اللامركزية التخزين: من المفهوم إلى الطريق الصعب للتنفيذ
كانت التخزين واحدة من المسارات الساخنة في صناعة البلوكشين. تمثل Filecoin المشروع الرائد في الدورة الصاعدة السابقة، حيث تجاوزت قيمتها السوقية عشرة مليارات دولار في لحظة ما. بينما كانت Arweave تروج للتخزين الدائم كميزة لها، حيث بلغت قيمتها السوقية القصوى 3.5 مليار دولار. ومع ذلك، مع تزايد الشكوك حول قابلية تخزين البيانات الباردة، تم التشكيك في ضرورة التخزين الدائم، مما ألقى بظلاله على آفاق التخزين اللامركزي.
ظهور Walrus جلب اهتمامًا جديدًا لقطاع التخزين الذي كان هادئًا لفترة طويلة. ومؤخرًا، فإن مشروع Shelby الذي أطلقته Aptos بالتعاون مع Jump Crypto يهدف إلى دفع التخزين اللامركزي إلى آفاق جديدة في مجال البيانات الساخنة. فهل يمكن أن يعود التخزين اللامركزي إلى الواجهة، ويجد تطبيقات في سياقات أوسع؟ أم أنه مجرد جولة أخرى من مضاربة المفاهيم؟ ستقوم هذه المقالة بتحليل تطور التخزين اللامركزي من خلال مسارات أربعة مشاريع: Filecoin و Arweave و Walrus و Shelby، واستكشاف آفاق تطورها المستقبلية.
Filecoin: اسم التخزين، وواقع التعدين
Filecoin هو أحد مشاريع العملات المشفرة التي ظهرت في وقت مبكر، وتركز اتجاهاتها بطبيعة الحال حول اللامركزية. هذه هي السمة العامة للمشاريع المشفرة المبكرة - البحث عن معنى اللامركزية في مختلف المجالات التقليدية. يجمع Filecoin بين التخزين واللامركزية، ويقترح حلولاً لمشاكل التخزين المركزي. ومع ذلك، فإن بعض التضحيات التي تم تقديمها لتحقيق اللامركزية أصبحت نقاط الألم التي حاولت مشاريع مثل Arweave أو Walrus حلها لاحقًا. لفهم أن Filecoin هو في الأساس مجرد مشروع عملات تعدين، يجب أن نفهم القيود الموضوعية للتقنية الأساسية IPFS في معالجة البيانات الساخنة.
IPFS:هيكل اللامركزية لنقل الزجاجة
IPFS( نظام الملفات بين الكواكب) تم إطلاقه في حوالي عام 2015، ويهدف إلى إحداث ثورة في بروتوكول HTTP التقليدي من خلال طريقة العنوانة المحتوى. أكبر عيب في IPFS هو سرعة الحصول عليه بطيئة للغاية. في عصر يمكن لمزودي البيانات التقليديين تحقيق استجابة في مللي ثانية، لا يزال يتطلب IPFS بضع ثوانٍ للحصول على ملف، مما يجعل من الصعب الترويج له في التطبيقات العملية، كما يفسر سبب عدم اعتماده من قبل 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، أو الألعاب على الإنترنت، أو تطبيقات الذكاء الاصطناعي، لا يتمتع بروتوكول P2P بمزايا واضحة مقارنة بشبكات توزيع المحتوى التقليدية.
على الرغم من أن IPFS ليس blockchain بحد ذاته، إلا أن تصميمه القائم على الرسم البياني الموجه غير الدوري (DAG) يتناسب بشكل كبير مع العديد من سلاسل الكتل العامة وبروتوكولات Web3، مما يجعله مناسبًا بطبيعته كإطار بناء أساسي لل blockchain. لذلك، حتى لو كانت هناك نقص في الجوانب العملية، إلا أنه كإطار أساسي يحمل سرد blockchain يكفي. كانت المشاريع المشفرة في بدايتها بحاجة فقط إلى إطار قابل للتشغيل لبدء رؤية عظيمة، ولكن عندما تطور Filecoin إلى مرحلة معينة، بدأت المشاكل الكامنة التي جلبها IPFS تعيق تطوره الإضافي.
منطق العملات المعدنية تحت غلاف التخزين
تم تصميم IPFS ليتمكن المستخدمون من أن يصبحوا جزءًا من شبكة التخزين أثناء تخزين البيانات. ومع ذلك، في غياب الحوافز الاقتصادية، من الصعب على المستخدمين استخدام هذا النظام طواعية، ناهيك عن أن يصبحوا عقد تخزين نشطة. وهذا يعني أن معظم المستخدمين سيقومون فقط بتخزين الملفات على IPFS، ولكنهم لن يساهموا بمساحة التخزين الخاصة بهم، ولن يقوموا بتخزين ملفات الآخرين. في هذا السياق، ظهرت Filecoin.
يتكون نموذج الاقتصاد الرمزي لFilecoin من ثلاثة أدوار رئيسية: المستخدمون مسؤولون عن دفع الرسوم لتخزين البيانات؛ يحصل عمال التخزين على مكافآت رمزية لتخزين بيانات المستخدمين؛ بينما يوفر عمال الاسترجاع البيانات عندما يحتاجها المستخدمون ويحصلون على مكافآت.
هذا النموذج يحتوي على مساحة محتملة للقيام بأعمال غير شريفة. قد يقوم عمال التخزين بعد توفير مساحة التخزين بملء البيانات العشوائية للحصول على المكافآت. نظرًا لأن هذه البيانات العشوائية لن يتم استرجاعها، حتى لو فقدت، فلن يتم تفعيل آلية العقوبة ضد عمال التخزين. وهذا يسمح لعمال التخزين بحذف البيانات العشوائية وتكرار هذه العملية. لا يمكن لنظام إثبات النسخ في Filecoin ضمان أن بيانات المستخدم لم يتم حذفها بشكل غير قانوني، لكنه لا يستطيع منع العمال من ملء البيانات العشوائية.
يعتمد تشغيل Filecoin إلى حد كبير على الاستثمارات المستمرة للعمال في الاقتصاد الرمزي، بدلاً من كونه قائمًا على الطلب الحقيقي للمستخدمين النهائيين على التخزين الموزع. على الرغم من أن المشروع لا يزال يتطور باستمرار، إلا أن المرحلة الحالية، يبدو أن بناء نظام Filecoin البيئي يتماشى أكثر مع "منطق التعدين" بدلاً من "التطبيق المدفوع" لمشاريع التخزين.
Arweave: مكاسب وخسائر طويل الأجل
إذا كان هدف تصميم Filecoin هو بناء إطار "سحابة بيانات" يمكن تحفيزه وإثباته اللامركزية، فإن Arweave تسير في اتجاه آخر في التخزين بشكل متطرف: توفير القدرة على التخزين الدائم للبيانات. لا تحاول Arweave بناء منصة حوسبة موزعة، بل يت展开 نظامها بالكامل حول فرضية أساسية - يجب تخزين البيانات المهمة مرة واحدة، وتبقى إلى الأبد في الشبكة. هذه النزعة المتطرفة نحو长期主义 تجعل Arweave تختلف تمامًا عن Filecoin من حيث الآلية، ونموذج التحفيز، ومتطلبات الأجهزة، ومن منظور السرد.
تحاول Arweave تحسين شبكة التخزين الدائم الخاصة بها باستمرار على مدى فترات طويلة تقاس بالسنوات، مع الأخذ في الاعتبار بيتكوين كموضوع للدراسة. لا تركز Arweave على التسويق، ولا تهتم بالمنافسين أو اتجاهات السوق. إنها فقط تسير قدمًا في طريق تحسين بنية الشبكة، حتى لو لم يكن هناك اهتمام، لأنها هذه هي طبيعة فريق تطوير Arweave: اللامركزية. بفضل اللامركزية، شهدت Arweave إقبالًا كبيرًا خلال سوق صاعدة سابق؛ وأيضًا بسبب اللامركزية، حتى لو انخفضت إلى القاع، قد تتمكن Arweave من البقاء على قيد الحياة خلال عدة دورات صاعدة وهبوطية. ولكن هل سيكون هناك مكان لـ Arweave في تخزين البيانات اللامركزي في المستقبل؟ لا يمكن إثبات قيمة وجود التخزين الدائم إلا من خلال الزمن.
على الرغم من أن شبكة Arweave الرئيسية قد فقدت الاهتمام في السوق من الإصدار 1.5 إلى الإصدار 2.9 الأخير، إلا أنها لا تزال ملتزمة بتمكين عدد أكبر من المعدنين للمشاركة في الشبكة بأقل تكلفة ممكنة، وتحفيز المعدنين على تخزين البيانات إلى أقصى حد، مما يعزز قوة الشبكة بأكملها. تدرك Arweave تمامًا أنها لا تتماشى مع تفضيلات السوق، لذا اتبعت نهجًا محافظًا، ولم تحتضن مجتمع المعدنين، مما أدى إلى ركود النظام البيئي تمامًا، مع ترقية الشبكة الرئيسية بأقل تكلفة ممكنة، مع الاستمرار في خفض حواجز الأجهزة دون المساس بأمان الشبكة.
مراجعة تحديث الإصدار 1.5-2.9
أظهر إصدار Arweave 1.5 ثغرة يمكن أن يعتمد فيها عمال المناجم على تراص GPU بدلاً من التخزين الحقيقي لتحسين فرص استخراج الكتل. لكبح هذه الظاهرة، قدم الإصدار 1.7 خوارزمية RandomX، التي تحد من استخدام قوة الحوسبة المتخصصة، وتطلب بدلاً من ذلك من وحدة المعالجة المركزية العامة المشاركة في التعدين، مما يضعف اللامركزية في قوة الحوسبة.
تستخدم النسخة 2.0 SPoA، وتحول إثبات البيانات إلى هيكل شجرة ميركل باستخدام مسار مختصر، كما تقدم معاملات بتنسيق 2 لتقليل عبء التزامن. تخفف هذه البنية من ضغط عرض النطاق الترددي للشبكة، مما يعزز بشكل ملحوظ القدرة التعاونية للعقد. ومع ذلك، لا يزال بإمكان بعض عمال المناجم تجنب مسؤولية حيازة البيانات الحقيقية من خلال استراتيجيات التخزين المركزي عالي السرعة.
أصدرت النسخة 2.4 آلية SPoRA، والتي تقدم فهرسًا عالميًا والوصول العشوائي للهاش البطيء، مما يتطلب من عمال المناجم أن يكونوا مالكين حقيقيين لكتل البيانات للمشاركة في إنتاج الكتل الفعالة، مما يقلل من تأثير تراكم قوة الحوسبة من وجهة نظر الآلية. وكانت النتيجة أن بدأ عمال المناجم في التركيز على سرعة الوصول إلى التخزين، مما أدى إلى تعزيز استخدام أجهزة SSD وأجهزة القراءة والكتابة عالية السرعة. النسخة 2.6 قدّمت سلسلة الهاش للتحكم في إيقاع إنتاج الكتل، مما يوازن العائد الهامشي للأجهزة عالية الأداء، ويوفر مساحة مشاركة عادلة للعمال المناجم الصغار والمتوسطين.
الإصدارات اللاحقة تعزز قدرة التعاون الشبكي وتنوع التخزين: 2.7 تضيف التعدين التعاوني وآلية تجمعات التعدين، مما يعزز من قدرة المنافسة لدى صغار المعدنين؛ 2.8 تطلق آلية التعبئة المركبة، مما يسمح للأجهزة ذات السعة الكبيرة والبطيئة بالمشاركة بشكل مرن؛ 2.9 تقدم عملية تعبئة جديدة بصيغة replica_2_9، مما يزيد بشكل كبير من الكفاءة ويقلل من الاعتماد على الحوسبة، ويكمل نموذج التعدين القائم على البيانات.
من خلال النظر بشكل عام، فإن مسار ترقية Arweave يعرض بوضوح استراتيجيتها طويلة الأمد التي تركز على التخزين: مع مقاومة مستمرة لاتجاه تركيز قوة الحوسبة، تعمل على تقليل عوائق المشاركة بشكل مستمر، مما يضمن إمكانية تشغيل البروتوكول على المدى الطويل.
Walrus: احتضان الابتكار والقيود في البيانات الساخنة
تصميم Walrus يختلف تماماً عن Filecoin و Arweave. نقطة انطلاق Filecoin هي بناء نظام تخزين لامركزي يمكن التحقق منه، بتكلفة تخزين البيانات الباردة؛ نقطة انطلاق Arweave هي بناء مكتبة الإسكندرية على السلسلة لتخزين البيانات بشكل دائم، بتكلفة مشهد تطبيقات محدود؛ بينما نقطة انطلاق Walrus هي تحسين تكاليف التخزين لبروتوكول تخزين البيانات الساخنة.
RedStuff: الابتكار في التكلفة أم إعادة تعبئة القديم في زجاجة جديدة؟
في تصميم تكلفة التخزين، تعتقد Walrus أن تكاليف التخزين لـ Filecoin و Arweave غير معقولة. كلاهما يستخدم هيكل النسخ الكامل، حيث تتمثل الميزة الرئيسية في أن كل عقدة تمتلك نسخة كاملة، مما يوفر قدرة تحمل قوية واستقلالية بين العقد. يمكن أن يضمن هذا النوع من الهياكل أنه حتى إذا كانت بعض العقد غير متصلة، فإن الشبكة لا تزال تحتفظ بتوافر البيانات. ومع ذلك، فهذا يعني أيضًا أن النظام يحتاج إلى نسخ احتياطية متعددة للحفاظ على القوة، مما يؤدي إلى زيادة تكاليف التخزين. خاصة في تصميم Arweave، فإن آلية الإجماع تشجع نفسها على تخزين النسخ الاحتياطية من العقد، لتعزيز أمان البيانات. بالمقارنة، فإن Filecoin أكثر مرونة في التحكم في التكاليف، ولكن الثمن هو أن بعض التخزين منخفض التكلفة قد يكون له مخاطر أعلى لفقدان البيانات. تحاول Walrus إيجاد توازن بين الاثنين، حيث تمكن آليتها من التحكم في تكاليف النسخ الاحتياطي وتعزيز التوافر من خلال أسلوب الهيكلية الاحتياطية، وبالتالي إنشاء مسار تسوية جديد بين توافر البيانات وكفاءة التكاليف.
تكنولوجيا RedStuff التي أنشأتها Walrus هي تقنية رئيسية لتقليل تكرار العقد، وهي مستمدة من تشفير Reed-Solomon ( RS ). تشفير RS هو خوارزمية تقليدية للشفرة المحوّلة، ويمكن استخدامها لإعادة بناء البيانات الأصلية. من CD-ROM إلى الاتصالات عبر الأقمار الصناعية إلى رموز QR، يتم استخدامها على نطاق واسع في الحياة اليومية.
تسمح رموز التصحيح بحذف البيانات بتوسيع كتلة بيانات ( مثل 1MB) إلى ضعف الحجم (2MB)، حيث تكون 1MB الإضافية هي بيانات رموز التصحيح الخاصة. حتى إذا فقدت أي بايتات داخل الكتلة، يمكن استعادتها بسهولة من خلال هذه الرموز. حتى في حالة فقدان بيانات تصل إلى 1MB، لا يزال من الممكن استعادة الكتلة بأكملها. نفس التقنية تمكن أجهزة الكمبيوتر من قراءة جميع البيانات الموجودة على أقراص CD-ROM التالفة.
حالياً، الأكثر استخداماً هو تشفير RS. يتمثل أسلوب التنفيذ في البدء من k كتلة معلومات، وبناء متعددة الحدود ذات الصلة، وتقييمها عند إحداثيات x مختلفة للحصول على كتل التشفير. باستخدام ترميز RS، فإن احتمال فقدان كتل كبيرة من البيانات عن طريق أخذ عينات عشوائية ضئيل جداً.
تتمثل الميزة الرئيسية لـ RedStuff في أنه من خلال تحسين خوارزمية ترميز التصحيح، يمكن لـ Walrus بسرعة وموثوقية ترميز كتل البيانات غير الهيكلية إلى شظايا أصغر، يتم تخزين هذه الشظايا بشكل موزع في شبكة عقد التخزين. حتى في حالة فقدان ما يصل إلى ثلثي الشظايا، يمكن إعادة بناء الكتلة الأصلية بسرعة باستخدام شظايا جزئية. وهذا يصبح ممكنًا مع الحفاظ على عامل النسخ فقط بين 4 إلى 5 مرات.
لذلك، من المعقول تعريف Walrus على أنه بروتوكول خفيف الوزن للنسخ الاحتياطي والاسترداد تم إعادة تصميمه حول سيناريوهات اللامركزية. بالمقارنة مع رموز التصحيح التقليدية ( مثل Reed-Solomon )، لم يعد RedStuff يسعى إلى التوافق الرياضي الصارم، بل قام بتوازن واقعي حول توزيع البيانات، والتحقق من التخزين، وتكاليف الحساب. تتخلى هذه النموذج عن آلية فك التشفير الفورية المطلوبة من الجدولة المركزية، عوضًا عن ذلك، تتحقق من خلال Proof على السلسلة إذا كانت العقد تحتوي على نسخ معينة من البيانات، مما يتناسب مع هيكل الشبكة الأكثر ديناميكية وهامشية.
النواة التصميمية لـ RedStuff هي تقسيم البيانات إلى نوعين: الشريحة الرئيسية والشريحة الثانوية: تُستخدم الشريحة الرئيسية لاستعادة البيانات الأصلية، وتكون عملية إنشائها وتوزيعها خاضعة لضوابط صارمة، حيث يتطلب عتبة الاستعادة f+1، ويجب أن تكون هناك 2f+1 من التوقيعات كدليل على الصلاحية؛ أما الشريحة الثانوية فتُنتج من خلال عمليات حسابية بسيطة مثل الجمع بالأ XOR، والغرض منها هو توفير مرونة الخطأ وزيادة متانة النظام ككل. تُقلل هذه البنية في جوهرها من متطلبات التناسق البياني - مما يسمح للعقد المختلفة بتخزين إصدارات بيانات مختلفة لفترة قصيرة، مشددة على "التناسق النهائي" كمسار عملي. ورغم أن هذا يشبه المتطلبات الأكثر مرونة للكتل المرتجعة في نظم مثل Arweave، مما حقق تأثيرًا معينًا في تقليل العبء الشبكي، إلا أنه في نفس الوقت يضعف ضمان توفر البيانات الفورية وسلامتها.
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
من FIL إلى Walrus: تطور وتحديات التخزين اللامركزي
اللامركزية التخزين: من المفهوم إلى الطريق الصعب للتنفيذ
كانت التخزين واحدة من المسارات الساخنة في صناعة البلوكشين. تمثل Filecoin المشروع الرائد في الدورة الصاعدة السابقة، حيث تجاوزت قيمتها السوقية عشرة مليارات دولار في لحظة ما. بينما كانت Arweave تروج للتخزين الدائم كميزة لها، حيث بلغت قيمتها السوقية القصوى 3.5 مليار دولار. ومع ذلك، مع تزايد الشكوك حول قابلية تخزين البيانات الباردة، تم التشكيك في ضرورة التخزين الدائم، مما ألقى بظلاله على آفاق التخزين اللامركزي.
ظهور Walrus جلب اهتمامًا جديدًا لقطاع التخزين الذي كان هادئًا لفترة طويلة. ومؤخرًا، فإن مشروع Shelby الذي أطلقته Aptos بالتعاون مع Jump Crypto يهدف إلى دفع التخزين اللامركزي إلى آفاق جديدة في مجال البيانات الساخنة. فهل يمكن أن يعود التخزين اللامركزي إلى الواجهة، ويجد تطبيقات في سياقات أوسع؟ أم أنه مجرد جولة أخرى من مضاربة المفاهيم؟ ستقوم هذه المقالة بتحليل تطور التخزين اللامركزي من خلال مسارات أربعة مشاريع: Filecoin و Arweave و Walrus و Shelby، واستكشاف آفاق تطورها المستقبلية.
Filecoin: اسم التخزين، وواقع التعدين
Filecoin هو أحد مشاريع العملات المشفرة التي ظهرت في وقت مبكر، وتركز اتجاهاتها بطبيعة الحال حول اللامركزية. هذه هي السمة العامة للمشاريع المشفرة المبكرة - البحث عن معنى اللامركزية في مختلف المجالات التقليدية. يجمع Filecoin بين التخزين واللامركزية، ويقترح حلولاً لمشاكل التخزين المركزي. ومع ذلك، فإن بعض التضحيات التي تم تقديمها لتحقيق اللامركزية أصبحت نقاط الألم التي حاولت مشاريع مثل Arweave أو Walrus حلها لاحقًا. لفهم أن Filecoin هو في الأساس مجرد مشروع عملات تعدين، يجب أن نفهم القيود الموضوعية للتقنية الأساسية IPFS في معالجة البيانات الساخنة.
IPFS:هيكل اللامركزية لنقل الزجاجة
IPFS( نظام الملفات بين الكواكب) تم إطلاقه في حوالي عام 2015، ويهدف إلى إحداث ثورة في بروتوكول HTTP التقليدي من خلال طريقة العنوانة المحتوى. أكبر عيب في IPFS هو سرعة الحصول عليه بطيئة للغاية. في عصر يمكن لمزودي البيانات التقليديين تحقيق استجابة في مللي ثانية، لا يزال يتطلب IPFS بضع ثوانٍ للحصول على ملف، مما يجعل من الصعب الترويج له في التطبيقات العملية، كما يفسر سبب عدم اعتماده من قبل 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، أو الألعاب على الإنترنت، أو تطبيقات الذكاء الاصطناعي، لا يتمتع بروتوكول P2P بمزايا واضحة مقارنة بشبكات توزيع المحتوى التقليدية.
على الرغم من أن IPFS ليس blockchain بحد ذاته، إلا أن تصميمه القائم على الرسم البياني الموجه غير الدوري (DAG) يتناسب بشكل كبير مع العديد من سلاسل الكتل العامة وبروتوكولات Web3، مما يجعله مناسبًا بطبيعته كإطار بناء أساسي لل blockchain. لذلك، حتى لو كانت هناك نقص في الجوانب العملية، إلا أنه كإطار أساسي يحمل سرد blockchain يكفي. كانت المشاريع المشفرة في بدايتها بحاجة فقط إلى إطار قابل للتشغيل لبدء رؤية عظيمة، ولكن عندما تطور Filecoin إلى مرحلة معينة، بدأت المشاكل الكامنة التي جلبها IPFS تعيق تطوره الإضافي.
منطق العملات المعدنية تحت غلاف التخزين
تم تصميم IPFS ليتمكن المستخدمون من أن يصبحوا جزءًا من شبكة التخزين أثناء تخزين البيانات. ومع ذلك، في غياب الحوافز الاقتصادية، من الصعب على المستخدمين استخدام هذا النظام طواعية، ناهيك عن أن يصبحوا عقد تخزين نشطة. وهذا يعني أن معظم المستخدمين سيقومون فقط بتخزين الملفات على IPFS، ولكنهم لن يساهموا بمساحة التخزين الخاصة بهم، ولن يقوموا بتخزين ملفات الآخرين. في هذا السياق، ظهرت Filecoin.
يتكون نموذج الاقتصاد الرمزي لFilecoin من ثلاثة أدوار رئيسية: المستخدمون مسؤولون عن دفع الرسوم لتخزين البيانات؛ يحصل عمال التخزين على مكافآت رمزية لتخزين بيانات المستخدمين؛ بينما يوفر عمال الاسترجاع البيانات عندما يحتاجها المستخدمون ويحصلون على مكافآت.
هذا النموذج يحتوي على مساحة محتملة للقيام بأعمال غير شريفة. قد يقوم عمال التخزين بعد توفير مساحة التخزين بملء البيانات العشوائية للحصول على المكافآت. نظرًا لأن هذه البيانات العشوائية لن يتم استرجاعها، حتى لو فقدت، فلن يتم تفعيل آلية العقوبة ضد عمال التخزين. وهذا يسمح لعمال التخزين بحذف البيانات العشوائية وتكرار هذه العملية. لا يمكن لنظام إثبات النسخ في Filecoin ضمان أن بيانات المستخدم لم يتم حذفها بشكل غير قانوني، لكنه لا يستطيع منع العمال من ملء البيانات العشوائية.
يعتمد تشغيل Filecoin إلى حد كبير على الاستثمارات المستمرة للعمال في الاقتصاد الرمزي، بدلاً من كونه قائمًا على الطلب الحقيقي للمستخدمين النهائيين على التخزين الموزع. على الرغم من أن المشروع لا يزال يتطور باستمرار، إلا أن المرحلة الحالية، يبدو أن بناء نظام Filecoin البيئي يتماشى أكثر مع "منطق التعدين" بدلاً من "التطبيق المدفوع" لمشاريع التخزين.
Arweave: مكاسب وخسائر طويل الأجل
إذا كان هدف تصميم Filecoin هو بناء إطار "سحابة بيانات" يمكن تحفيزه وإثباته اللامركزية، فإن Arweave تسير في اتجاه آخر في التخزين بشكل متطرف: توفير القدرة على التخزين الدائم للبيانات. لا تحاول Arweave بناء منصة حوسبة موزعة، بل يت展开 نظامها بالكامل حول فرضية أساسية - يجب تخزين البيانات المهمة مرة واحدة، وتبقى إلى الأبد في الشبكة. هذه النزعة المتطرفة نحو长期主义 تجعل Arweave تختلف تمامًا عن Filecoin من حيث الآلية، ونموذج التحفيز، ومتطلبات الأجهزة، ومن منظور السرد.
تحاول Arweave تحسين شبكة التخزين الدائم الخاصة بها باستمرار على مدى فترات طويلة تقاس بالسنوات، مع الأخذ في الاعتبار بيتكوين كموضوع للدراسة. لا تركز Arweave على التسويق، ولا تهتم بالمنافسين أو اتجاهات السوق. إنها فقط تسير قدمًا في طريق تحسين بنية الشبكة، حتى لو لم يكن هناك اهتمام، لأنها هذه هي طبيعة فريق تطوير Arweave: اللامركزية. بفضل اللامركزية، شهدت Arweave إقبالًا كبيرًا خلال سوق صاعدة سابق؛ وأيضًا بسبب اللامركزية، حتى لو انخفضت إلى القاع، قد تتمكن Arweave من البقاء على قيد الحياة خلال عدة دورات صاعدة وهبوطية. ولكن هل سيكون هناك مكان لـ Arweave في تخزين البيانات اللامركزي في المستقبل؟ لا يمكن إثبات قيمة وجود التخزين الدائم إلا من خلال الزمن.
على الرغم من أن شبكة Arweave الرئيسية قد فقدت الاهتمام في السوق من الإصدار 1.5 إلى الإصدار 2.9 الأخير، إلا أنها لا تزال ملتزمة بتمكين عدد أكبر من المعدنين للمشاركة في الشبكة بأقل تكلفة ممكنة، وتحفيز المعدنين على تخزين البيانات إلى أقصى حد، مما يعزز قوة الشبكة بأكملها. تدرك Arweave تمامًا أنها لا تتماشى مع تفضيلات السوق، لذا اتبعت نهجًا محافظًا، ولم تحتضن مجتمع المعدنين، مما أدى إلى ركود النظام البيئي تمامًا، مع ترقية الشبكة الرئيسية بأقل تكلفة ممكنة، مع الاستمرار في خفض حواجز الأجهزة دون المساس بأمان الشبكة.
مراجعة تحديث الإصدار 1.5-2.9
أظهر إصدار Arweave 1.5 ثغرة يمكن أن يعتمد فيها عمال المناجم على تراص GPU بدلاً من التخزين الحقيقي لتحسين فرص استخراج الكتل. لكبح هذه الظاهرة، قدم الإصدار 1.7 خوارزمية RandomX، التي تحد من استخدام قوة الحوسبة المتخصصة، وتطلب بدلاً من ذلك من وحدة المعالجة المركزية العامة المشاركة في التعدين، مما يضعف اللامركزية في قوة الحوسبة.
تستخدم النسخة 2.0 SPoA، وتحول إثبات البيانات إلى هيكل شجرة ميركل باستخدام مسار مختصر، كما تقدم معاملات بتنسيق 2 لتقليل عبء التزامن. تخفف هذه البنية من ضغط عرض النطاق الترددي للشبكة، مما يعزز بشكل ملحوظ القدرة التعاونية للعقد. ومع ذلك، لا يزال بإمكان بعض عمال المناجم تجنب مسؤولية حيازة البيانات الحقيقية من خلال استراتيجيات التخزين المركزي عالي السرعة.
أصدرت النسخة 2.4 آلية SPoRA، والتي تقدم فهرسًا عالميًا والوصول العشوائي للهاش البطيء، مما يتطلب من عمال المناجم أن يكونوا مالكين حقيقيين لكتل البيانات للمشاركة في إنتاج الكتل الفعالة، مما يقلل من تأثير تراكم قوة الحوسبة من وجهة نظر الآلية. وكانت النتيجة أن بدأ عمال المناجم في التركيز على سرعة الوصول إلى التخزين، مما أدى إلى تعزيز استخدام أجهزة SSD وأجهزة القراءة والكتابة عالية السرعة. النسخة 2.6 قدّمت سلسلة الهاش للتحكم في إيقاع إنتاج الكتل، مما يوازن العائد الهامشي للأجهزة عالية الأداء، ويوفر مساحة مشاركة عادلة للعمال المناجم الصغار والمتوسطين.
الإصدارات اللاحقة تعزز قدرة التعاون الشبكي وتنوع التخزين: 2.7 تضيف التعدين التعاوني وآلية تجمعات التعدين، مما يعزز من قدرة المنافسة لدى صغار المعدنين؛ 2.8 تطلق آلية التعبئة المركبة، مما يسمح للأجهزة ذات السعة الكبيرة والبطيئة بالمشاركة بشكل مرن؛ 2.9 تقدم عملية تعبئة جديدة بصيغة replica_2_9، مما يزيد بشكل كبير من الكفاءة ويقلل من الاعتماد على الحوسبة، ويكمل نموذج التعدين القائم على البيانات.
من خلال النظر بشكل عام، فإن مسار ترقية Arweave يعرض بوضوح استراتيجيتها طويلة الأمد التي تركز على التخزين: مع مقاومة مستمرة لاتجاه تركيز قوة الحوسبة، تعمل على تقليل عوائق المشاركة بشكل مستمر، مما يضمن إمكانية تشغيل البروتوكول على المدى الطويل.
Walrus: احتضان الابتكار والقيود في البيانات الساخنة
تصميم Walrus يختلف تماماً عن Filecoin و Arweave. نقطة انطلاق Filecoin هي بناء نظام تخزين لامركزي يمكن التحقق منه، بتكلفة تخزين البيانات الباردة؛ نقطة انطلاق Arweave هي بناء مكتبة الإسكندرية على السلسلة لتخزين البيانات بشكل دائم، بتكلفة مشهد تطبيقات محدود؛ بينما نقطة انطلاق Walrus هي تحسين تكاليف التخزين لبروتوكول تخزين البيانات الساخنة.
RedStuff: الابتكار في التكلفة أم إعادة تعبئة القديم في زجاجة جديدة؟
في تصميم تكلفة التخزين، تعتقد Walrus أن تكاليف التخزين لـ Filecoin و Arweave غير معقولة. كلاهما يستخدم هيكل النسخ الكامل، حيث تتمثل الميزة الرئيسية في أن كل عقدة تمتلك نسخة كاملة، مما يوفر قدرة تحمل قوية واستقلالية بين العقد. يمكن أن يضمن هذا النوع من الهياكل أنه حتى إذا كانت بعض العقد غير متصلة، فإن الشبكة لا تزال تحتفظ بتوافر البيانات. ومع ذلك، فهذا يعني أيضًا أن النظام يحتاج إلى نسخ احتياطية متعددة للحفاظ على القوة، مما يؤدي إلى زيادة تكاليف التخزين. خاصة في تصميم Arweave، فإن آلية الإجماع تشجع نفسها على تخزين النسخ الاحتياطية من العقد، لتعزيز أمان البيانات. بالمقارنة، فإن Filecoin أكثر مرونة في التحكم في التكاليف، ولكن الثمن هو أن بعض التخزين منخفض التكلفة قد يكون له مخاطر أعلى لفقدان البيانات. تحاول Walrus إيجاد توازن بين الاثنين، حيث تمكن آليتها من التحكم في تكاليف النسخ الاحتياطي وتعزيز التوافر من خلال أسلوب الهيكلية الاحتياطية، وبالتالي إنشاء مسار تسوية جديد بين توافر البيانات وكفاءة التكاليف.
تكنولوجيا RedStuff التي أنشأتها Walrus هي تقنية رئيسية لتقليل تكرار العقد، وهي مستمدة من تشفير Reed-Solomon ( RS ). تشفير RS هو خوارزمية تقليدية للشفرة المحوّلة، ويمكن استخدامها لإعادة بناء البيانات الأصلية. من CD-ROM إلى الاتصالات عبر الأقمار الصناعية إلى رموز QR، يتم استخدامها على نطاق واسع في الحياة اليومية.
تسمح رموز التصحيح بحذف البيانات بتوسيع كتلة بيانات ( مثل 1MB) إلى ضعف الحجم (2MB)، حيث تكون 1MB الإضافية هي بيانات رموز التصحيح الخاصة. حتى إذا فقدت أي بايتات داخل الكتلة، يمكن استعادتها بسهولة من خلال هذه الرموز. حتى في حالة فقدان بيانات تصل إلى 1MB، لا يزال من الممكن استعادة الكتلة بأكملها. نفس التقنية تمكن أجهزة الكمبيوتر من قراءة جميع البيانات الموجودة على أقراص CD-ROM التالفة.
حالياً، الأكثر استخداماً هو تشفير RS. يتمثل أسلوب التنفيذ في البدء من k كتلة معلومات، وبناء متعددة الحدود ذات الصلة، وتقييمها عند إحداثيات x مختلفة للحصول على كتل التشفير. باستخدام ترميز RS، فإن احتمال فقدان كتل كبيرة من البيانات عن طريق أخذ عينات عشوائية ضئيل جداً.
تتمثل الميزة الرئيسية لـ RedStuff في أنه من خلال تحسين خوارزمية ترميز التصحيح، يمكن لـ Walrus بسرعة وموثوقية ترميز كتل البيانات غير الهيكلية إلى شظايا أصغر، يتم تخزين هذه الشظايا بشكل موزع في شبكة عقد التخزين. حتى في حالة فقدان ما يصل إلى ثلثي الشظايا، يمكن إعادة بناء الكتلة الأصلية بسرعة باستخدام شظايا جزئية. وهذا يصبح ممكنًا مع الحفاظ على عامل النسخ فقط بين 4 إلى 5 مرات.
لذلك، من المعقول تعريف Walrus على أنه بروتوكول خفيف الوزن للنسخ الاحتياطي والاسترداد تم إعادة تصميمه حول سيناريوهات اللامركزية. بالمقارنة مع رموز التصحيح التقليدية ( مثل Reed-Solomon )، لم يعد RedStuff يسعى إلى التوافق الرياضي الصارم، بل قام بتوازن واقعي حول توزيع البيانات، والتحقق من التخزين، وتكاليف الحساب. تتخلى هذه النموذج عن آلية فك التشفير الفورية المطلوبة من الجدولة المركزية، عوضًا عن ذلك، تتحقق من خلال Proof على السلسلة إذا كانت العقد تحتوي على نسخ معينة من البيانات، مما يتناسب مع هيكل الشبكة الأكثر ديناميكية وهامشية.
النواة التصميمية لـ RedStuff هي تقسيم البيانات إلى نوعين: الشريحة الرئيسية والشريحة الثانوية: تُستخدم الشريحة الرئيسية لاستعادة البيانات الأصلية، وتكون عملية إنشائها وتوزيعها خاضعة لضوابط صارمة، حيث يتطلب عتبة الاستعادة f+1، ويجب أن تكون هناك 2f+1 من التوقيعات كدليل على الصلاحية؛ أما الشريحة الثانوية فتُنتج من خلال عمليات حسابية بسيطة مثل الجمع بالأ XOR، والغرض منها هو توفير مرونة الخطأ وزيادة متانة النظام ككل. تُقلل هذه البنية في جوهرها من متطلبات التناسق البياني - مما يسمح للعقد المختلفة بتخزين إصدارات بيانات مختلفة لفترة قصيرة، مشددة على "التناسق النهائي" كمسار عملي. ورغم أن هذا يشبه المتطلبات الأكثر مرونة للكتل المرتجعة في نظم مثل Arweave، مما حقق تأثيرًا معينًا في تقليل العبء الشبكي، إلا أنه في نفس الوقت يضعف ضمان توفر البيانات الفورية وسلامتها.
غير ممكن