التخزين اللامركزي: الطريق الطويل من المفهوم إلى التطبيق
كانت التخزين واحدة من أكثر المجالات شعبية في صناعة blockchain. كانت Filecoin، كأحد المشاريع الرائدة في السوق الصاعدة الماضية، تقدر قيمتها السوقية بأكثر من 10 مليارات دولار. في نفس الوقت، برزت Arweave كنقطة بيع للتخزين الدائم، حيث بلغت أعلى قيمة سوقية لها 3.5 مليار دولار. ومع ذلك، مع تزايد الشكوك حول جدوى تخزين البيانات الباردة، تم وضع علامة استفهام حول ما إذا كان التخزين اللامركزي يمكن أن يتحقق حقًا.
مؤخراً، ظهور Walrus جلب اهتماماً جديداً لقطاع التخزين الذي كان خامداً لفترة طويلة. بينما يهدف مشروع Shelby الذي أطلقته Aptos بالتعاون مع Jump Crypto إلى دفع التخزين اللامركزي إلى آفاق جديدة في مجال البيانات الساخنة. فهل يمكن أن يعود التخزين اللامركزي إلى الظهور مرة أخرى، أم أنه مجرد جولة أخرى من المضاربة؟ ستتناول هذه المقالة تطور التخزين اللامركزي من خلال مسارات التطور لأربعة مشاريع: Filecoin وArweave وWalrus وShelby، وتستكشف آفاق تطورها المستقبلية.
Filecoin: اسم التخزين, واقع التعدين
Filecoin هو واحد من المشاريع التمثيلية التي ظهرت في المراحل المبكرة، حيث يدور اتجاهه حول اللامركزية. يتماشى هذا مع الخصائص العامة للعملات البديلة المبكرة - البحث عن سيناريوهات تطبيقية لللامركزية في مختلف المجالات التقليدية. يجمع Filecoin بين التخزين واللامركزية، مع التركيز على حل مشكلة الثقة في خدمات التخزين المركزية. ومع ذلك، فإن بعض التنازلات التي تم تقديمها لتحقيق اللامركزية أصبحت نقاط الألم التي حاولت المشاريع اللاحقة حلها.
لفهم أن Filecoin هي في الأساس مجرد عملة تعدين، من الضروري معرفة القيود الموضوعية لتقنيتها الأساسية IPFS في تطبيقات البيانات الساخنة.
IPFS:اللامركزية架构的传输瓶颈
IPFS( نظام الملفات بين الكواكب) ظهر حوالي عام 2015، ويهدف إلى استبدال بروتوكول HTTP التقليدي من خلال العنوانة بالمحتوى. لكن العيب الأكبر في IPFS هو أن سرعة الاسترجاع بطيئة للغاية. في ظل استجابة خدمات البيانات التقليدية التي تصل إلى مستوى المللي ثانية اليوم، لا يزال استرجاع ملف عبر IPFS يستغرق عدة ثوانٍ، مما يجعل من الصعب الترويج له في التطبيقات العملية، ويشرح لماذا، باستثناء عدد قليل من مشاريع blockchain، نادراً ما يتم تبنيه من قبل الصناعات التقليدية.
بروتوكول P2P الأساسي لـ IPFS مناسب بشكل رئيسي لـ "البيانات الباردة"، أي المحتوى الثابت الذي لا يتغير كثيرًا مثل الفيديوهات والصور والمستندات. ولكن عند التعامل مع البيانات الساخنة، مثل صفحات الويب الديناميكية أو الألعاب عبر الإنترنت أو تطبيقات الذكاء الاصطناعي، فإن بروتوكول P2P لا يقدم ميزة واضحة مقارنة بشبكات توزيع المحتوى التقليدية.
على الرغم من أن IPFS ليس Blockchain في حد ذاته، إلا أن تصميمه المستند إلى الرسم البياني الموجه غير الدوري (DAG) يتماشى بشكل كبير مع العديد من سلاسل الكتل العامة وبروتوكولات Web3، مما يجعله مناسبًا بطبيعته كإطار بناء أساسي لـ Blockchain. لذلك، حتى في حالة عدم وجود قيمة عملية، فإن الإطار الأساسي الذي يحمل سرد Blockchain يكفي. يمكن للمشروعات المبكرة البدء برؤية عظيمة مع إطار عمل قابل للتشغيل، ولكن عندما تتطور Filecoin إلى مرحلة معينة، تبدأ القيود التي يفرضها IPFS في عرقلة تقدمها.
منطق العملات المعدنية المخزنة تحت الغلاف
كانت الفكرة الأساسية من تصميم IPFS هي السماح للمستخدمين بتخزين البيانات وفي نفس الوقت أن يكونوا جزءًا من شبكة التخزين. ومع ذلك، في ظل غياب الحوافز الاقتصادية، يصعب على المستخدمين استخدام هذا النظام طواعية، ناهيك عن أن يصبحوا عقد تخزين نشطة. وهذا يعني أن معظم المستخدمين سيقومون فقط بتخزين الملفات على IPFS، لكنهم لن يساهموا بمساحة التخزين الخاصة بهم، ولن يخزنوا ملفات الآخرين. وفي هذا السياق، ظهرت Filecoin.
تتضمن نموذج اقتصاد الرموز لFilecoin ثلاثة أدوار رئيسية: المستخدمون مسؤولون عن دفع الرسوم لتخزين البيانات؛ يحصل عمال التخزين على حوافز رمزية لتخزين بيانات المستخدمين؛ بينما يقدم عمال الاسترجاع البيانات عندما يحتاجها المستخدمون ويحصلون على حوافز.
يحتوي هذا النموذج على مساحة محتملة للقيام بأعمال ضارة. قد يقوم عمال المناجم بتخزين البيانات بملء بيانات غير صالحة للحصول على مكافآت بعد تقديم مساحة التخزين. نظرًا لأن هذه البيانات غير الصالحة لن يتم استرجاعها، حتى في حالة فقدانها، فإنها لن تؤدي إلى تفعيل آلية العقوبات على عمال المناجم. وهذا يسمح لعمال المناجم بحذف البيانات غير الصالحة وتكرار هذه العملية. يمكن أن يضمن إجماع إثبات النسخ في Filecoin فقط عدم حذف بيانات المستخدم بشكل غير مصرح به، لكنه لا يمكنه منع عمال المناجم من ملء البيانات غير الصالحة.
يعتمد تشغيل Filecoin إلى حد كبير على الاستثمارات المستمرة للعمال في الاقتصاد الرمزي، بدلاً من الاعتماد على الطلب الحقيقي من المستخدمين النهائيين على التخزين الموزع. على الرغم من أن المشروع لا يزال يتطور، إلا أن المرحلة الحالية من بناء النظام البيئي لـ Filecoin تتماشى بشكل أكبر مع "منطق التعدين" بدلاً من تعريف مشاريع التخزين "المدفوعة بالتطبيقات".
Arweave: سلاح ذو حدين للنهج طويل الأمد
إذا كان الهدف من تصميم Filecoin هو بناء "سحابة بيانات" مركزية قابلة للتحفيز وقابلة للإثبات، فإن Arweave تتجه في اتجاه آخر متطرف في التخزين: توفير القدرة على التخزين الدائم للبيانات. لا تحاول Arweave بناء منصة حوسبة موزعة، بل إن نظامها بأكمله يعتمد على فرضية أساسية واحدة - يجب تخزين البيانات المهمة لمرة واحدة، وتبقى إلى الأبد في الشبكة. هذه النظرة المتطرفة على المدى الطويل تجعل Arweave تختلف عن Filecoin من حيث الآليات ونموذج التحفيز ومتطلبات الأجهزة والزوايا السردية.
تحاول Arweave، التي تركز على البيتكوين كموضوع للدراسة، تحسين شبكتها للتخزين الدائم باستمرار على مدار فترة طويلة تقاس بالسنوات. لا تهتم Arweave بالتسويق، ولا بالمنافسين أو اتجاهات السوق. إنها فقط تتقدم في طريق تكرار بنية الشبكة، حتى لو لم يسأل عنها أحد، لأنها جوهر فريق تطوير Arweave: الرؤية طويلة الأمد. بفضل الرؤية طويلة الأمد، حظيت Arweave بشعبية كبيرة خلال سوق الصعود الأخير؛ وأيضاً بسبب الرؤية طويلة الأمد، حتى لو انخفضت إلى القاع، لا يزال بإمكان Arweave أن تصمد خلال عدة جولات من الصعود والهبوط. فقط، هل سيكون هناك مكان لـ Arweave في تخزين البيانات اللامركزي في المستقبل؟ يمكن إثبات قيمة التخزين الدائم فقط مع مرور الوقت.
بدأت شبكة Arweave الرئيسية من الإصدار 1.5 إلى الإصدار 2.9 الأخير، على الرغم من فقدان اهتمام السوق، إلا أنها كانت تعمل على تمكين مجموعة واسعة من المعدنين للمشاركة في الشبكة بأقل تكلفة ممكنة، وتحفيز المعدنين لتخزين البيانات إلى أقصى حد، مما يعزز قوة الشبكة باستمرار. تدرك Arweave تمامًا أنها لا تتوافق مع تفضيلات السوق، لذا تبنت نهجًا محافظًا، ولم تحتضن جماعة المعدنين، مما أدى إلى توقف النظام البيئي بالكامل، مع ترقية الشبكة الرئيسية بأقل تكلفة ممكنة، مع الحفاظ على سلامة الشبكة، وتقليل عتبة الأجهزة باستمرار.
مراجعة طريق الترقية من 1.5 إلى 2.9
كشفت النسخة 1.5 من Arweave عن ثغرة يمكن أن يعتمد فيها عمال المناجم على تراص GPU بدلاً من التخزين الحقيقي لتحسين فرص التكتل. لوقف هذه الظاهرة، قدمت النسخة 1.7 خوارزمية RandomX، مما يحد من استخدام القدرة الحاسوبية المتخصصة، ويتطلب بدلاً من ذلك مشاركة وحدات المعالجة المركزية العامة في التعدين، مما يضعف اللامركزية في القدرة الحاسوبية.
في الإصدار 2.0، اعتمد Arweave SPoA، محولاً إثبات البيانات إلى مسار مختصر بهيكل شجرة ميركل، وقدم تداولات بصيغة 2 لتقليل عبء المزامنة. هذا الهيكل خفف من ضغط عرض النطاق الترددي للشبكة، مما عزز بشكل ملحوظ قدرة التفاعل بين العقد. ومع ذلك، لا يزال بإمكان بعض عمال المناجم التهرب من مسؤولية حيازة البيانات الحقيقية من خلال استراتيجيات تجمع التخزين السريع المركزي.
لتصحيح هذا التحيز، أطلقت 2.4 آلية SPoRA، حيث تم إدخال فهرس عالمي والوصول العشوائي البطيء إلى الهاش، مما يجعل المعدنين مطالبين بامتلاك كتل البيانات بشكل حقيقي للمشاركة في التعدين الفعال، وبالتالي تقليل تأثير تراكم قوة الحوسبة من الناحية الميكانيكية. والنتيجة هي أن المعدنين بدأوا يهتمون بسرعة الوصول إلى التخزين، مما أدى إلى تعزيز استخدام أجهزة SSD وأجهزة القراءة والكتابة عالية السرعة. كما أدخلت 2.6 سلسلة الهاش للتحكم في إيقاع التعدين، مما يوازن بين العائد الهامشي للأجهزة عالية الأداء، ويوفر مساحة متساوية للمشاركة للمعدنين الصغار والمتوسطين.
الإصدارات اللاحقة تعزز من قدرة التعاون الشبكي وتنوع التخزين: الإصدار 2.7 يضيف التعدين التعاوني وآلية تجمعات التعدين، مما يعزز من قدرة المنافسة للعمال الصغار؛ الإصدار 2.8 يقدم آلية التعبئة المركبة، مما يسمح للأجهزة ذات السعة الكبيرة والبطيئة بالمشاركة بمرونة؛ بينما الإصدار 2.9 يقدم عملية التعبئة الجديدة بصيغة replica_2_9، مما يعزز الكفاءة بشكل كبير ويقلل من الاعتماد على الحسابات، ويكمل النموذج المدفوع بالبيانات للتعدين.
بشكل عام، تظهر مسارات ترقية Arweave بوضوح استراتيجيتها طويلة الأجل الموجهة نحو التخزين: مع مقاومة الاتجاه نحو تركيز قوة الحوسبة، تستمر في خفض عقبات المشاركة، مما يضمن إمكانية تشغيل البروتوكول على المدى الطويل.
Walrus: تجربة جديدة في تخزين البيانات الساخنة
تصميم Walrus يختلف تمامًا عن Filecoin و Arweave. نقطة انطلاق Filecoin هي إنشاء نظام تخزين قابل للتحقق من اللامركزية، بتكلفة تخزين البيانات الباردة؛ بينما نقطة انطلاق Arweave هي إنشاء مكتبة الإسكندرية على السلسلة التي يمكن أن تخزن البيانات بشكل دائم، بتكلفة عدم وجود مشاهد كافية؛ أما نقطة انطلاق Walrus فهي تحسين تكلفة التخزين لبروتوكول تخزين البيانات الساخنة.
تعديل الشفرة السحرية: هل هو ابتكار في التكلفة أم زجاجة جديدة لنفس النبيذ القديم؟
في تصميم تكلفة التخزين، تعتقد Walrus أن تكاليف التخزين في Filecoin و Arweave غير معقولة. كلاهما يستخدم بنية النسخ الكامل، والتي تتمثل ميزتها الرئيسية في أن كل عقدة تحتفظ بنسخة كاملة، مما يوفر قدرة جيدة على تحمل الأخطاء واستقلالية بين العقد. تضمن هذه البنية أنه حتى إذا كانت بعض العقد غير متصلة، يظل الشبكة تتمتع بقدرة على الوصول إلى البيانات. ومع ذلك، فهذا يعني أيضًا أن النظام يحتاج إلى نسخ متعددة للحفاظ على القوة، مما يؤدي إلى زيادة تكاليف التخزين. خاصة في تصميم Arweave، فإن آلية الإجماع تعزز من تخزين العقد للنسخ الزائدة لتعزيز أمان البيانات. بالمقارنة، فإن Filecoin أكثر مرونة في التحكم في التكلفة، لكن الثمن هو أن بعض التخزين منخفض التكلفة قد يواجه مخاطر أعلى لفقدان البيانات. تحاول Walrus إيجاد توازن بين الاثنين، حيث تعمل آليتها على التحكم في تكاليف النسخ بينما تعزز من قابلية الاستخدام من خلال طريقة النسخ الهيكلية، مما يؤدي إلى إنشاء مسار جديد للتسوية بين قابلية الوصول إلى البيانات وكفاءة التكلفة.
تكنولوجيا Redstuff التي أنشأتها Walrus هي التقنية الرئيسية لتقليل تكرار العقد، وهي مستمدة من تشفير Reed-Solomon ( RS ). يعد تشفير RS خوارزمية تقليدية جدًا لرموز التصحيح، حيث تعتبر رموز التصحيح تقنية تسمح بزيادة مجموعة البيانات عن طريق إضافة أجزاء زائدة ( erasure code )، ويمكن استخدامها لاستعادة البيانات الأصلية. من CD-ROM إلى الاتصالات عبر الأقمار الصناعية وصولاً إلى الرموز الشريطية، يتم استخدامها بشكل متكرر في الحياة اليومية.
تسمح رموز التصحيح للمستخدمين بالحصول على كتلة، على سبيل المثال بحجم 1 ميغابايت، ثم "توسيعها" إلى 2 ميغابايت، حيث تكون 1 ميغابايت الإضافية هي بيانات خاصة تُعرف برموز التصحيح. إذا فقدت أي بايتات في الكتلة، يمكن للمستخدمين استعادة هذه البايتات بسهولة من خلال الرموز. حتى لو فقدت كتلة تصل إلى 1 ميغابايت، يمكن استعادة الكتلة بالكامل. تتيح نفس التقنية لأجهزة الكمبيوتر قراءة جميع البيانات الموجودة على قرص CD-ROM، حتى إذا تعرض للتلف.
حاليا، الأكثر استخداما هو ترميز RS. طريقة التنفيذ هي، بدءا 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 ضئيل جدا.
ما هي أبرز ميزات Redstuff؟ من خلال تحسين خوارزمية الترميز وتصحيح الأخطاء، يمكن لـ Walrus ترميز كتل البيانات غير المنظمة بسرعة وموثوقية إلى شظايا أصغر، والتي سيتم تخزينها بشكل موزع في شبكة من عقد التخزين. حتى مع فقدان ما يصل إلى ثلثي الشظايا، يمكن إعادة بناء الكتل الأصلية بسرعة باستخدام أجزاء من الشظايا. أصبح هذا ممكنًا مع الحفاظ على عامل النسخ بين 4 إلى 5 مرات فقط.
لذلك، من المعقول تعريف Walrus كبروتوكول خفيف الوزن للإغاثة والاسترداد تم إعادة تصميمه حول مشهد اللامركزية. مقارنةً بأكواد التصحيح التقليدية ( مثل Reed-Solomon )، لم يعد RedStuff يسعى إلى التوافق الرياضي الصارم، بل قام بعمل توازن واقعي بين توزيع البيانات، والتحقق من التخزين، وتكاليف الحساب. هذه النمط يتخلى عن آلية فك التشفير الفوري المطلوبة من الجدولة المركزية، ويستبدلها بالتحقق من صحة Proof على السلسلة للتحقق مما إذا كانت العقدة تحتوي على نسخ معينة من البيانات، مما يتكيف مع بنية الشبكة الأكثر ديناميكية وتهميشًا.
يتمثل جوهر تصميم RedStuff في تقسيم البيانات إلى فئتين: الشرائح الرئيسية والشرائح الثانوية: تُستخدم الشرائح الرئيسية لاستعادة البيانات الأصلية، ويتم توليدها وتوزيعها وفقًا لقيود صارمة، حيث يكون عتبة الاستعادة هي f+1، ويجب أن تكون هناك توقيعات 2f+1 كدليل على القابلية للاستخدام؛ بينما تُنتج الشرائح الثانوية من خلال عمليات حسابية بسيطة مثل التجميع باستخدام XOR، وتهدف إلى توفير مرونة في التحمل وتعزيز متانة النظام ككل. في جوهرها، يقلل هذا الهيكل من متطلبات اتساق البيانات - مما يسمح للعقد المختلفة بتخزين إصدارات بيانات مختلفة لفترات قصيرة، ويؤكد على مسار ممارسة "الاتساق النهائي". على الرغم من أنه مشابه لمتطلبات السلاسل الزمنية في أنظمة مثل Arweave، مما حقق بعض النتائج في تقليل عبء الشبكة، إلا أنه في الوقت نفسه يضعف من ضمان توفر البيانات الفورية وسلامتها.
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 Walrus التقدمات التقنية والتحديات
التخزين اللامركزي: الطريق الطويل من المفهوم إلى التطبيق
كانت التخزين واحدة من أكثر المجالات شعبية في صناعة blockchain. كانت Filecoin، كأحد المشاريع الرائدة في السوق الصاعدة الماضية، تقدر قيمتها السوقية بأكثر من 10 مليارات دولار. في نفس الوقت، برزت Arweave كنقطة بيع للتخزين الدائم، حيث بلغت أعلى قيمة سوقية لها 3.5 مليار دولار. ومع ذلك، مع تزايد الشكوك حول جدوى تخزين البيانات الباردة، تم وضع علامة استفهام حول ما إذا كان التخزين اللامركزي يمكن أن يتحقق حقًا.
مؤخراً، ظهور Walrus جلب اهتماماً جديداً لقطاع التخزين الذي كان خامداً لفترة طويلة. بينما يهدف مشروع Shelby الذي أطلقته Aptos بالتعاون مع Jump Crypto إلى دفع التخزين اللامركزي إلى آفاق جديدة في مجال البيانات الساخنة. فهل يمكن أن يعود التخزين اللامركزي إلى الظهور مرة أخرى، أم أنه مجرد جولة أخرى من المضاربة؟ ستتناول هذه المقالة تطور التخزين اللامركزي من خلال مسارات التطور لأربعة مشاريع: Filecoin وArweave وWalrus وShelby، وتستكشف آفاق تطورها المستقبلية.
Filecoin: اسم التخزين, واقع التعدين
Filecoin هو واحد من المشاريع التمثيلية التي ظهرت في المراحل المبكرة، حيث يدور اتجاهه حول اللامركزية. يتماشى هذا مع الخصائص العامة للعملات البديلة المبكرة - البحث عن سيناريوهات تطبيقية لللامركزية في مختلف المجالات التقليدية. يجمع Filecoin بين التخزين واللامركزية، مع التركيز على حل مشكلة الثقة في خدمات التخزين المركزية. ومع ذلك، فإن بعض التنازلات التي تم تقديمها لتحقيق اللامركزية أصبحت نقاط الألم التي حاولت المشاريع اللاحقة حلها.
لفهم أن Filecoin هي في الأساس مجرد عملة تعدين، من الضروري معرفة القيود الموضوعية لتقنيتها الأساسية IPFS في تطبيقات البيانات الساخنة.
IPFS:اللامركزية架构的传输瓶颈
IPFS( نظام الملفات بين الكواكب) ظهر حوالي عام 2015، ويهدف إلى استبدال بروتوكول HTTP التقليدي من خلال العنوانة بالمحتوى. لكن العيب الأكبر في IPFS هو أن سرعة الاسترجاع بطيئة للغاية. في ظل استجابة خدمات البيانات التقليدية التي تصل إلى مستوى المللي ثانية اليوم، لا يزال استرجاع ملف عبر IPFS يستغرق عدة ثوانٍ، مما يجعل من الصعب الترويج له في التطبيقات العملية، ويشرح لماذا، باستثناء عدد قليل من مشاريع blockchain، نادراً ما يتم تبنيه من قبل الصناعات التقليدية.
بروتوكول P2P الأساسي لـ IPFS مناسب بشكل رئيسي لـ "البيانات الباردة"، أي المحتوى الثابت الذي لا يتغير كثيرًا مثل الفيديوهات والصور والمستندات. ولكن عند التعامل مع البيانات الساخنة، مثل صفحات الويب الديناميكية أو الألعاب عبر الإنترنت أو تطبيقات الذكاء الاصطناعي، فإن بروتوكول P2P لا يقدم ميزة واضحة مقارنة بشبكات توزيع المحتوى التقليدية.
على الرغم من أن IPFS ليس Blockchain في حد ذاته، إلا أن تصميمه المستند إلى الرسم البياني الموجه غير الدوري (DAG) يتماشى بشكل كبير مع العديد من سلاسل الكتل العامة وبروتوكولات Web3، مما يجعله مناسبًا بطبيعته كإطار بناء أساسي لـ Blockchain. لذلك، حتى في حالة عدم وجود قيمة عملية، فإن الإطار الأساسي الذي يحمل سرد Blockchain يكفي. يمكن للمشروعات المبكرة البدء برؤية عظيمة مع إطار عمل قابل للتشغيل، ولكن عندما تتطور Filecoin إلى مرحلة معينة، تبدأ القيود التي يفرضها IPFS في عرقلة تقدمها.
منطق العملات المعدنية المخزنة تحت الغلاف
كانت الفكرة الأساسية من تصميم IPFS هي السماح للمستخدمين بتخزين البيانات وفي نفس الوقت أن يكونوا جزءًا من شبكة التخزين. ومع ذلك، في ظل غياب الحوافز الاقتصادية، يصعب على المستخدمين استخدام هذا النظام طواعية، ناهيك عن أن يصبحوا عقد تخزين نشطة. وهذا يعني أن معظم المستخدمين سيقومون فقط بتخزين الملفات على IPFS، لكنهم لن يساهموا بمساحة التخزين الخاصة بهم، ولن يخزنوا ملفات الآخرين. وفي هذا السياق، ظهرت Filecoin.
تتضمن نموذج اقتصاد الرموز لFilecoin ثلاثة أدوار رئيسية: المستخدمون مسؤولون عن دفع الرسوم لتخزين البيانات؛ يحصل عمال التخزين على حوافز رمزية لتخزين بيانات المستخدمين؛ بينما يقدم عمال الاسترجاع البيانات عندما يحتاجها المستخدمون ويحصلون على حوافز.
يحتوي هذا النموذج على مساحة محتملة للقيام بأعمال ضارة. قد يقوم عمال المناجم بتخزين البيانات بملء بيانات غير صالحة للحصول على مكافآت بعد تقديم مساحة التخزين. نظرًا لأن هذه البيانات غير الصالحة لن يتم استرجاعها، حتى في حالة فقدانها، فإنها لن تؤدي إلى تفعيل آلية العقوبات على عمال المناجم. وهذا يسمح لعمال المناجم بحذف البيانات غير الصالحة وتكرار هذه العملية. يمكن أن يضمن إجماع إثبات النسخ في Filecoin فقط عدم حذف بيانات المستخدم بشكل غير مصرح به، لكنه لا يمكنه منع عمال المناجم من ملء البيانات غير الصالحة.
يعتمد تشغيل Filecoin إلى حد كبير على الاستثمارات المستمرة للعمال في الاقتصاد الرمزي، بدلاً من الاعتماد على الطلب الحقيقي من المستخدمين النهائيين على التخزين الموزع. على الرغم من أن المشروع لا يزال يتطور، إلا أن المرحلة الحالية من بناء النظام البيئي لـ Filecoin تتماشى بشكل أكبر مع "منطق التعدين" بدلاً من تعريف مشاريع التخزين "المدفوعة بالتطبيقات".
Arweave: سلاح ذو حدين للنهج طويل الأمد
إذا كان الهدف من تصميم Filecoin هو بناء "سحابة بيانات" مركزية قابلة للتحفيز وقابلة للإثبات، فإن Arweave تتجه في اتجاه آخر متطرف في التخزين: توفير القدرة على التخزين الدائم للبيانات. لا تحاول Arweave بناء منصة حوسبة موزعة، بل إن نظامها بأكمله يعتمد على فرضية أساسية واحدة - يجب تخزين البيانات المهمة لمرة واحدة، وتبقى إلى الأبد في الشبكة. هذه النظرة المتطرفة على المدى الطويل تجعل Arweave تختلف عن Filecoin من حيث الآليات ونموذج التحفيز ومتطلبات الأجهزة والزوايا السردية.
تحاول Arweave، التي تركز على البيتكوين كموضوع للدراسة، تحسين شبكتها للتخزين الدائم باستمرار على مدار فترة طويلة تقاس بالسنوات. لا تهتم Arweave بالتسويق، ولا بالمنافسين أو اتجاهات السوق. إنها فقط تتقدم في طريق تكرار بنية الشبكة، حتى لو لم يسأل عنها أحد، لأنها جوهر فريق تطوير Arweave: الرؤية طويلة الأمد. بفضل الرؤية طويلة الأمد، حظيت Arweave بشعبية كبيرة خلال سوق الصعود الأخير؛ وأيضاً بسبب الرؤية طويلة الأمد، حتى لو انخفضت إلى القاع، لا يزال بإمكان Arweave أن تصمد خلال عدة جولات من الصعود والهبوط. فقط، هل سيكون هناك مكان لـ Arweave في تخزين البيانات اللامركزي في المستقبل؟ يمكن إثبات قيمة التخزين الدائم فقط مع مرور الوقت.
بدأت شبكة Arweave الرئيسية من الإصدار 1.5 إلى الإصدار 2.9 الأخير، على الرغم من فقدان اهتمام السوق، إلا أنها كانت تعمل على تمكين مجموعة واسعة من المعدنين للمشاركة في الشبكة بأقل تكلفة ممكنة، وتحفيز المعدنين لتخزين البيانات إلى أقصى حد، مما يعزز قوة الشبكة باستمرار. تدرك Arweave تمامًا أنها لا تتوافق مع تفضيلات السوق، لذا تبنت نهجًا محافظًا، ولم تحتضن جماعة المعدنين، مما أدى إلى توقف النظام البيئي بالكامل، مع ترقية الشبكة الرئيسية بأقل تكلفة ممكنة، مع الحفاظ على سلامة الشبكة، وتقليل عتبة الأجهزة باستمرار.
مراجعة طريق الترقية من 1.5 إلى 2.9
كشفت النسخة 1.5 من Arweave عن ثغرة يمكن أن يعتمد فيها عمال المناجم على تراص GPU بدلاً من التخزين الحقيقي لتحسين فرص التكتل. لوقف هذه الظاهرة، قدمت النسخة 1.7 خوارزمية RandomX، مما يحد من استخدام القدرة الحاسوبية المتخصصة، ويتطلب بدلاً من ذلك مشاركة وحدات المعالجة المركزية العامة في التعدين، مما يضعف اللامركزية في القدرة الحاسوبية.
في الإصدار 2.0، اعتمد Arweave SPoA، محولاً إثبات البيانات إلى مسار مختصر بهيكل شجرة ميركل، وقدم تداولات بصيغة 2 لتقليل عبء المزامنة. هذا الهيكل خفف من ضغط عرض النطاق الترددي للشبكة، مما عزز بشكل ملحوظ قدرة التفاعل بين العقد. ومع ذلك، لا يزال بإمكان بعض عمال المناجم التهرب من مسؤولية حيازة البيانات الحقيقية من خلال استراتيجيات تجمع التخزين السريع المركزي.
لتصحيح هذا التحيز، أطلقت 2.4 آلية SPoRA، حيث تم إدخال فهرس عالمي والوصول العشوائي البطيء إلى الهاش، مما يجعل المعدنين مطالبين بامتلاك كتل البيانات بشكل حقيقي للمشاركة في التعدين الفعال، وبالتالي تقليل تأثير تراكم قوة الحوسبة من الناحية الميكانيكية. والنتيجة هي أن المعدنين بدأوا يهتمون بسرعة الوصول إلى التخزين، مما أدى إلى تعزيز استخدام أجهزة SSD وأجهزة القراءة والكتابة عالية السرعة. كما أدخلت 2.6 سلسلة الهاش للتحكم في إيقاع التعدين، مما يوازن بين العائد الهامشي للأجهزة عالية الأداء، ويوفر مساحة متساوية للمشاركة للمعدنين الصغار والمتوسطين.
الإصدارات اللاحقة تعزز من قدرة التعاون الشبكي وتنوع التخزين: الإصدار 2.7 يضيف التعدين التعاوني وآلية تجمعات التعدين، مما يعزز من قدرة المنافسة للعمال الصغار؛ الإصدار 2.8 يقدم آلية التعبئة المركبة، مما يسمح للأجهزة ذات السعة الكبيرة والبطيئة بالمشاركة بمرونة؛ بينما الإصدار 2.9 يقدم عملية التعبئة الجديدة بصيغة replica_2_9، مما يعزز الكفاءة بشكل كبير ويقلل من الاعتماد على الحسابات، ويكمل النموذج المدفوع بالبيانات للتعدين.
بشكل عام، تظهر مسارات ترقية Arweave بوضوح استراتيجيتها طويلة الأجل الموجهة نحو التخزين: مع مقاومة الاتجاه نحو تركيز قوة الحوسبة، تستمر في خفض عقبات المشاركة، مما يضمن إمكانية تشغيل البروتوكول على المدى الطويل.
Walrus: تجربة جديدة في تخزين البيانات الساخنة
تصميم Walrus يختلف تمامًا عن Filecoin و Arweave. نقطة انطلاق Filecoin هي إنشاء نظام تخزين قابل للتحقق من اللامركزية، بتكلفة تخزين البيانات الباردة؛ بينما نقطة انطلاق Arweave هي إنشاء مكتبة الإسكندرية على السلسلة التي يمكن أن تخزن البيانات بشكل دائم، بتكلفة عدم وجود مشاهد كافية؛ أما نقطة انطلاق Walrus فهي تحسين تكلفة التخزين لبروتوكول تخزين البيانات الساخنة.
تعديل الشفرة السحرية: هل هو ابتكار في التكلفة أم زجاجة جديدة لنفس النبيذ القديم؟
في تصميم تكلفة التخزين، تعتقد Walrus أن تكاليف التخزين في Filecoin و Arweave غير معقولة. كلاهما يستخدم بنية النسخ الكامل، والتي تتمثل ميزتها الرئيسية في أن كل عقدة تحتفظ بنسخة كاملة، مما يوفر قدرة جيدة على تحمل الأخطاء واستقلالية بين العقد. تضمن هذه البنية أنه حتى إذا كانت بعض العقد غير متصلة، يظل الشبكة تتمتع بقدرة على الوصول إلى البيانات. ومع ذلك، فهذا يعني أيضًا أن النظام يحتاج إلى نسخ متعددة للحفاظ على القوة، مما يؤدي إلى زيادة تكاليف التخزين. خاصة في تصميم Arweave، فإن آلية الإجماع تعزز من تخزين العقد للنسخ الزائدة لتعزيز أمان البيانات. بالمقارنة، فإن Filecoin أكثر مرونة في التحكم في التكلفة، لكن الثمن هو أن بعض التخزين منخفض التكلفة قد يواجه مخاطر أعلى لفقدان البيانات. تحاول Walrus إيجاد توازن بين الاثنين، حيث تعمل آليتها على التحكم في تكاليف النسخ بينما تعزز من قابلية الاستخدام من خلال طريقة النسخ الهيكلية، مما يؤدي إلى إنشاء مسار جديد للتسوية بين قابلية الوصول إلى البيانات وكفاءة التكلفة.
تكنولوجيا Redstuff التي أنشأتها Walrus هي التقنية الرئيسية لتقليل تكرار العقد، وهي مستمدة من تشفير Reed-Solomon ( RS ). يعد تشفير RS خوارزمية تقليدية جدًا لرموز التصحيح، حيث تعتبر رموز التصحيح تقنية تسمح بزيادة مجموعة البيانات عن طريق إضافة أجزاء زائدة ( erasure code )، ويمكن استخدامها لاستعادة البيانات الأصلية. من CD-ROM إلى الاتصالات عبر الأقمار الصناعية وصولاً إلى الرموز الشريطية، يتم استخدامها بشكل متكرر في الحياة اليومية.
تسمح رموز التصحيح للمستخدمين بالحصول على كتلة، على سبيل المثال بحجم 1 ميغابايت، ثم "توسيعها" إلى 2 ميغابايت، حيث تكون 1 ميغابايت الإضافية هي بيانات خاصة تُعرف برموز التصحيح. إذا فقدت أي بايتات في الكتلة، يمكن للمستخدمين استعادة هذه البايتات بسهولة من خلال الرموز. حتى لو فقدت كتلة تصل إلى 1 ميغابايت، يمكن استعادة الكتلة بالكامل. تتيح نفس التقنية لأجهزة الكمبيوتر قراءة جميع البيانات الموجودة على قرص CD-ROM، حتى إذا تعرض للتلف.
حاليا، الأكثر استخداما هو ترميز RS. طريقة التنفيذ هي، بدءا 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 ضئيل جدا.
ما هي أبرز ميزات Redstuff؟ من خلال تحسين خوارزمية الترميز وتصحيح الأخطاء، يمكن لـ Walrus ترميز كتل البيانات غير المنظمة بسرعة وموثوقية إلى شظايا أصغر، والتي سيتم تخزينها بشكل موزع في شبكة من عقد التخزين. حتى مع فقدان ما يصل إلى ثلثي الشظايا، يمكن إعادة بناء الكتل الأصلية بسرعة باستخدام أجزاء من الشظايا. أصبح هذا ممكنًا مع الحفاظ على عامل النسخ بين 4 إلى 5 مرات فقط.
لذلك، من المعقول تعريف Walrus كبروتوكول خفيف الوزن للإغاثة والاسترداد تم إعادة تصميمه حول مشهد اللامركزية. مقارنةً بأكواد التصحيح التقليدية ( مثل Reed-Solomon )، لم يعد RedStuff يسعى إلى التوافق الرياضي الصارم، بل قام بعمل توازن واقعي بين توزيع البيانات، والتحقق من التخزين، وتكاليف الحساب. هذه النمط يتخلى عن آلية فك التشفير الفوري المطلوبة من الجدولة المركزية، ويستبدلها بالتحقق من صحة Proof على السلسلة للتحقق مما إذا كانت العقدة تحتوي على نسخ معينة من البيانات، مما يتكيف مع بنية الشبكة الأكثر ديناميكية وتهميشًا.
يتمثل جوهر تصميم RedStuff في تقسيم البيانات إلى فئتين: الشرائح الرئيسية والشرائح الثانوية: تُستخدم الشرائح الرئيسية لاستعادة البيانات الأصلية، ويتم توليدها وتوزيعها وفقًا لقيود صارمة، حيث يكون عتبة الاستعادة هي f+1، ويجب أن تكون هناك توقيعات 2f+1 كدليل على القابلية للاستخدام؛ بينما تُنتج الشرائح الثانوية من خلال عمليات حسابية بسيطة مثل التجميع باستخدام XOR، وتهدف إلى توفير مرونة في التحمل وتعزيز متانة النظام ككل. في جوهرها، يقلل هذا الهيكل من متطلبات اتساق البيانات - مما يسمح للعقد المختلفة بتخزين إصدارات بيانات مختلفة لفترات قصيرة، ويؤكد على مسار ممارسة "الاتساق النهائي". على الرغم من أنه مشابه لمتطلبات السلاسل الزمنية في أنظمة مثل Arweave، مما حقق بعض النتائج في تقليل عبء الشبكة، إلا أنه في الوقت نفسه يضعف من ضمان توفر البيانات الفورية وسلامتها.
لا يمكن تجاهل أن RedStuff قد حقق