اللامركزية التخزين: من مفهوم الضجة إلى تطور التطبيق العملي
التخزين كان واحدًا من المسارات الساخنة في صناعة البلوكشين. كانت Filecoin بمثابة المشروع الرائد في الجولة السابقة من السوق الصاعدة، حيث تجاوزت قيمتها السوقية 10 مليارات دولار في وقت ما. بينما تميزت Arweave بالتخزين الدائم، حيث بلغت أعلى قيمة سوقية لها 3.5 مليار دولار. ومع ذلك، مع الشكوك حول قابلية تخزين البيانات الباردة، أصبح مستقبل التخزين اللامركزي مشوبًا بالظلال. حتى ظهور Walrus الذي أعاد جذب الانتباه، وكان مشروع Shelby الذي أطلقته Aptos وJump Crypto قد دفع تخزين البيانات الساخنة إلى آفاق جديدة. ستقوم هذه المقالة من خلال تحليل مسارات التطوير لعدد من المشاريع الأربعة: Filecoin وArweave وWalrus وShelby، باستكشاف مسار تطور التخزين اللامركزي، ومحاولة الإجابة على هذا السؤال: كم من الوقت يحتاج التخزين اللامركزي ليصبح شائعًا حقًا؟
Filecoin: اسم التخزين، حقيقة التعدين
Filecoin هو واحد من المشاريع الأولى التي ظهرت في عالم اللامركزية، حيث تركز اتجاه تطوره حول اللامركزية. يجمع Filecoin بين التخزين واللامركزية، حيث يطرح مشكلة الثقة في مزودي خدمات تخزين البيانات المركزية. ومع ذلك، فإن التضحيات التي تم تقديمها لتحقيق اللامركزية أصبحت نقاط ألم حاولت مشاريع مثل Arweave وWalrus لاحقًا حلها. لفهم لماذا يعتبر Filecoin في جوهره عملة تعدين، من الضروري فهم القيود الموضوعية لتقنية IPFS الأساسية في معالجة البيانات الساخنة.
IPFS:اللامركزية架构的传输瓶颈
نظام الملفات بين الكواكب ( تم إطلاقه حوالي عام 2015، ويهدف إلى ثورة في بروتوكول HTTP التقليدي من خلال العنوانة حسب المحتوى. لكن أكبر عيب في IPFS هو أن سرعة الاسترجاع بطيئة للغاية. في الوقت الذي يمكن فيه لخدمات البيانات التقليدية الوصول إلى استجابة في مستوى المللي ثانية، لا يزال IPFS يحتاج إلى عشرات الثواني للحصول على ملف، مما يحد بشدة من تطبيقاته العملية.
بروتوكول P2P الأساسي في IPFS مناسب بشكل رئيسي لـ "البيانات الباردة"، أي المحتوى الثابت الذي لا يتغير كثيرًا مثل الفيديوهات والصور والمستندات. ولكن عند التعامل مع صفحات الويب الديناميكية، والألعاب عبر الإنترنت، أو تطبيقات الذكاء الاصطناعي، لا يتمتع بروتوكول P2P بميزة واضحة مقارنةً بشبكات توزيع المحتوى التقليدية.
على الرغم من أن IPFS ليس بلوكشين، إلا أن تصميمه القائم على الرسم البياني الموجه غير الدوري )DAG( يتوافق بشكل كبير مع العديد من سلاسل الكتل العامة وبروتوكولات Web3، مما يجعله مناسبًا بطبيعته ليكون إطار البناء الأساسي للبلوكشين. لذلك، حتى في غياب قيمة عملية، فإن كونه إطارًا أساسيًا يحمل سرد البلوكشين يكفي. المشاريع المبكرة تحتاج فقط إلى إطار قابل للتشغيل للبدء في مخططها العظيم، ولكن مع تطور Filecoin، بدأت القيود التي يفرضها IPFS تعيق تقدمها.
) منطق العملات المعدنية المخزنة تحت غلاف
تم تصور IPFS في الأصل أن المستخدمين يمكنهم أن يصبحوا جزءًا من شبكة التخزين بينما يقومون بتخزين البيانات. ولكن في ظل غياب الحوافز الاقتصادية، يصعب على المستخدمين المشاركة بنشاط في هذا النظام، ناهيك عن أن يصبحوا عقد تخزين نشطة. وهذا يعني أن معظم الناس سيقومون فقط بتخزين الملفات على IPFS، دون المساهمة بمساحة تخزينهم أو تخزين ملفات الآخرين. في هذا السياق، وُلِد Filecoin.
النموذج الاقتصادي لرمز Filecoin يتضمن أساسًا ثلاثة أدوار: يدفع المستخدمون الرسوم لتخزين البيانات؛ يحصل عمال التخزين على مكافآت رمزية لتخزين بيانات المستخدمين؛ يوفر عمال الاسترجاع البيانات عند حاجة المستخدمين ويحصلون على المكافآت.
هذا النموذج يحتوي على مساحة محتملة للغش. قد يقوم عمال التخزين بعد تقديم مساحة التخزين، بملء بيانات غير مفيدة للحصول على مكافآت. نظرًا لأن هذه البيانات غير المفيدة لن يتم استرجاعها، فإن فقدانها لن يؤدي إلى تفعيل آلية العقوبة. وهذا يسمح لعمال التخزين بحذف البيانات غير المفيدة وتكرار هذه العملية. يمكن لنظام إثبات النسخة في Filecoin أن يضمن فقط أن بيانات المستخدم لم تُحذف بشكل غير قانوني، ولكنه لا يمكنه منع العمال من ملء البيانات غير المفيدة.
يعتمد تشغيل Filecoin إلى حد كبير على استثمارات المعدنين المستمرة في الاقتصاد الرمزي، بدلاً من الاعتماد على الطلب الحقيقي للمستخدمين النهائيين على التخزين الموزع. على الرغم من أن المشروع لا يزال يتطور باستمرار، إلا أن المرحلة الحالية، فإن بناء نظام Filecoin البيئي يتماشى أكثر مع تعريف "منطق التعدين" بدلاً من "التطبيق المدفوع" لمشاريع التخزين.
Arweave: المكاسب والخسائر للمدى الطويل
إذا كانت هدف Filecoin هو بناء "سحابة بيانات" لا مركزية قابلة للتحفيز والتحقق، فإن Arweave تتجه في مجال التخزين نحو طرف آخر: توفير القدرة على التخزين الدائم للبيانات. لا تحاول Arweave إنشاء منصة حوسبة موزعة، بل يدور نظامها بالكامل حول فرضية أساسية - يجب تخزين البيانات المهمة مرة واحدة فقط، والحفاظ عليها إلى الأبد في الشبكة. إن هذه النزعة المتطرفة نحو الطويل الأمد تجعل Arweave تختلف اختلافًا جذريًا عن Filecoin من حيث الآليات ونماذج التحفيز ومتطلبات الأجهزة وزاوية السرد.
تحاول Arweave استخدام البيتكوين كموضوع دراسي، في محاولة لتحسين شبكة التخزين الدائم بشكل مستمر على مدى فترات طويلة تقاس بالسنوات. لا تهتم Arweave بالتسويق، ولا تقلق بشأن المنافسين أو اتجاهات السوق. إنها تركز فقط على تحسين بنية الشبكة، حتى لو لم يهتم بها أحد، لأن هذه هي طبيعة فريق تطوير Arweave: اللامركزية. بفضل اللامركزية، كانت Arweave محط اهتمام في سوق الثور السابق؛ وأيضًا بسبب اللامركزية، حتى لو انخفضت إلى القاع، لا يزال من الممكن أن تتجاوز Arweave عدة دورات من السوق. لكن هل لا يزال هناك مكان لـ Arweave في تخزين البيانات اللامركزي في المستقبل؟ يمكن أن تثبت قيمة الوجود للتخزين الدائم فقط مع مرور الوقت.
من الإصدار 1.5 إلى الإصدار 2.9 الأخير، على الرغم من أن Arweave قد فقدت الاهتمام في السوق، إلا أنها كانت دائماً تسعى لتمكين عدد أكبر من المعدنين للمشاركة في الشبكة بأقل تكلفة ممكنة، وتحفيز المعدنين على تخزين البيانات إلى الحد الأقصى، مما يعزز قوة الشبكة بأكملها. تدرك Arweave أنها لا تتماشى مع تفضيلات السوق، لذا اتخذت مسارًا محافظًا، ولم تحتضن مجتمع المعدنين، وتوقفت التطورات البيئية تمامًا، وقامت بتحديث الشبكة الرئيسية بأقل تكلفة، مع الاستمرار في خفض عتبة الأجهزة دون الإضرار بأمان الشبكة.
مراجعة مسار الترقية 1.5-2.9
أظهر إصدار Arweave 1.5 ثغرة يمكن أن يعتمد فيها عمال المناجم على تكديس GPU بدلاً من التخزين الحقيقي لتحسين فرص الحصول على الكتل. للحد من هذه الظاهرة، قدم الإصدار 1.7 خوارزمية RandomX، التي تحد من استخدام القوة الحسابية المتخصصة، وتطلب من وحدات المعالجة المركزية العامة المشاركة في التعدين، مما يضعف اللامركزية في القوة الحاسوبية.
تستخدم النسخة 2.0 SPoA، حيث يتم تحويل إثبات البيانات إلى بنية مسار بسيطة لشجرة ميركل، ويتم إدخال معاملات تنسيق 2 لتقليل عبء المزامنة. هذه البنية تخفف من ضغط عرض النطاق الترددي للشبكة، مما يعزز بشكل كبير القدرة التعاونية للعقد. ومع ذلك، لا يزال بإمكان بعض عمال المناجم التهرب من مسؤولية حيازة البيانات الحقيقية من خلال استراتيجيات برك التخزين المركزية عالية السرعة.
لتصحيح هذا الانحراف، تم إطلاق آلية SPoRA في الإصدار 2.4، حيث تم إدخال فهرس عالمي وإمكانية الوصول العشوائي البطيء إلى الهاش، مما يتطلب من المُعدنين أن يمتلكوا الكتل البيانية بشكل حقيقي حتى يتمكنوا من المشاركة في عمليات الإنتاج الفعالة، مما يضعف تأثير تراكم قوة الحوسبة من الناحية الميكانيكية. والنتيجة هي أن المُعدنين بدأوا في التركيز على سرعة الوصول إلى التخزين، مما أدى إلى زيادة استخدام أجهزة SSD والأجهزة ذات القراءة والكتابة عالية السرعة. في الإصدار 2.6، تم إدخال سلسلة الهاش للسيطرة على إيقاع إنتاج الكتل، مما ساهم في تحقيق توازن بين العوائد الحدية للأجهزة عالية الأداء، وقدم مساحة للمشاركة العادلة للمعدنين الصغار والمتوسطين.
الإصدارات اللاحقة تعزز قدرة التعاون الشبكي وتنوع التخزين: 2.7 تزيد من التعدين التعاوني وآلية تجمع التعدين، مما يعزز القدرة التنافسية لعمال المناجم الصغار؛ 2.8 تطلق آلية التعبئة المركبة، مما يسمح للأجهزة ذات السعة الكبيرة والبطيئة بالمشاركة بمرونة؛ 2.9 تقدم عملية التعبئة الجديدة بصيغة replica_2_9، مما يعزز الكفاءة بشكل كبير ويقلل من الاعتماد على الحسابات، وينجز نموذج التعدين الموجه بالبيانات.
بشكل عام، يوضح مسار ترقية Arweave بوضوح استراتيجيتها طويلة الأجل المتمحورة حول التخزين: مع مقاومة مستمرة لاتجاه تركيز القوة الحاسوبية، تعمل على خفض عتبة المشاركة باستمرار، مما يضمن إمكانية تشغيل البروتوكول على المدى الطويل.
Walrus: هل هو ضجة تخزين البيانات الساخنة أم ابتكار؟
فكرة تصميم Walrus تختلف تمامًا عن Filecoin و Arweave. نقطة انطلاق Filecoin هي بناء نظام تخزين قابل للتحقق عليه اللامركزية، على حساب تخزين البيانات الباردة؛ هدف Arweave هو بناء مكتبة الإسكندرية على السلسلة التي يمكن أن تخزن البيانات بشكل دائم، على حساب محدودية سيناريوهات التطبيق؛ بينما جوهر Walrus هو تحسين كفاءة تكلفة تخزين البيانات الساخنة.
رمز المسح السحري: ابتكار التكلفة أم النبيذ القديم في زجاجات جديدة؟
في تصميم تكاليف التخزين، تعتبر Walrus أن تكاليف التخزين في Filecoin وArweave غير معقولة. كلاهما يعتمد على بنية النسخ المتماثل بالكامل، وتكمن الميزة الرئيسية في أن كل عقدة تحتفظ بنسخة كاملة، مما يوفر قدرة تحمل قوية واستقلالية بين العقد. تضمن هذه البنية أنه حتى لو كانت بعض العقد غير متصلة، فإن الشبكة لا تزال تتمتع بإمكانية الوصول إلى البيانات. ومع ذلك، فإن هذا يعني أيضًا أن النظام يحتاج إلى نسخ احتياطية متعددة للحفاظ على المتانة، مما يزيد من تكاليف التخزين. خاصة في تصميم Arweave، تشجع آلية الإجماع نفسها على تخزين النسخ الاحتياطية من العقد، لتعزيز أمان البيانات. بالمقارنة، تتمتع Filecoin بمرونة أكبر في التحكم في التكاليف، لكن الثمن هو أن بعض التخزين منخفض التكلفة قد يكون له مخاطر أعلى لفقدان البيانات. تحاول Walrus إيجاد توازن بين الاثنين، حيث تعزز آليتها من إمكانية الوصول مع التحكم في تكاليف النسخ، مما يخلق مسارًا جديدًا للتسوية بين إمكانية الوصول إلى البيانات وكفاءة التكاليف.
تعد Redstuff التي أنشأتها Walrus التقنية الرئيسية لتقليل تكرار العقد، وهي مستمدة من ترميز Reed-Solomon ### RS (. يعد ترميز RS خوارزمية تقليدية لرموز الحذف، حيث يمكنها مضاعفة مجموعة البيانات عن طريق إضافة مقاطع زائدة، وذلك لإعادة بناء البيانات الأصلية. من CD-ROM إلى الاتصالات عبر الأقمار الصناعية وصولاً إلى رموز الاستجابة السريعة، يتم استخدامها على نطاق واسع في الحياة اليومية.
تسمح رموز التصحيح للمستخدمين بالحصول على كتلة بيانات ) مثل 1MB(، ثم "توسيعها" إلى 2MB، حيث تكون 1MB الإضافية هي بيانات رموز التصحيح الخاصة. إذا فقدت أي بايتات في الكتلة، يمكن للمستخدم استعادة هذه البايتات بسهولة من خلال الرموز. حتى لو فقدت بيانات تصل إلى 1MB، لا يزال من الممكن استعادة الكتلة بأكملها. نفس التقنية تجعل الكمبيوتر قادرًا على قراءة جميع البيانات من قرص CD-ROM تالف.
أكثر ما يُستخدم حالياً هو ترميز RS. تتمثل طريقة التنفيذ في بدءًا من k كتلة معلومات، بناء متعددات ذات صلة، وتقييمها عند إحداثيات x مختلفة، للحصول على كتل الترميز. باستخدام ترميز RS، فإن احتمال فقدان كتل كبيرة من البيانات عن طريق العينة العشوائية صغير للغاية.
على سبيل المثال: تقسيم ملف إلى 6 كتل بيانات و 4 كتل تحقق، بإجمالي 10 أجزاء. طالما تم الاحتفاظ بأي 6 أجزاء منها، يمكن استعادة البيانات الأصلية بالكامل.
المزايا: قدرة عالية على تحمل الأخطاء، يتم 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 الشفرة، التكلفة العالية؛ غير مناسب لسيناريوهات البيانات المتغيرة بشكل متكرر. لذلك غالبًا ما يستخدم في استعادة البيانات وجدولتها في بيئات مركزية خارج السلسلة.
في إطار اللامركزية، قامت Storj و Sia بتعديل تشفير RS التقليدي ليتناسب مع الاحتياجات الفعلية للشبكات الموزعة. كما قدمت Walrus نوعها الخاص - خوارزمية ترميز RedStuff، لتحقيق آلية تخزين احتياطي بتكلفة منخفضة ومرونة أكبر.
ما هي أبرز ميزات Redstuff؟ من خلال تحسين خوارزمية الترميز والتصحيح، يمكن لـ Walrus بسرعة وثبات ترميز كتل البيانات غير الهيكلية إلى شظايا أصغر، والتي سيتم تخزينها بشكل موزع في شبكة عقد التخزين. حتى في حالة فقدان ما يصل إلى ثلثي الشظايا، يمكن استخدام بعض الشظايا لإعادة بناء كتلة البيانات الأصلية بسرعة. هذا أصبح ممكنًا مع الحفاظ على عامل النسخ بين 4 إلى 5 مرات.
لذلك، من المعقول تعريف Walrus كبروتوكول خفيف الوزن لإعادة التصميم حول مشهد اللامركزية. بالمقارنة مع أكواد التصحيح التقليدية ) مثل Reed-Solomon (، لم يعد RedStuff يسعى لتحقيق التوافق الرياضي الصارم، بل قام بموازنة واقعية تستهدف توزيع البيانات، والتحقق من التخزين، وتكاليف الحساب. تتخلى هذه النموذج عن آلية فك التشفير الفوري المطلوبة من الجدولة المركزية، وتنتقل بدلاً من ذلك إلى التحقق من صحة البيانات على السلسلة للتحقق مما إذا كانت العقد تحتوي على نسخ معينة من البيانات، مما يتناسب مع بنية شبكة أكثر ديناميكية وهامشية.
تتمثل الفكرة الأساسية لتصميم RedStuff في تقسيم البيانات إلى نوعين: شريحة رئيسية وشريحة ثانوية. تُستخدم الشريحة الرئيسية لاستعادة البيانات الأصلية، حيث تخضع عملية إنشائها وتوزيعها لقيود صارمة، ويكون عتبة الاستعادة f+1، ويتطلب الأمر 2f+1 توقيعًا كدليل على الصلاحية؛ بينما تُنتج الشريحة الثانوية من خلال عمليات حسابية بسيطة مثل الجمع الحصري، وتعمل على توفير المرونة في تحمل الأخطاء، مما يعزز من متانة النظام ككل. تقلل هذه البنية بشكل أساسي من متطلبات توافق البيانات - مما يسمح للعقد المختلفة بتخزين إصدارات بيانات مختلفة لفترات قصيرة، ويؤكد على مسار الممارسة لـ"التوافق النهائي". على الرغم من أن هذه المتطلبات المتساهلة تتشابه مع أنظمة مثل Arweave فيما يتعلق بمتطلبات الكتل العكسية، إلا أنها تخفض من متطلبات الشبكة.
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.
تطور التخزين اللامركزي: من FIL إلى تقنية شيلبي والتطورات الصناعية
اللامركزية التخزين: من مفهوم الضجة إلى تطور التطبيق العملي
التخزين كان واحدًا من المسارات الساخنة في صناعة البلوكشين. كانت Filecoin بمثابة المشروع الرائد في الجولة السابقة من السوق الصاعدة، حيث تجاوزت قيمتها السوقية 10 مليارات دولار في وقت ما. بينما تميزت Arweave بالتخزين الدائم، حيث بلغت أعلى قيمة سوقية لها 3.5 مليار دولار. ومع ذلك، مع الشكوك حول قابلية تخزين البيانات الباردة، أصبح مستقبل التخزين اللامركزي مشوبًا بالظلال. حتى ظهور Walrus الذي أعاد جذب الانتباه، وكان مشروع Shelby الذي أطلقته Aptos وJump Crypto قد دفع تخزين البيانات الساخنة إلى آفاق جديدة. ستقوم هذه المقالة من خلال تحليل مسارات التطوير لعدد من المشاريع الأربعة: Filecoin وArweave وWalrus وShelby، باستكشاف مسار تطور التخزين اللامركزي، ومحاولة الإجابة على هذا السؤال: كم من الوقت يحتاج التخزين اللامركزي ليصبح شائعًا حقًا؟
Filecoin: اسم التخزين، حقيقة التعدين
Filecoin هو واحد من المشاريع الأولى التي ظهرت في عالم اللامركزية، حيث تركز اتجاه تطوره حول اللامركزية. يجمع Filecoin بين التخزين واللامركزية، حيث يطرح مشكلة الثقة في مزودي خدمات تخزين البيانات المركزية. ومع ذلك، فإن التضحيات التي تم تقديمها لتحقيق اللامركزية أصبحت نقاط ألم حاولت مشاريع مثل Arweave وWalrus لاحقًا حلها. لفهم لماذا يعتبر Filecoin في جوهره عملة تعدين، من الضروري فهم القيود الموضوعية لتقنية IPFS الأساسية في معالجة البيانات الساخنة.
IPFS:اللامركزية架构的传输瓶颈
نظام الملفات بين الكواكب ( تم إطلاقه حوالي عام 2015، ويهدف إلى ثورة في بروتوكول HTTP التقليدي من خلال العنوانة حسب المحتوى. لكن أكبر عيب في IPFS هو أن سرعة الاسترجاع بطيئة للغاية. في الوقت الذي يمكن فيه لخدمات البيانات التقليدية الوصول إلى استجابة في مستوى المللي ثانية، لا يزال IPFS يحتاج إلى عشرات الثواني للحصول على ملف، مما يحد بشدة من تطبيقاته العملية.
بروتوكول P2P الأساسي في IPFS مناسب بشكل رئيسي لـ "البيانات الباردة"، أي المحتوى الثابت الذي لا يتغير كثيرًا مثل الفيديوهات والصور والمستندات. ولكن عند التعامل مع صفحات الويب الديناميكية، والألعاب عبر الإنترنت، أو تطبيقات الذكاء الاصطناعي، لا يتمتع بروتوكول P2P بميزة واضحة مقارنةً بشبكات توزيع المحتوى التقليدية.
على الرغم من أن IPFS ليس بلوكشين، إلا أن تصميمه القائم على الرسم البياني الموجه غير الدوري )DAG( يتوافق بشكل كبير مع العديد من سلاسل الكتل العامة وبروتوكولات Web3، مما يجعله مناسبًا بطبيعته ليكون إطار البناء الأساسي للبلوكشين. لذلك، حتى في غياب قيمة عملية، فإن كونه إطارًا أساسيًا يحمل سرد البلوكشين يكفي. المشاريع المبكرة تحتاج فقط إلى إطار قابل للتشغيل للبدء في مخططها العظيم، ولكن مع تطور Filecoin، بدأت القيود التي يفرضها IPFS تعيق تقدمها.
) منطق العملات المعدنية المخزنة تحت غلاف
تم تصور IPFS في الأصل أن المستخدمين يمكنهم أن يصبحوا جزءًا من شبكة التخزين بينما يقومون بتخزين البيانات. ولكن في ظل غياب الحوافز الاقتصادية، يصعب على المستخدمين المشاركة بنشاط في هذا النظام، ناهيك عن أن يصبحوا عقد تخزين نشطة. وهذا يعني أن معظم الناس سيقومون فقط بتخزين الملفات على IPFS، دون المساهمة بمساحة تخزينهم أو تخزين ملفات الآخرين. في هذا السياق، وُلِد Filecoin.
النموذج الاقتصادي لرمز Filecoin يتضمن أساسًا ثلاثة أدوار: يدفع المستخدمون الرسوم لتخزين البيانات؛ يحصل عمال التخزين على مكافآت رمزية لتخزين بيانات المستخدمين؛ يوفر عمال الاسترجاع البيانات عند حاجة المستخدمين ويحصلون على المكافآت.
هذا النموذج يحتوي على مساحة محتملة للغش. قد يقوم عمال التخزين بعد تقديم مساحة التخزين، بملء بيانات غير مفيدة للحصول على مكافآت. نظرًا لأن هذه البيانات غير المفيدة لن يتم استرجاعها، فإن فقدانها لن يؤدي إلى تفعيل آلية العقوبة. وهذا يسمح لعمال التخزين بحذف البيانات غير المفيدة وتكرار هذه العملية. يمكن لنظام إثبات النسخة في Filecoin أن يضمن فقط أن بيانات المستخدم لم تُحذف بشكل غير قانوني، ولكنه لا يمكنه منع العمال من ملء البيانات غير المفيدة.
يعتمد تشغيل Filecoin إلى حد كبير على استثمارات المعدنين المستمرة في الاقتصاد الرمزي، بدلاً من الاعتماد على الطلب الحقيقي للمستخدمين النهائيين على التخزين الموزع. على الرغم من أن المشروع لا يزال يتطور باستمرار، إلا أن المرحلة الحالية، فإن بناء نظام Filecoin البيئي يتماشى أكثر مع تعريف "منطق التعدين" بدلاً من "التطبيق المدفوع" لمشاريع التخزين.
Arweave: المكاسب والخسائر للمدى الطويل
إذا كانت هدف Filecoin هو بناء "سحابة بيانات" لا مركزية قابلة للتحفيز والتحقق، فإن Arweave تتجه في مجال التخزين نحو طرف آخر: توفير القدرة على التخزين الدائم للبيانات. لا تحاول Arweave إنشاء منصة حوسبة موزعة، بل يدور نظامها بالكامل حول فرضية أساسية - يجب تخزين البيانات المهمة مرة واحدة فقط، والحفاظ عليها إلى الأبد في الشبكة. إن هذه النزعة المتطرفة نحو الطويل الأمد تجعل Arweave تختلف اختلافًا جذريًا عن Filecoin من حيث الآليات ونماذج التحفيز ومتطلبات الأجهزة وزاوية السرد.
تحاول Arweave استخدام البيتكوين كموضوع دراسي، في محاولة لتحسين شبكة التخزين الدائم بشكل مستمر على مدى فترات طويلة تقاس بالسنوات. لا تهتم Arweave بالتسويق، ولا تقلق بشأن المنافسين أو اتجاهات السوق. إنها تركز فقط على تحسين بنية الشبكة، حتى لو لم يهتم بها أحد، لأن هذه هي طبيعة فريق تطوير Arweave: اللامركزية. بفضل اللامركزية، كانت Arweave محط اهتمام في سوق الثور السابق؛ وأيضًا بسبب اللامركزية، حتى لو انخفضت إلى القاع، لا يزال من الممكن أن تتجاوز Arweave عدة دورات من السوق. لكن هل لا يزال هناك مكان لـ Arweave في تخزين البيانات اللامركزي في المستقبل؟ يمكن أن تثبت قيمة الوجود للتخزين الدائم فقط مع مرور الوقت.
من الإصدار 1.5 إلى الإصدار 2.9 الأخير، على الرغم من أن Arweave قد فقدت الاهتمام في السوق، إلا أنها كانت دائماً تسعى لتمكين عدد أكبر من المعدنين للمشاركة في الشبكة بأقل تكلفة ممكنة، وتحفيز المعدنين على تخزين البيانات إلى الحد الأقصى، مما يعزز قوة الشبكة بأكملها. تدرك Arweave أنها لا تتماشى مع تفضيلات السوق، لذا اتخذت مسارًا محافظًا، ولم تحتضن مجتمع المعدنين، وتوقفت التطورات البيئية تمامًا، وقامت بتحديث الشبكة الرئيسية بأقل تكلفة، مع الاستمرار في خفض عتبة الأجهزة دون الإضرار بأمان الشبكة.
مراجعة مسار الترقية 1.5-2.9
أظهر إصدار Arweave 1.5 ثغرة يمكن أن يعتمد فيها عمال المناجم على تكديس GPU بدلاً من التخزين الحقيقي لتحسين فرص الحصول على الكتل. للحد من هذه الظاهرة، قدم الإصدار 1.7 خوارزمية RandomX، التي تحد من استخدام القوة الحسابية المتخصصة، وتطلب من وحدات المعالجة المركزية العامة المشاركة في التعدين، مما يضعف اللامركزية في القوة الحاسوبية.
تستخدم النسخة 2.0 SPoA، حيث يتم تحويل إثبات البيانات إلى بنية مسار بسيطة لشجرة ميركل، ويتم إدخال معاملات تنسيق 2 لتقليل عبء المزامنة. هذه البنية تخفف من ضغط عرض النطاق الترددي للشبكة، مما يعزز بشكل كبير القدرة التعاونية للعقد. ومع ذلك، لا يزال بإمكان بعض عمال المناجم التهرب من مسؤولية حيازة البيانات الحقيقية من خلال استراتيجيات برك التخزين المركزية عالية السرعة.
لتصحيح هذا الانحراف، تم إطلاق آلية SPoRA في الإصدار 2.4، حيث تم إدخال فهرس عالمي وإمكانية الوصول العشوائي البطيء إلى الهاش، مما يتطلب من المُعدنين أن يمتلكوا الكتل البيانية بشكل حقيقي حتى يتمكنوا من المشاركة في عمليات الإنتاج الفعالة، مما يضعف تأثير تراكم قوة الحوسبة من الناحية الميكانيكية. والنتيجة هي أن المُعدنين بدأوا في التركيز على سرعة الوصول إلى التخزين، مما أدى إلى زيادة استخدام أجهزة SSD والأجهزة ذات القراءة والكتابة عالية السرعة. في الإصدار 2.6، تم إدخال سلسلة الهاش للسيطرة على إيقاع إنتاج الكتل، مما ساهم في تحقيق توازن بين العوائد الحدية للأجهزة عالية الأداء، وقدم مساحة للمشاركة العادلة للمعدنين الصغار والمتوسطين.
الإصدارات اللاحقة تعزز قدرة التعاون الشبكي وتنوع التخزين: 2.7 تزيد من التعدين التعاوني وآلية تجمع التعدين، مما يعزز القدرة التنافسية لعمال المناجم الصغار؛ 2.8 تطلق آلية التعبئة المركبة، مما يسمح للأجهزة ذات السعة الكبيرة والبطيئة بالمشاركة بمرونة؛ 2.9 تقدم عملية التعبئة الجديدة بصيغة replica_2_9، مما يعزز الكفاءة بشكل كبير ويقلل من الاعتماد على الحسابات، وينجز نموذج التعدين الموجه بالبيانات.
بشكل عام، يوضح مسار ترقية Arweave بوضوح استراتيجيتها طويلة الأجل المتمحورة حول التخزين: مع مقاومة مستمرة لاتجاه تركيز القوة الحاسوبية، تعمل على خفض عتبة المشاركة باستمرار، مما يضمن إمكانية تشغيل البروتوكول على المدى الطويل.
Walrus: هل هو ضجة تخزين البيانات الساخنة أم ابتكار؟
فكرة تصميم Walrus تختلف تمامًا عن Filecoin و Arweave. نقطة انطلاق Filecoin هي بناء نظام تخزين قابل للتحقق عليه اللامركزية، على حساب تخزين البيانات الباردة؛ هدف Arweave هو بناء مكتبة الإسكندرية على السلسلة التي يمكن أن تخزن البيانات بشكل دائم، على حساب محدودية سيناريوهات التطبيق؛ بينما جوهر Walrus هو تحسين كفاءة تكلفة تخزين البيانات الساخنة.
رمز المسح السحري: ابتكار التكلفة أم النبيذ القديم في زجاجات جديدة؟
في تصميم تكاليف التخزين، تعتبر Walrus أن تكاليف التخزين في Filecoin وArweave غير معقولة. كلاهما يعتمد على بنية النسخ المتماثل بالكامل، وتكمن الميزة الرئيسية في أن كل عقدة تحتفظ بنسخة كاملة، مما يوفر قدرة تحمل قوية واستقلالية بين العقد. تضمن هذه البنية أنه حتى لو كانت بعض العقد غير متصلة، فإن الشبكة لا تزال تتمتع بإمكانية الوصول إلى البيانات. ومع ذلك، فإن هذا يعني أيضًا أن النظام يحتاج إلى نسخ احتياطية متعددة للحفاظ على المتانة، مما يزيد من تكاليف التخزين. خاصة في تصميم Arweave، تشجع آلية الإجماع نفسها على تخزين النسخ الاحتياطية من العقد، لتعزيز أمان البيانات. بالمقارنة، تتمتع Filecoin بمرونة أكبر في التحكم في التكاليف، لكن الثمن هو أن بعض التخزين منخفض التكلفة قد يكون له مخاطر أعلى لفقدان البيانات. تحاول Walrus إيجاد توازن بين الاثنين، حيث تعزز آليتها من إمكانية الوصول مع التحكم في تكاليف النسخ، مما يخلق مسارًا جديدًا للتسوية بين إمكانية الوصول إلى البيانات وكفاءة التكاليف.
تعد Redstuff التي أنشأتها Walrus التقنية الرئيسية لتقليل تكرار العقد، وهي مستمدة من ترميز Reed-Solomon ### RS (. يعد ترميز RS خوارزمية تقليدية لرموز الحذف، حيث يمكنها مضاعفة مجموعة البيانات عن طريق إضافة مقاطع زائدة، وذلك لإعادة بناء البيانات الأصلية. من CD-ROM إلى الاتصالات عبر الأقمار الصناعية وصولاً إلى رموز الاستجابة السريعة، يتم استخدامها على نطاق واسع في الحياة اليومية.
تسمح رموز التصحيح للمستخدمين بالحصول على كتلة بيانات ) مثل 1MB(، ثم "توسيعها" إلى 2MB، حيث تكون 1MB الإضافية هي بيانات رموز التصحيح الخاصة. إذا فقدت أي بايتات في الكتلة، يمكن للمستخدم استعادة هذه البايتات بسهولة من خلال الرموز. حتى لو فقدت بيانات تصل إلى 1MB، لا يزال من الممكن استعادة الكتلة بأكملها. نفس التقنية تجعل الكمبيوتر قادرًا على قراءة جميع البيانات من قرص CD-ROM تالف.
أكثر ما يُستخدم حالياً هو ترميز RS. تتمثل طريقة التنفيذ في بدءًا من k كتلة معلومات، بناء متعددات ذات صلة، وتقييمها عند إحداثيات x مختلفة، للحصول على كتل الترميز. باستخدام ترميز RS، فإن احتمال فقدان كتل كبيرة من البيانات عن طريق العينة العشوائية صغير للغاية.
على سبيل المثال: تقسيم ملف إلى 6 كتل بيانات و 4 كتل تحقق، بإجمالي 10 أجزاء. طالما تم الاحتفاظ بأي 6 أجزاء منها، يمكن استعادة البيانات الأصلية بالكامل.
المزايا: قدرة عالية على تحمل الأخطاء، يتم 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 الشفرة، التكلفة العالية؛ غير مناسب لسيناريوهات البيانات المتغيرة بشكل متكرر. لذلك غالبًا ما يستخدم في استعادة البيانات وجدولتها في بيئات مركزية خارج السلسلة.
في إطار اللامركزية، قامت Storj و Sia بتعديل تشفير RS التقليدي ليتناسب مع الاحتياجات الفعلية للشبكات الموزعة. كما قدمت Walrus نوعها الخاص - خوارزمية ترميز RedStuff، لتحقيق آلية تخزين احتياطي بتكلفة منخفضة ومرونة أكبر.
ما هي أبرز ميزات Redstuff؟ من خلال تحسين خوارزمية الترميز والتصحيح، يمكن لـ Walrus بسرعة وثبات ترميز كتل البيانات غير الهيكلية إلى شظايا أصغر، والتي سيتم تخزينها بشكل موزع في شبكة عقد التخزين. حتى في حالة فقدان ما يصل إلى ثلثي الشظايا، يمكن استخدام بعض الشظايا لإعادة بناء كتلة البيانات الأصلية بسرعة. هذا أصبح ممكنًا مع الحفاظ على عامل النسخ بين 4 إلى 5 مرات.
لذلك، من المعقول تعريف Walrus كبروتوكول خفيف الوزن لإعادة التصميم حول مشهد اللامركزية. بالمقارنة مع أكواد التصحيح التقليدية ) مثل Reed-Solomon (، لم يعد RedStuff يسعى لتحقيق التوافق الرياضي الصارم، بل قام بموازنة واقعية تستهدف توزيع البيانات، والتحقق من التخزين، وتكاليف الحساب. تتخلى هذه النموذج عن آلية فك التشفير الفوري المطلوبة من الجدولة المركزية، وتنتقل بدلاً من ذلك إلى التحقق من صحة البيانات على السلسلة للتحقق مما إذا كانت العقد تحتوي على نسخ معينة من البيانات، مما يتناسب مع بنية شبكة أكثر ديناميكية وهامشية.
تتمثل الفكرة الأساسية لتصميم RedStuff في تقسيم البيانات إلى نوعين: شريحة رئيسية وشريحة ثانوية. تُستخدم الشريحة الرئيسية لاستعادة البيانات الأصلية، حيث تخضع عملية إنشائها وتوزيعها لقيود صارمة، ويكون عتبة الاستعادة f+1، ويتطلب الأمر 2f+1 توقيعًا كدليل على الصلاحية؛ بينما تُنتج الشريحة الثانوية من خلال عمليات حسابية بسيطة مثل الجمع الحصري، وتعمل على توفير المرونة في تحمل الأخطاء، مما يعزز من متانة النظام ككل. تقلل هذه البنية بشكل أساسي من متطلبات توافق البيانات - مما يسمح للعقد المختلفة بتخزين إصدارات بيانات مختلفة لفترات قصيرة، ويؤكد على مسار الممارسة لـ"التوافق النهائي". على الرغم من أن هذه المتطلبات المتساهلة تتشابه مع أنظمة مثل Arweave فيما يتعلق بمتطلبات الكتل العكسية، إلا أنها تخفض من متطلبات الشبكة.