Từ Filecoin đến Shelby: Con đường tiến hóa của lưu trữ phi tập trung
Lưu trữ từng là một trong những lĩnh vực hấp dẫn của ngành công nghiệp blockchain. Filecoin, với tư cách là dự án dẫn đầu trong đợt tăng giá trước, đã có lúc đạt giá trị thị trường vượt qua 10 tỷ USD. Arweave thu hút sự chú ý nhờ vào lưu trữ vĩnh viễn, với giá trị cao nhất đạt 3,5 tỷ USD. Khi tính khả dụng của lưu trữ dữ liệu lạnh bị nghi ngờ, sự cần thiết của lưu trữ phi tập trung cũng trở thành một vấn đề gây tranh cãi. Sự xuất hiện của Walrus đã mang lại sức sống mới cho câu chuyện lưu trữ đã im ắng từ lâu, trong khi dự án Shelby do Aptos và Jump Crypto ra mắt nhằm đưa lưu trữ phi tập trung lên một tầm cao mới trong lĩnh vực dữ liệu nóng. Vậy, liệu lưu trữ phi tập trung có thể tái phát triển và cung cấp các ứng dụng rộng rãi? Hay chỉ đơn thuần là một đợt sốt mới? Bài viết này sẽ phân tích lộ trình phát triển của bốn dự án Filecoin, Arweave, Walrus và Shelby, nhằm khám phá tiến trình phát triển của câu chuyện lưu trữ phi tập trung và cố gắng trả lời câu hỏi: Con đường phổ biến lưu trữ phi tập trung còn bao xa?
FIL: Tên lưu trữ, thực tế khai thác
Filecoin là một trong những dự án tiền điện tử nổi lên sớm, với hướng phát triển xoay quanh Phi tập trung. Đây là đặc điểm chung của các đồng thay thế sớm - tìm kiếm ý nghĩa của Phi tập trung trong các lĩnh vực truyền thống khác nhau. Filecoin liên kết lưu trữ với Phi tập trung, nhấn mạnh rủi ro tín nhiệm từ các nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ dữ liệu tập trung. Tuy nhiên, một số khía cạnh phải hy sinh để đạt được Phi tập trung đã trở thành những điểm đau mà các dự án sau này như Arweave hay Walrus cố gắng giải quyết. Để hiểu rằng Filecoin thực chất chỉ là một đồng tiền khai thác, cần phải hiểu giới hạn khách quan của công nghệ nền tảng IPFS không phù hợp để xử lý dữ liệu nóng.
IPFS：Bottleneck truyền tải của kiến trúc Phi tập trung
IPFS (Hệ thống tệp liên hành tinh) được ra mắt vào khoảng năm 2015, nhằm mục đích cách mạng hóa giao thức HTTP truyền thống thông qua việc định vị nội dung. Nhược điểm lớn nhất của IPFS là tốc độ truy xuất rất chậm. Trong thời đại mà các nhà cung cấp dịch vụ dữ liệu truyền thống có thể đạt được phản hồi ở mức mili giây, việc lấy một tệp từ IPFS vẫn mất hàng chục giây, điều này làm cho nó khó có thể được phổ biến trong ứng dụng thực tế, và cũng giải thích lý do tại sao ngoài một số dự án blockchain, nó hiếm khi được các ngành công nghiệp truyền thống áp dụng.
Giao thức P2P cơ sở của IPFS chủ yếu phù hợp với "dữ liệu lạnh", tức là nội dung tĩnh không thường xuyên thay đổi, chẳng hạn 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 ưu thế rõ rệt so với CDN truyền thống.
Mặc dù IPFS không phải là blockchain, nhưng thiết kế đồ thị có hướng không chu trình (DAG) mà nó áp dụng rất phù hợp với nhiều blockchain công khai và giao thức Web3, khiến nó trở thành một khung xây dựng cơ sở hạ tầng tự nhiên cho blockchain. Do đó, ngay cả khi nó thiếu giá trị thực tiễn, nhưng với tư cách là khung cơ sở hạ tầng để mang lại câu chuyện blockchain thì đã đủ, các dự án thay thế ban đầu chỉ cần một khung hoạt động là có thể bắt đầu tầm nhìn vĩ đại, nhưng khi Filecoin phát triển đến một giai đoạn nhất định, những hạn chế mà IPFS mang lại bắt đầu cản trở sự tiến bộ của nó.
Logic của đồng tiền khai thác dưới lớp lưu trữ
Thiết kế ban đầu của IPFS là để người dùng có thể lưu trữ dữ liệu trong khi cũng trở thành một phần của mạng lưu trữ. Tuy nhiên, trong bối cảnh thiếu động lực kinh tế, người dùng khó có thể tự nguyện sử dụng hệ thống này, chưa nói đến việc trở thành các nút lưu trữ hoạt động. Điều này có nghĩa là hầu hết người dùng chỉ lưu trữ tệp trên IPFS mà không đóng góp không gian lưu trữ của riêng họ hoặc lưu trữ tệp của người khác. Chính trong bối cảnh như vậy, FIL 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 được động lực token vì đã lưu trữ dữ liệu của người dùng; thợ mỏ truy xuất cung cấp dữ liệu khi người dùng cần và nhận được động lực.
Mô hình này tồn tại không gian tiềm ẩn cho việc làm ác. Các thợ mỏ lưu trữ có thể lấp đầy dữ liệu rác để nhận thưởng sau khi cung cấp không gian lưu trữ. Do những dữ liệu rác này không được truy xuất, ngay cả khi mất đi, cũng sẽ không kích hoạt cơ chế phạt đối với thợ mỏ lưu trữ. Điều này cho phép các thợ mỏ lưu trữ xóa dữ liệu rác và lặp lại quy trình này. Sự đồng thuận chứng minh sao chép của Filecoin chỉ có thể đảm bảo rằng dữ liệu của người dùng không bị xóa một cách trái phép, nhưng không thể ngăn chặn thợ mỏ lấp đầy dữ liệu rác.
Việc vận hành của Filecoin phần lớn phụ thuộc vào sự đầu tư liên tục của các thợ mỏ vào kinh tế mã thông báo, chứ không phải dựa trên nhu cầu thực tế của người dùng cuối đối với lưu trữ phân tán. Mặc dù dự án vẫn đang liên tục phát triển, nhưng ở giai đoạn hiện tại, việc xây dựng hệ sinh thái của Filecoin phù hợp hơn với định nghĩa của một dự án lưu trữ "lógica thợ mỏ" hơn là "được thúc đẩy bởi ứng dụng".
Arweave: Con dao hai lưỡi của chủ nghĩa lâu dài
Nếu nói rằng mục tiêu thiết kế của Filecoin là xây dựng một "đám mây dữ liệu" phi tập trung có thể kích thích và có thể chứng minh, thì Arweave lại đi theo một hướng cực đoan khác trong 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 tán, toàn bộ hệ thống của nó xoay quanh một giả thuyết cốt lõi - dữ liệu quan trọng nên được lưu trữ một lần và mãi mãi ở lại trên mạng. Chủ nghĩa dài hạn cực đoan này khiến Arweave khác biệt hoàn toàn với Filecoin từ cơ chế đến mô hình kích thích, từ yêu cầu phần cứng đến góc nhìn kể chuyện.
Arweave lấy Bitcoin làm đối tượng học hỏi, cố gắng tối ưu hóa mạng lưu trữ vĩnh viễn của mình trong chu kỳ dài tính bằng năm. Arweave không quan tâm đến tiếp thị, cũng không quan tâm đến đối thủ cạnh tranh và xu hướng phát triển của thị trường. Nó chỉ đang tiến lên trên con đường cải tiến kiến trúc mạng, ngay cả khi không ai để ý cũng không bận tâm, vì đó chính là bản chất của đội ngũ phát triển Arweave: chủ nghĩa dài hạn. Nhờ vào chủ nghĩa dài hạn, Arweave đã được yêu thích trong thị trường tăng giá trước đó; cũng nhờ vào chủ nghĩa dài hạn, ngay cả khi rơi xuống đáy, Arweave vẫn có thể vượt qua vài vòng bò gấu. Chỉ có điều liệu trong tương lai có chỗ cho Arweave trong lưu trữ phi tập trung 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 2.9 gần đây, 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 mỏ tham gia vào mạng với chi phí tối thiểu, và khuyến khích các thợ mỏ tối đa hóa việc lưu trữ dữ liệu, giúp tăng cường độ bền vững của toàn bộ mạng. Arweave hiểu rõ rằng mình không phù hợp với sở thích của thị trường, đã chọn con đường bảo thủ, không ôm lấy cộng đồng thợ mỏ, hệ sinh thái hoàn toàn ngừng trệ, 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.
Lịch sử nâng cấp từ 1.5-2.9
Phiên bản Arweave 1.5 đã phát hiện ra lỗ hổng cho phép thợ đào dựa vào việc xếp chồng GPU thay vì lưu trữ thực tế để tối ưu hóa xác suất tạo khối. Để hạn chế 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 đa năng tham gia vào việc đào, từ đó làm suy yếu sự tập trung sức mạnh tính toán.
Trong phiên bản 2.0, Arweave áp dụng SPoA, chuyển đổi chứng minh dữ liệu thành cấu trúc đường dẫn Merkle tree đơn giản, và giới thiệu giao dịch định dạng 2 để giảm bớt gánh nặng đồng bộ. Kiến trúc này làm giảm áp lực băng thông mạng, giúp khả năng hợp tác của các nút tăng cường đáng kể. Tuy nhiên, một số thợ mỏ vẫn có thể lẩn tránh trách nhiệm sở hữu dữ liệu thực thông qua chiến lược hồ bơi lưu trữ tốc độ cao tập trung.
Để khắc phục sự thiên lệch này, phiên bản 2.4 đã ra mắt cơ chế SPoRA, giới thiệu chỉ mục toàn cầu và truy cập ngẫu nhiên chậm, buộc các thợ mỏ phải thực sự sở hữu các khối dữ liệu để tham gia vào việc tạo khối hiệu quả, từ đó giảm thiểu hiệu ứng xếp chồng sức mạnh tính toán về mặt cơ chế. Kết quả là, các thợ mỏ bắt đầu chú trọng đến tốc độ truy cập lưu trữ, thúc đẩy việc áp dụng SSD và các thiết bị đọc/ghi tốc độ cao. Phiên bản 2.6 đã giới thiệu chuỗi băm để kiểm soát nhịp điệu tạo khối, cân bằng lợi ích biên của các thiết bị hiệu suất cao, tạo ra không gian tham gia công bằng cho các thợ mỏ vừa và nhỏ.
Các phiên bản tiếp theo tăng cường khả năng hợp tác mạng và đa dạng lưu trữ: 2.7 bổ sung cơ chế khai thác hợp tác và nhóm khai thác, nâng cao sức cạnh tranh cho các thợ mỏ nhỏ; 2.8 ra mắt cơ chế đóng gói phức hợp, cho phép thiết bị dung lượng lớn và tốc độ thấp tham gia linh hoạt; 2.9 giới thiệu quy trình đóng gói mới theo định dạng replica_2_9, nâng cao đáng kể hiệu suất và giảm phụ thuộc vào tính toán, hoàn thành vòng khép kín của mô hình khai thác định hướng dữ liệu.
Nhìn chung, lộ trình nâng cấp của 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, vẫn giảm thiểu rào cản tham gia, đảm bảo khả năng hoạt động lâu dài của giao thức.
Walrus: Ôm lấy những thử nghiệm sáng tạo với dữ liệu nóng
Cách tiếp cận thiết kế của Walrus hoàn toàn khác biệt so 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 chi phí lưu trữ dữ liệu lạnh; Điểm khởi đầu của Arweave là xây dựng một thư viện Alexander trên chuỗi có thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn, đánh đổi bằng quá ít kịch bản; Điểm khởi đầu của Walrus là tối ưu hóa chi phí lưu trữ của giao thức lưu trữ dữ liệu nóng.
Ma cải tiến mã sửa đổi: Đổi mới chi phí hay rượu cũ trong bình mới?
Trong thiết kế chi phí lưu trữ, Walrus cho rằng Filecoin và Arweave có chi phí lưu trữ không hợp lý, cả hai đều áp dụng kiến trúc sao chép hoàn toàn, với lợi thế chính là mỗi nút đều giữ một bản sao đầy đủ, có khả năng chống lỗi mạnh mẽ và tính độc lập giữa các nút. Kiến trúc này đảm bảo rằng ngay cả khi một phần nút bị ngoại tuyến, mạng vẫn có khả năng truy cập dữ liệu. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là hệ thống cần nhiều bản sao dư thừa để duy trì tính ổn định, do 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 của các nút để tăng cường tính an toàn của 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 chi phí thấp có thể tồn tại 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 nâng cao khả năng sử dụng thông qua cách thức dư thừa có cấu trúc, từ đó thiết lập một con đường thỏa hiệp mới giữa khả năng có được dữ liệu và hiệu quả chi phí.
Kỹ thuật Redstuff do Walrus tự phát triển là công nghệ then chốt để giảm thiểu độ dư thừa của nút, nó xuất phát từ mã Reed-Solomon (RS). Mã RS là một thuật toán mã sửa lỗi rất truyền thống, mã sửa lỗi là một kỹ thuật cho phép nhân đôi tập dữ liệu bằng cách thêm các đoạn dư thừa, có thể được sử dụng để tái tạo dữ liệu gốc. Từ CD-ROM đến truyền thông vệ tinh cho đến mã QR, nó được sử dụng thường xuyên trong đời sống hàng ngày.
Mã sửa lỗi cho phép người dùng lấy một khối, chẳng hạn như 1MB, sau đó "mở rộng" nó lên 2MB, trong đó 1MB bổ sung là dữ liệu đặc biệt được gọi là mã sửa lỗi. Nếu bất kỳ byte nào trong khối bị mất, người dùng có thể dễ dàng phục hồi các byte này thông qua mã. Ngay cả khi khối lên đến 1MB bị mất, toàn bộ khối vẫn có thể được phục hồi. Cùng một kỹ thuật có thể giúp máy tính đọc tất cả dữ liệu trên CD-ROM, ngay cả khi nó đã bị hư hại.
Hiện nay, mã RS là phương pháp 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 các khối mã. Khi sử dụng mã sửa lỗi RS, khả năng ngẫu nhiên mất một khối lượng lớn dữ liệu là rất nhỏ.
Ví dụ: Chia một tệp thành 6 khối dữ liệu và 4 khối kiểm tra, tổng cộng là 10 phần. Chỉ cần giữ lại bất kỳ 6 phần nào trong số đó, bạn có thể phục hồi hoàn toàn dữ liệu gốc.
Ưu điểm: Khả năng chịu lỗi cao, được áp dụng rộng rãi trong CD/DVD, mảng đĩa cứng chống lỗi (RAID), cũng như hệ thống lưu trữ đám mây (như Azure Storage, Facebook F4).
Nhược điểm: Tính toán giải mã phức tạp, chi phí cao; không phù hợp cho các tình huống dữ liệu thay đổi thường xuyên. Do đó, thường được sử dụng để phục hồi và điều phối dữ liệu trong môi trường tập trung ngoài chuỗi.
Trong kiến trúc Phi tập trung, Storj và Sia đã điều chỉnh mã hóa RS truyền thống để phù hợp với nhu cầu thực tế của mạng phân tán. Walrus cũng đã đề xuất biến thể của riêng mình - thuật toán mã hóa RedStuff, nhằm đạt được cơ chế lưu trữ dư thừa linh hoạt và chi phí thấp hơn.
Điều đặc biệt nhất của Redstuff là gì? Thông qua việc cải thiện thuật toán mã hóa sửa lỗi, Walrus có khả năng nhanh chóng và ổn định mã hóa các khối dữ liệu phi cấu trúc thành các phân đoạn nhỏ hơn, những phân đoạn này sẽ được lưu trữ phân tán trong một mạng lưới nút lưu trữ. Ngay cả khi mất tới hai phần ba số phân đoạn, vẫn có thể nhanh chóng tái cấu trúc lại khối dữ liệu gốc bằng cách sử dụng một phần của các phân đoạn. Điều này trở nên khả thi với hệ số sao chép chỉ từ 4 đến 5 lần.
Do đó, việc định nghĩa Walrus là một giao thức nhẹ cho việc dư thừa và phục hồi được thiết kế lại xung quanh các kịch bản phi tập trung là hợp lý. So với mã sửa lỗi truyền thống (như Reed-Solomon), RedStuff không còn theo đuổi tính nhất quán toán học nghiêm ngặt, mà thay vào đó là thực hiện các thỏa hiệp thực tế đối với phân phối dữ liệu, xác thực lưu trữ và chi phí tính toán. Mô hình này từ bỏ cơ chế giải mã ngay lập tức cần thiết cho lập lịch tập trung, chuyển sang thông qua chuỗi.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
21 thích
Phần thưởng
21
7
Chia sẻ
Bình luận
0/400
LiquidityNinja
· 07-19 18:11
Tôi tiếp tục là người lao động thanh khoản
Xem bản gốcTrả lời0
FarmToRiches
· 07-19 11:35
Khoe khoang, vẫn là bẫy đó!
Xem bản gốcTrả lời0
DuckFluff
· 07-16 18:52
Tốt quá, lại đến đây để xào cơm nguội rồi.
Xem bản gốcTrả lời0
SchroedingerMiner
· 07-16 18:52
Khai thác một cái xô! fil thiên hạ đệ nhất!
Xem bản gốcTrả lời0
DeFiDoctor
· 07-16 18:50
Thêm các biểu hiện lâm sàng của câu chuyện lưu trữ vẫn luôn thiếu sự hỗ trợ từ dữ liệu.
Xem bản gốcTrả lời0
JustHereForMemes
· 07-16 18:49
Tỉ lệ thổi phồng 99.9%
Xem bản gốcTrả lời0
ForumMiningMaster
· 07-16 18:30
Lại tiếp tục làm lưu trữ, đợt này có thể thổi lâu bao nhiêu?
Từ Filecoin đến Shelby: Khám phá con đường tiến hóa và triển vọng tương lai của lưu trữ Phi tập trung
Từ Filecoin đến Shelby: Con đường tiến hóa của lưu trữ phi tập trung
Lưu trữ từng là một trong những lĩnh vực hấp dẫn của ngành công nghiệp blockchain. Filecoin, với tư cách là dự án dẫn đầu trong đợt tăng giá trước, đã có lúc đạt giá trị thị trường vượt qua 10 tỷ USD. Arweave thu hút sự chú ý nhờ vào lưu trữ vĩnh viễn, với giá trị cao nhất đạt 3,5 tỷ USD. Khi tính khả dụng của lưu trữ dữ liệu lạnh bị nghi ngờ, sự cần thiết của lưu trữ phi tập trung cũng trở thành một vấn đề gây tranh cãi. Sự xuất hiện của Walrus đã mang lại sức sống mới cho câu chuyện lưu trữ đã im ắng từ lâu, trong khi dự án Shelby do Aptos và Jump Crypto ra mắt nhằm đưa lưu trữ phi tập trung lên một tầm cao mới trong lĩnh vực dữ liệu nóng. Vậy, liệu lưu trữ phi tập trung có thể tái phát triển và cung cấp các ứng dụng rộng rãi? Hay chỉ đơn thuần là một đợt sốt mới? Bài viết này sẽ phân tích lộ trình phát triển của bốn dự án Filecoin, Arweave, Walrus và Shelby, nhằm khám phá tiến trình phát triển của câu chuyện lưu trữ phi tập trung và cố gắng trả lời câu hỏi: Con đường phổ biến lưu trữ phi tập trung còn bao xa?
FIL: Tên lưu trữ, thực tế khai thác
Filecoin là một trong những dự án tiền điện tử nổi lên sớm, với hướng phát triển xoay quanh Phi tập trung. Đây là đặc điểm chung của các đồng thay thế sớm - tìm kiếm ý nghĩa của Phi tập trung trong các lĩnh vực truyền thống khác nhau. Filecoin liên kết lưu trữ với Phi tập trung, nhấn mạnh rủi ro tín nhiệm từ các nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ dữ liệu tập trung. Tuy nhiên, một số khía cạnh phải hy sinh để đạt được Phi tập trung đã trở thành những điểm đau mà các dự án sau này như Arweave hay Walrus cố gắng giải quyết. Để hiểu rằng Filecoin thực chất chỉ là một đồng tiền khai thác, cần phải hiểu giới hạn khách quan của công nghệ nền tảng IPFS không phù hợp để xử lý dữ liệu nóng.
IPFS：Bottleneck truyền tải của kiến trúc Phi tập trung
IPFS (Hệ thống tệp liên hành tinh) được ra mắt vào khoảng năm 2015, nhằm mục đích cách mạng hóa giao thức HTTP truyền thống thông qua việc định vị nội dung. Nhược điểm lớn nhất của IPFS là tốc độ truy xuất rất chậm. Trong thời đại mà các nhà cung cấp dịch vụ dữ liệu truyền thống có thể đạt được phản hồi ở mức mili giây, việc lấy một tệp từ IPFS vẫn mất hàng chục giây, điều này làm cho nó khó có thể được phổ biến trong ứng dụng thực tế, và cũng giải thích lý do tại sao ngoài một số dự án blockchain, nó hiếm khi được các ngành công nghiệp truyền thống áp dụng.
Giao thức P2P cơ sở của IPFS chủ yếu phù hợp với "dữ liệu lạnh", tức là nội dung tĩnh không thường xuyên thay đổi, chẳng hạn 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 ưu thế rõ rệt so với CDN truyền thống.
Mặc dù IPFS không phải là blockchain, nhưng thiết kế đồ thị có hướng không chu trình (DAG) mà nó áp dụng rất phù hợp với nhiều blockchain công khai và giao thức Web3, khiến nó trở thành một khung xây dựng cơ sở hạ tầng tự nhiên cho blockchain. Do đó, ngay cả khi nó thiếu giá trị thực tiễn, nhưng với tư cách là khung cơ sở hạ tầng để mang lại câu chuyện blockchain thì đã đủ, các dự án thay thế ban đầu chỉ cần một khung hoạt động là có thể bắt đầu tầm nhìn vĩ đại, nhưng khi Filecoin phát triển đến một giai đoạn nhất định, những hạn chế mà IPFS mang lại bắt đầu cản trở sự tiến bộ của nó.
Logic của đồng tiền khai thác dưới lớp lưu trữ
Thiết kế ban đầu của IPFS là để người dùng có thể lưu trữ dữ liệu trong khi cũng trở thành một phần của mạng lưu trữ. Tuy nhiên, trong bối cảnh thiếu động lực kinh tế, người dùng khó có thể tự nguyện sử dụng hệ thống này, chưa nói đến việc trở thành các nút lưu trữ hoạt động. Điều này có nghĩa là hầu hết người dùng chỉ lưu trữ tệp trên IPFS mà không đóng góp không gian lưu trữ của riêng họ hoặc lưu trữ tệp của người khác. Chính trong bối cảnh như vậy, FIL 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 được động lực token vì đã lưu trữ dữ liệu của người dùng; thợ mỏ truy xuất cung cấp dữ liệu khi người dùng cần và nhận được động lực.
Mô hình này tồn tại không gian tiềm ẩn cho việc làm ác. Các thợ mỏ lưu trữ có thể lấp đầy dữ liệu rác để nhận thưởng sau khi cung cấp không gian lưu trữ. Do những dữ liệu rác này không được truy xuất, ngay cả khi mất đi, cũng sẽ không kích hoạt cơ chế phạt đối với thợ mỏ lưu trữ. Điều này cho phép các thợ mỏ lưu trữ xóa dữ liệu rác và lặp lại quy trình này. Sự đồng thuận chứng minh sao chép của Filecoin chỉ có thể đảm bảo rằng dữ liệu của người dùng không bị xóa một cách trái phép, nhưng không thể ngăn chặn thợ mỏ lấp đầy dữ liệu rác.
Việc vận hành của Filecoin phần lớn phụ thuộc vào sự đầu tư liên tục của các thợ mỏ vào kinh tế mã thông báo, chứ không phải dựa trên nhu cầu thực tế của người dùng cuối đối với lưu trữ phân tán. Mặc dù dự án vẫn đang liên tục phát triển, nhưng ở giai đoạn hiện tại, việc xây dựng hệ sinh thái của Filecoin phù hợp hơn với định nghĩa của một dự án lưu trữ "lógica thợ mỏ" hơn là "được thúc đẩy bởi ứng dụng".
Arweave: Con dao hai lưỡi của chủ nghĩa lâu dài
Nếu nói rằng mục tiêu thiết kế của Filecoin là xây dựng một "đám mây dữ liệu" phi tập trung có thể kích thích và có thể chứng minh, thì Arweave lại đi theo một hướng cực đoan khác trong 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 tán, toàn bộ hệ thống của nó xoay quanh một giả thuyết cốt lõi - dữ liệu quan trọng nên được lưu trữ một lần và mãi mãi ở lại trên mạng. Chủ nghĩa dài hạn cực đoan này khiến Arweave khác biệt hoàn toàn với Filecoin từ cơ chế đến mô hình kích thích, từ yêu cầu phần cứng đến góc nhìn kể chuyện.
Arweave lấy Bitcoin làm đối tượng học hỏi, cố gắng tối ưu hóa mạng lưu trữ vĩnh viễn của mình trong chu kỳ dài tính bằng năm. Arweave không quan tâm đến tiếp thị, cũng không quan tâm đến đối thủ cạnh tranh và xu hướng phát triển của thị trường. Nó chỉ đang tiến lên trên con đường cải tiến kiến trúc mạng, ngay cả khi không ai để ý cũng không bận tâm, vì đó chính là bản chất của đội ngũ phát triển Arweave: chủ nghĩa dài hạn. Nhờ vào chủ nghĩa dài hạn, Arweave đã được yêu thích trong thị trường tăng giá trước đó; cũng nhờ vào chủ nghĩa dài hạn, ngay cả khi rơi xuống đáy, Arweave vẫn có thể vượt qua vài vòng bò gấu. Chỉ có điều liệu trong tương lai có chỗ cho Arweave trong lưu trữ phi tập trung 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 2.9 gần đây, 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 mỏ tham gia vào mạng với chi phí tối thiểu, và khuyến khích các thợ mỏ tối đa hóa việc lưu trữ dữ liệu, giúp tăng cường độ bền vững của toàn bộ mạng. Arweave hiểu rõ rằng mình không phù hợp với sở thích của thị trường, đã chọn con đường bảo thủ, không ôm lấy cộng đồng thợ mỏ, hệ sinh thái hoàn toàn ngừng trệ, 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.
Lịch sử nâng cấp từ 1.5-2.9
Phiên bản Arweave 1.5 đã phát hiện ra lỗ hổng cho phép thợ đào dựa vào việc xếp chồng GPU thay vì lưu trữ thực tế để tối ưu hóa xác suất tạo khối. Để hạn chế 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 đa năng tham gia vào việc đào, từ đó làm suy yếu sự tập trung sức mạnh tính toán.
Trong phiên bản 2.0, Arweave áp dụng SPoA, chuyển đổi chứng minh dữ liệu thành cấu trúc đường dẫn Merkle tree đơn giản, và giới thiệu giao dịch định dạng 2 để giảm bớt gánh nặng đồng bộ. Kiến trúc này làm giảm áp lực băng thông mạng, giúp khả năng hợp tác của các nút tăng cường đáng kể. Tuy nhiên, một số thợ mỏ vẫn có thể lẩn tránh trách nhiệm sở hữu dữ liệu thực thông qua chiến lược hồ bơi lưu trữ tốc độ cao tập trung.
Để khắc phục sự thiên lệch này, phiên bản 2.4 đã ra mắt cơ chế SPoRA, giới thiệu chỉ mục toàn cầu và truy cập ngẫu nhiên chậm, buộc các thợ mỏ phải thực sự sở hữu các khối dữ liệu để tham gia vào việc tạo khối hiệu quả, từ đó giảm thiểu hiệu ứng xếp chồng sức mạnh tính toán về mặt cơ chế. Kết quả là, các thợ mỏ bắt đầu chú trọng đến tốc độ truy cập lưu trữ, thúc đẩy việc áp dụng SSD và các thiết bị đọc/ghi tốc độ cao. Phiên bản 2.6 đã giới thiệu chuỗi băm để kiểm soát nhịp điệu tạo khối, cân bằng lợi ích biên của các thiết bị hiệu suất cao, tạo ra không gian tham gia công bằng cho các thợ mỏ vừa và nhỏ.
Các phiên bản tiếp theo tăng cường khả năng hợp tác mạng và đa dạng lưu trữ: 2.7 bổ sung cơ chế khai thác hợp tác và nhóm khai thác, nâng cao sức cạnh tranh cho các thợ mỏ nhỏ; 2.8 ra mắt cơ chế đóng gói phức hợp, cho phép thiết bị dung lượng lớn và tốc độ thấp tham gia linh hoạt; 2.9 giới thiệu quy trình đóng gói mới theo định dạng replica_2_9, nâng cao đáng kể hiệu suất và giảm phụ thuộc vào tính toán, hoàn thành vòng khép kín của mô hình khai thác định hướng dữ liệu.
Nhìn chung, lộ trình nâng cấp của 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, vẫn giảm thiểu rào cản tham gia, đảm bảo khả năng hoạt động lâu dài của giao thức.
Walrus: Ôm lấy những thử nghiệm sáng tạo với dữ liệu nóng
Cách tiếp cận thiết kế của Walrus hoàn toàn khác biệt so 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 chi phí lưu trữ dữ liệu lạnh; Điểm khởi đầu của Arweave là xây dựng một thư viện Alexander trên chuỗi có thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn, đánh đổi bằng quá ít kịch bản; Điểm khởi đầu của Walrus là tối ưu hóa chi phí lưu trữ của giao thức lưu trữ dữ liệu nóng.
Ma cải tiến mã sửa đổi: Đổi mới chi phí hay rượu cũ trong bình mới?
Trong thiết kế chi phí lưu trữ, Walrus cho rằng Filecoin và Arweave có chi phí lưu trữ không hợp lý, cả hai đều áp dụng kiến trúc sao chép hoàn toàn, với lợi thế chính là mỗi nút đều giữ một bản sao đầy đủ, có khả năng chống lỗi mạnh mẽ và tính độc lập giữa các nút. Kiến trúc này đảm bảo rằng ngay cả khi một phần nút bị ngoại tuyến, mạng vẫn có khả năng truy cập dữ liệu. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là hệ thống cần nhiều bản sao dư thừa để duy trì tính ổn định, do 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 của các nút để tăng cường tính an toàn của 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 chi phí thấp có thể tồn tại 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 nâng cao khả năng sử dụng thông qua cách thức dư thừa có cấu trúc, từ đó thiết lập một con đường thỏa hiệp mới giữa khả năng có được dữ liệu và hiệu quả chi phí.
Kỹ thuật Redstuff do Walrus tự phát triển là công nghệ then chốt để giảm thiểu độ dư thừa của nút, nó xuất phát từ mã Reed-Solomon (RS). Mã RS là một thuật toán mã sửa lỗi rất truyền thống, mã sửa lỗi là một kỹ thuật cho phép nhân đôi tập dữ liệu bằng cách thêm các đoạn dư thừa, có thể được sử dụng để tái tạo dữ liệu gốc. Từ CD-ROM đến truyền thông vệ tinh cho đến mã QR, nó được sử dụng thường xuyên trong đời sống hàng ngày.
Mã sửa lỗi cho phép người dùng lấy một khối, chẳng hạn như 1MB, sau đó "mở rộng" nó lên 2MB, trong đó 1MB bổ sung là dữ liệu đặc biệt được gọi là mã sửa lỗi. Nếu bất kỳ byte nào trong khối bị mất, người dùng có thể dễ dàng phục hồi các byte này thông qua mã. Ngay cả khi khối lên đến 1MB bị mất, toàn bộ khối vẫn có thể được phục hồi. Cùng một kỹ thuật có thể giúp máy tính đọc tất cả dữ liệu trên CD-ROM, ngay cả khi nó đã bị hư hại.
Hiện nay, mã RS là phương pháp 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 các khối mã. Khi sử dụng mã sửa lỗi RS, khả năng ngẫu nhiên mất một khối lượng lớn dữ liệu là rất nhỏ.
Ví dụ: Chia một tệp thành 6 khối dữ liệu và 4 khối kiểm tra, tổng cộng là 10 phần. Chỉ cần giữ lại bất kỳ 6 phần nào trong số đó, bạn có thể phục hồi hoàn toàn dữ liệu gốc.
Ưu điểm: Khả năng chịu lỗi cao, được áp dụng rộng rãi trong CD/DVD, mảng đĩa cứng chống lỗi (RAID), cũng như hệ thống lưu trữ đám mây (như Azure Storage, Facebook F4).
Nhược điểm: Tính toán giải mã phức tạp, chi phí cao; không phù hợp cho các tình huống dữ liệu thay đổi thường xuyên. Do đó, thường được sử dụng để phục hồi và điều phối dữ liệu trong môi trường tập trung ngoài chuỗi.
Trong kiến trúc Phi tập trung, Storj và Sia đã điều chỉnh mã hóa RS truyền thống để phù hợp với nhu cầu thực tế của mạng phân tán. Walrus cũng đã đề xuất biến thể của riêng mình - thuật toán mã hóa RedStuff, nhằm đạt được cơ chế lưu trữ dư thừa linh hoạt và chi phí thấp hơn.
Điều đặc biệt nhất của Redstuff là gì? Thông qua việc cải thiện thuật toán mã hóa sửa lỗi, Walrus có khả năng nhanh chóng và ổn định mã hóa các khối dữ liệu phi cấu trúc thành các phân đoạn nhỏ hơn, những phân đoạn này sẽ được lưu trữ phân tán trong một mạng lưới nút lưu trữ. Ngay cả khi mất tới hai phần ba số phân đoạn, vẫn có thể nhanh chóng tái cấu trúc lại khối dữ liệu gốc bằng cách sử dụng một phần của các phân đoạn. Điều này trở nên khả thi với hệ số sao chép chỉ từ 4 đến 5 lần.
Do đó, việc định nghĩa Walrus là một giao thức nhẹ cho việc dư thừa và phục hồi được thiết kế lại xung quanh các kịch bản phi tập trung là hợp lý. So với mã sửa lỗi truyền thống (như Reed-Solomon), RedStuff không còn theo đuổi tính nhất quán toán học nghiêm ngặt, mà thay vào đó là thực hiện các thỏa hiệp thực tế đối với phân phối dữ liệu, xác thực lưu trữ và chi phí tính toán. Mô hình này từ bỏ cơ chế giải mã ngay lập tức cần thiết cho lập lịch tập trung, chuyển sang thông qua chuỗi.