, verilerin kalıcı depolanma yeteneğini sağlamak için depolamanın başka bir yönünde aşırı bir yol izliyor. Arweave, dağılmış bir hesaplama platformu inşa etmeye çalışmıyor; bütün sistemi bir ana varsayım etrafında şekilleniyor - önemli veriler bir kez depolanmalı ve ağda sonsuza dek kalmalıdır. Bu aşırı uzun vadeli yaklaşım, Arweave'i mekanizmadan teşvik modeline, donanım gereksinimlerinden anlatım perspektifine kadar Filecoin'den oldukça farklı kılıyor.

Arweave, Bitcoin'i öğrenme nesnesi olarak alarak, yıllar olarak hesaplanan uzun dönem boyunca sürekli olarak kalıcı depolama ağını optimize etmeye çalışmaktadır. Arweave, pazarlama ile ilgilenmiyor, rakipleri ve pazarın gelişim trendleriyle de ilgilenmiyor. Sadece ağ mimarisini iterasyon sürecinde sürekli olarak ilerliyor, kimse ilgilenmese bile umursamıyor, çünkü bu Arweave geliştirme ekibinin özüdür: uzun dönemcilik. Uzun dönemciliğin faydasıyla, Arweave geçen boğa piyasasında büyük bir rağbet gördü; aynı zamanda uzun dönemcilik sayesinde, en dip noktalara düşse bile, Arweave birkaç boğa ve ayı döngüsünü geçmeye devam edebilir. Ancak gelecekteki merkeziyetsiz depolamada Arweave için bir yer var mı? Kalıcı depolamanın varoluş değeri yalnızca zamanla kanıtlanabilir.

Arweave ana ağı, 1.5 versiyonundan en son 2.9 versiyonuna kadar, pazar tartışma sıcaklığını kaybetmiş olsa da, daha geniş bir madenci kitlesinin en düşük maliyetle ağa katılmasını sağlamak ve madencileri verileri maksimum seviyede depolamaya teşvik etmek için sürekli olarak çalışmaktadır. Bu sayede tüm ağın sağlamlığı sürekli olarak artmaktadır. Arweave, pazar tercihlerine uymadığını bildiği için, muhafazakar bir yol izleyerek madenci topluluklarını kucaklamaktan kaçınmış, ekosistem tamamen duraklamış, ana ağı en düşük maliyetle güncellemeye çalışmış ve ağ güvenliğini tehlikeye atmadan donanım eşiğini sürekli olarak düşürmüştür.

1.5-2.9'un yükseliş yolculuğu incelemesi

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 sürümünde RandomX algoritması tanıtıldı, özel hesaplama gücünü sınırladı ve madenciliğe genel CPU'ların katılmasını talep ederek hesaplama merkeziyetsizliğini zayıflattı.

2.0 sürümünde, Arweave SPoA'yı benimseyerek veri kanıtını Merkle ağaç yapısının sade yoluna dönüştürmüş ve senkronizasyon yükünü azaltmak için format 2 işlemlerini tanıtmıştır. Bu yapı, ağ bant genişliği baskısını hafifletmiş ve düğümlerin iş birliği yeteneklerini önemli ölçüde artırmıştır. Ancak, bazı madenciler hâlâ merkezi hızlı depolama havuzu stratejisi ile gerçek veri sahipliği sorumluluğundan kaçınabilir.

Bu yanlılığı düzeltmek için, 2.4 SPoRA mekanizmasını tanıttı ve küresel indeks ile yavaş hash rastgele erişimini getirdi. Böylece madencilerin geçerli blok üretimi için veri bloklarını gerçekten tutmaları gerekti. Bu mekanizma, hesaplama gücü birikimi etkisini zayıflattı. Sonuç olarak, madenciler depolama erişim hızına odaklanmaya başladı ve SSD ile yüksek hızlı okuma/yazma cihazlarının kullanımını artırdı. 2.6, blok üretim temposunu kontrol etmek için hash zincirini tanıttı ve yüksek performanslı cihazların marjinal faydalarını dengeledi, böylece orta ve küçük madencilere adil katılım alanı sundu.

Sonraki sürümler, ağ işbirliği yeteneklerini ve depolama çeşitliliğini daha da güçlendiriyor: 2.7, küçük madencilerin rekabet gücünü artırmak için işbirlikçi madencilik ve havuz mekanizmasını ekliyor; 2.8, büyük kapasiteli düşük hızlı cihazların esnek katılımını sağlamak için karma paketleme mekanizmasını tanıtıyor; 2.9 ise replica_2_9 formatında yeni bir paketleme sürecini tanıtarak verimliliği önemli ölçüde artırıyor ve hesaplama bağımlılığını azaltıyor, veri odaklı madencilik modelinin kapalı döngüsünü tamamlıyor.

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

Walrus: Sıcak verileri kucaklamak bir pazarlama hilesi mi yoksa derin bir anlam mı taşıyor?

Walrus, tasarım düşüncesi açısından, Filecoin ve Arweave ile tamamen farklıdır. Filecoin'in çıkış noktası, merkeziyetsizlik ile doğrulanabilir bir depolama sistemi oluşturmakken, bunun bedeli soğuk veri depolamasıdır; Arweave'in çıkış noktası ise kalıcı veri depolayabilen bir zincir üzerindeki İskenderiye Kütüphanesini inşa etmekken, bunun bedeli ise çok az senaryodur; Walrus'un çıkış noktası ise depolama maliyetlerini optimize eden sıcak veri depolama protokolüdür.

Büyüleyici Düzeltme Kodu: Maliyet İnovasyonu mu yoksa Eski Şişede Yeni Şarap mı?

Depolama maliyeti tasarımı açısından, Walrus, Filecoin ile Arweave'in depolama giderlerinin makul olmadığını düşünüyor. Her iki sistem de tamamen kopyalama mimarisi kullanmakta, ana avantajı ise her bir düğümün tam bir kopyaya sahip olması, güçlü bir hata toleransı ve düğümler arasında bağımsızlık sunmasıdır. Bu tür bir mimari, bazı düğümler çevrimdışı olsa bile ağın veri kullanılabilirliğini sağlamaktadır. Ancak bu, sistemin dayanıklılığı sürdürmek için çoklu kopya yedekliliği gerektirdiği ve dolayısıyla depolama maliyetlerini artırdığı anlamına geliyor. Özellikle Arweave'in tasarımında, konsensüs mekanizması kendisi düğüm yedek depolamayı teşvik ederek veri güvenliğini artırmaktadır. Buna karşılık, Filecoin maliyet kontrolünde daha esneklik sunmakta, ancak bunun bedeli olarak bazı düşük maliyetli depolama çözümlerinin daha yüksek veri kaybı riski taşıyabileceği anlamına gelmektedir. Walrus, ikisi arasında bir denge bulmaya çalışmakta; kopyalama maliyetlerini kontrol ederken, yapılandırılmış yedeklilik yoluyla kullanılabilirliği artırmakta, böylece veri erişilebilirliği ile maliyet verimliliği arasında yeni bir uzlaşma yolu oluşturmayı hedeflemektedir.

Walrus'un geliştirdiği Redstuff, düğüm fazlalığını azaltmanın anahtarıdır, Reed-Solomon(RS) kodlamasından gelmektedir. RS kodlaması, çok geleneksel bir hata düzeltme kodu algoritmasıdır; hata düzeltme kodu, veri kümesini iki katına çıkarmak için fazlalık parçalar ekleyerek(erasure code) kullanma tekniğidir ve orijinal veriyi yeniden inşa etmek için kullanılabilir. CD-ROM'dan uydu iletişimine ve karekodlara kadar, günlük yaşamda sıkça kullanılmaktadır.

Düzeltme kodları, kullanıcılara bir bloğu, örneğin 1MB büyüklüğünde almayı ve bunu 2MB büyüklüğüne "büyütmeyi" sağlar; burada ek 1MB, düzeltme kodu olarak adlandırılan özel veridir. Eğer bloktaki herhangi bir bayt kaybolursa, kullanıcı bu baytları kod yardımıyla kolayca geri alabilir. Hatta 1MB'ye kadar bir blok kaybolsa bile, tüm blok geri kazanılabilir. Aynı teknik, bilgisayarların CD-ROM'daki tüm verileri okumasını sağlar, bu veriler hasar görmüş olsa bile.

Şu anda en yaygın olanı RS kodlamasıdır. Uygulama şekli, k adet bilgi bloğundan başlayarak, ilgili çok terimli bir polinom oluşturmaktır ve farklı x koordinatlarında değerlendirilerek kodlanmış bloklar elde edilir. RS silme kodu kullanarak, rastgele örnekleme ile büyük veri bloklarının kaybolma olasılığı oldukça düşüktür.

Örnek olarak: Bir dosyayı 6 veri bloğu ve 4 parite bloğuna ayırmak, toplamda 10 parça oluşturur. Sadece herhangi 6 parçanın korunması, orijinal verinin tamamen geri yüklenmesini sağlar.

Avantajlar: Hata toleransı yüksek, CD/DVD'lerde, arıza önleyici sabit disk dizileri (RAID) ve Azure Storage, Facebook F4( gibi bulut depolama sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dezavantajları: Kod çözme hesaplama karmaşık, maliyetler oldukça yüksek; sık sık değişen veri senaryoları için uygun değildir. Bu nedenle genellikle dış merkezileştirilmiş ortamlarda veri kurtarma ve planlama için kullanılır.

Merkeziyetsizlik mimarisi altında, Storj ve Sia, geleneksel RS kodlamasını dağıtık ağın pratik ihtiyaçlarına uyacak şekilde uyarladı. Walrus da bu temelde kendi çeşidini - RedStuff kodlama algoritmasını önerdi, böylece daha düşük maliyetli ve daha esnek bir yedekleme depolama mekanizması sağladı.

Redstuff'un en büyük özelliği nedir? Hatalı silme kodlama algoritmasını iyileştirerek, Walrus, yapılandırılmamış veri bloklarını daha küçük parçalar halinde hızlı ve sağlam bir şekilde kodlayabilmektedir. Bu parçalar, bir depolama düğümü ağına dağıtılmış olarak saklanır. Üçte ikiye kadar parça kaybolsa bile, orijinal veri bloğunu hızlı bir şekilde yeniden yapılandırmak için kısmi parçalar kullanılabilir. Bu, tekrar sağlamayı korurken...