Merkeziyetsizlik Depolama: Kavramdan Uygulamaya Uzun Bir Yol

Depolama, blok zinciri sektörünün en popüler alanlarından biri olmuştur. Filecoin, önceki boğa piyasasının öncü projelerinden biri olarak, piyasa değeri bir ara 10 milyar doları aşmıştır. Aynı dönemde Arweave, kalıcı depolama vaadiyle, en yüksek piyasa değerini 3.5 milyar dolara kadar çıkarmıştır. Ancak, soğuk veri depolamanın uygulanabilirliği sorgulanmaya başladıkça, Merkeziyetsizlik depolamanın gerçekten hayata geçip geçemeyeceği bir soru işareti haline gelmiştir.

Son zamanlarda Walrus'un ortaya çıkması, uzun süredir sessiz kalan depolama alanına yeni bir ilgi getirdi. Aptos'un Jump Crypto ile birlikte başlattığı Shelby projesi ise merkeziyetsiz depolamayı sıcak veri alanında yeni bir zirveye taşımayı amaçlıyor. Peki, merkeziyetsiz depolama yeniden yükselebilir mi, yoksa sadece bir başka spekülasyon mu? Bu makale, Filecoin, Arweave, Walrus ve Shelby projelerinin gelişim yollarını inceleyerek merkeziyetsiz depolamanın evrim sürecini analiz edecek ve gelecekteki gelişim perspektiflerini tartışacaktır.

Filecoin: Depolama Adı, Madencilik Gerçeği

Filecoin, merkeziyetsizlik etrafında dönen gelişim yönü ile erken dönemde ortaya çıkan temsilci projelerden biridir. Bu, erken dönemdeki alternatif coinlerin genel özelliği ile uyumludur - çeşitli geleneksel alanlarda merkeziyetsiz uygulama senaryoları aramak. Filecoin, depolama ile merkeziyetsizliği birleştirerek, merkezi depolama hizmetlerinin güven sorununu çözmeye odaklanmaktadır. Ancak, merkeziyetsizlik sağlama amacıyla yapılan bazı tavizler, daha sonra projelerin çözmeye çalıştığı acı noktalar haline gelmiştir.

Filecoin'in aslında sadece bir madencilik parası olduğunu anlamak için, temel teknolojisi olan IPFS'nin sıcak veri uygulamaları açısından nesnel sınırlamalarını anlamak gerekir.

IPFS:Merkeziyetsizlik mimarisinin iletim darboğazı

IPFS(, 2015 civarında ortaya çıkan yıldızlararası dosya sistemi), içerik adresleme yoluyla geleneksel HTTP protokolünü değiştirmeyi amaçlamaktadır. Ancak, IPFS'in en büyük dezavantajı elde etme hızının çok yavaş olmasıdır. Geleneksel veri hizmetlerinin milisaniye düzeyinde yanıt verebildiği günümüzde, IPFS ile bir dosya almak hala on saniyeler sürmektedir; bu, onu pratik uygulamalarda yaygınlaştırmayı zorlaştırmakta ve neden sadece birkaç blok zincir projesi dışında geleneksel sektörlerce nadiren benimsenmiş olduğunu açıklamaktadır.

IPFS'in alt düzey P2P protokolü esas olarak "soğuk veriler" için uygundur, yani sık değişmeyen statik içerikler, örneğin video, resim ve belgeler gibi. Ancak sıcak verilerin işlenmesinde, dinamik web siteleri, çevrimiçi oyunlar veya AI uygulamaları gibi, P2P protokollerinin geleneksel CDN'lere göre belirgin bir avantajı yoktur.

IPFS kendisi bir blok zinciri olmasa da, benimsenen yönlendirilmiş döngüsel grafik (DAG) tasarım konsepti birçok kamu blok zinciri ve Web3 protokolleri ile yüksek derecede uyumlu olup, bu nedenle blok zincirinin temel inşa çerçevesi olarak doğuştan uygun hale gelmektedir. Bu nedenle, pratik değer eksikliğine rağmen, blok zinciri anlatısını taşıyan bir temel çerçeve olarak yeterlidir. Erken dönem projeleri yalnızca çalışabilir bir çerçeveye ihtiyaç duyarak büyük bir vizyonu başlatabilir, ancak Filecoin belirli bir aşamaya geldiğinde, IPFS'in getirdiği sınırlamalar ilerlemesini engellemeye başlamaktadır.

Depolama dış giyimi altındaki madeni para mantığı

IPFS'nin tasarım amacı, kullanıcıların verileri depolarken aynı zamanda depolama ağının bir parçası olmalarını sağlamaktır. Ancak, ekonomik bir teşvik olmadan, kullanıcıların bu sistemi gönüllü olarak kullanmaları oldukça zordur; aktif depolama düğümleri olmaktan bahsetmiyorum bile. Bu, çoğu kullanıcının dosyalarını yalnızca IPFS üzerinde saklayacağı, ancak kendi depolama alanlarını katkıda bulunmayacağı ve başkalarının dosyalarını saklamayacağı anlamına gelir. İşte bu bağlamda, Filecoin ortaya çıkmıştır.

Filecoin'un token ekonomik modelinde üç ana rol bulunmaktadır: Kullanıcılar verileri depolamak için ücret ödemekten sorumludur; Depolama madencileri, kullanıcı verilerini depoladıkları için token teşvikleri alırlar; Veri geri yükleme madencileri ise kullanıcı verilerine ihtiyaç duyduğunda verileri sağlayarak teşvik alırlar.

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

Filecoin'in çalışması büyük ölçüde madencilerin token ekonomisine sürekli yatırım yapmasına bağlıdır, son kullanıcıların dağıtık depolama için gerçek talebine dayanmaz. Proje hâlâ sürekli olarak iterasyon geçirse de, mevcut aşamada Filecoin'in ekosistem inşası daha çok "madeni para mantığı"na uygun olup, "uygulama odaklı" depolama proje tanımına uymamaktadır.

Arweave: Uzun Vadeli Düşünmenin İki Uçlu Kılıcı

Eğer Filecoin'in tasarım hedefi, teşvik edilebilir ve kanıtlanabilir bir Merkeziyetsizlik "veri bulutu" kabuğu inşa etmekse, o zaman Arweave, depolamanın bir başka yönünde aşırıya gidecek şekilde hareket ediyor: verilere kalıcı depolama yeteneği sağlamak. Arweave, dağıtılmış bir hesaplama platformu inşa etmeye çalışmıyor; tüm sistemi bir temel varsayım etrafında şekilleniyor - önemli verilerin bir kerede depolanması ve sonsuza dek ağda kalması gerektiği. Bu aşırı uzun vadeli yaklaşım, Arweave'i mekanizmalarından teşvik modellerine, donanım gereksinimlerinden anlatım açılarına kadar Filecoin'den büyük ölçüde farklı kılıyor.

Arweave, Bitcoin'i öğrenme nesnesi olarak alıyor ve yıllar bazında uzun bir dönemde sürekli olarak kalıcı depolama ağını optimize etmeye çalışıyor. Arweave, pazarlama ile ilgilenmiyor, rakipleri ve pazarın gelişim trendleri ile de ilgilenmiyor. Sadece ağ mimarisini iterasyon yolunda sürekli ilerliyor, kimse umursamasa bile, çünkü bu Arweave geliştirme ekibinin doğası: uzun vadeli düşünme. Uzun vadeli düşünme sayesinde, Arweave geçen boğa piyasasında büyük bir ilgi gördü; aynı nedenle, en dip seviyeye düşse bile, Arweave birkaç boğa ve ay geçirebilir. Sadece gelecekteki Merkeziyetsizlik depolamanın Arweave için bir yeri olup olmayacağı merak konusu. Kalıcı depolamanın varoluş değeri yalnızca zamanla kanıtlanabilir.

Arweave ana ağı 1.5 sürümünden en son 2.9 sürümüne kadar, piyasa ilgisini kaybetmiş olmasına rağmen, daha geniş bir madenci kitlesinin en düşük maliyetle ağa katılmasını sağlamaya ve madencileri verileri en üst düzeyde depolamaya teşvik etmeye çalışıyor, böylece ağın sağlamlığını sürekli artırıyor. Arweave, piyasa tercihleriyle uyumsuz olduğunu bildiği için temkinli bir yol izliyor, madenci topluluklarını kucaklamıyor, ekosistem tamamen duraklama aşamasında, ana ağı en düşük maliyetle güncelleyerek, ağ güvenliğini tehlikeye atmadan donanım engelini sürekli olarak düşürüyor.

1.5-2.9'un yükseliş yolculuğuna göz atma

Arweave 1.5 sürümü, madencilerin gerçek depolama yerine GPU yığma kullanarak blok çıkarmada şanslarını optimize etme açığını ortaya koydu. Bu eğilimi sınırlamak için, 1.7 sürümünde RandomX algoritması tanıtıldı ve özel donanım kullanımını sınırlayarak, madenciliğe genel CPU'ların katılmasını gerektirdi, böylece merkeziyetsizlik zayıflatıldı.

2.0 sürümünde, Arweave SPoA'yı benimseyerek veri kanıtını Merkle ağaç yapısının sade yoluna dönüştürdü ve senkronizasyon yükünü azaltmak için format 2 işlemlerini tanıttı. Bu yapı, ağ bant genişliği baskısını hafifletti ve düğüm işbirliği yeteneğini önemli ölçüde artırdı. Ancak, bazı madenciler merkezi hızlı depolama havuzları stratejisiyle gerçek veri sahipliği sorumluluğundan kaçınabilir.

Bu eğilimi düzeltmek için, 2.4 SPoRA mekanizmasını tanıttı, küresel indeks ve yavaş hash rastgele erişim getirdi, böylece madencilerin geçerli bloklar oluşturmak için veri bloklarını gerçek anlamda tutmaları gerekti. Bu mekanizma, hesaplama gücü yığılma etkisini zayıflattı. Sonuç olarak, madenciler depolama erişim hızına odaklanmaya başladı ve SSD ile yüksek hızlı okuma-yazma cihazlarının kullanımını artırdı. 2.6, blok oluşturma ritmini kontrol etmek için hash zincirini tanıttı, yüksek performanslı cihazların marjinal faydasını dengeledi ve küçük ve orta ölçekli madencilere adil bir katılım alanı sağladı.

Sonraki versiyonlar, ağ işbirliği yeteneklerini ve depolama çeşitliliğini daha da güçlendiriyor: 2.7, işbirlikçi madencilik ve havuz mekanizmasını ekleyerek küçük madencilerin rekabet gücünü artırıyor; 2.8, yüksek kapasiteli düşük hızlı cihazların esnek katılımına izin veren karma paketleme mekanizmasını tanıtıyor; 2.9 ise replica_2_9 formatıyla yeni bir paketleme sürecini getirerek verimliliği büyük ölçüde artırıyor ve hesaplama bağımlılığını azaltıyor, veri odaklı madencilik modelinin kapalı döngüsünü tamamlıyor.

Genel olarak, Arweave'in yükseltme yolu, depolama odaklı uzun vadeli stratejisini net bir şekilde sergiliyor: sürekli olarak hesap gücü merkezileşme eğilimine karşı koyarken, katılım eşiğini düşürmeye devam ediyor ve protokolün uzun vadeli çalışabilirliğini garanti ediyor.

Walrus: Sıcak Veri Depolamanın Yeni Bir Denemesi

Walrus'un tasarım yaklaşımı Filecoin ve Arweave'den tamamen farklıdır. Filecoin'in çıkış noktası merkeziyetsizlik ile doğrulanabilir bir depolama sistemi oluşturmakken, bunun bedeli soğuk veri depolamasıdır; Arweave'in çıkış noktası ise verilerin kalıcı olarak depolanabileceği zincir üzerindeki bir İskenderiye Kütüphanesi oluşturmaktır, bunun bedeli ise çok az senaryo olmasıdır; Walrus'un çıkış noktası ise depolama maliyetlerini optimize eden sıcak veri depolama protokolüdür.

Büyülenmiş düzeltme kodu: maliyet yeniliği mi yoksa eski şişede yeni şarap mı?

Depolama maliyeti tasarımı açısından, Walrus, Filecoin ile Arweave'in depolama giderlerinin mantıksız olduğunu düşünüyor. Her iki sistem de tamamen kopyalama mimarisi kullanmakta olup, ana avantajı her düğümün tam bir kopya bulundurması, güçlü bir hata toleransı ve düğümler arasında bağımsızlık sağlamasıdır. Bu tür bir mimari, bazı düğümler çevrimdışı olsa bile ağın veri erişilebilirliğini korumasını sağlar. Ancak, bu durum sistemin dayanıklılığı sağlamak için çoklu kopya fazlalığına ihtiyaç duyması ve böylece depolama maliyetlerini artırması anlamına gelir. Özellikle Arweave'in tasarımında, konsensüs mekanizması kendisi düğüm fazlalık depolamayı teşvik etmekte, veri güvenliğini artırmak için. Buna karşın, Filecoin maliyet kontrolünde daha esnek, fakat bunun bedeli olarak bazı düşük maliyetli depolama çözümlerinin daha yüksek veri kaybı riski taşımasıdır. Walrus, her iki sistem arasında bir denge bulmaya çalışıyor; mekanizması, kopya maliyetlerini kontrol ederken, yapılandırılmış fazlalık yöntemiyle kullanılabilirliği artırarak veri erişilebilirliği ile maliyet verimliliği arasında yeni bir uzlaşma yolu oluşturuyor.

Walrus'un geliştirdiği Redstuff, düğüm fazlalığını azaltmanın anahtar teknolojisidir, Reed-Solomon(RS) kodlamasından türetilmiştir. RS kodlaması, çok geleneksel bir silme kodu algoritmasıdır, silme kodu, veri kümesini iki katına çıkarmak için fazladan parçalar ekleyerek(erasure code) kullanılan bir tekniktir ve orijinal veriyi yeniden oluşturmak için kullanılabilir. CD-ROM'dan uydu iletişimine ve barkodlara kadar, günlük yaşamda sıkça kullanılmaktadır.

Hata düzeltme kodları, kullanıcılara 1MB boyutunda bir blok almayı ve bunu 2MB boyutuna "büyütmeyi" sağlar; burada ek 1MB, hata düzeltme kodu olarak adlandırılan özel verilerdir. Blok içindeki herhangi bir bayt kaybolursa, kullanıcı bu baytları kod aracılığıyla kolayca geri alabilir. 1MB'a kadar blok kaybolsa bile, tüm blok geri yüklenebilir. Aynı teknik, bilgisayarların CD-ROM'daki tüm verileri okumasına olanak tanır, bu veriler bozulmuş olsa bile.

Şu anda en yaygın kullanılan RS kodlamasıdır. Uygulama şekli, k adet bilgi bloğundan başlayarak, ilgili çok terimli polinomlar oluşturmak ve bunları farklı x koordinatlarında değerlendirerek kodlama bloklarını elde etmektir. RS silme kodu kullanarak, rastgele örnekleme ile büyük veri parçalarının kaybolma olasılığı çok düşüktür.

Redstuff'un en büyük özelliği nedir? Geliştirilmiş hata düzeltme kodlama algoritması sayesinde, Walrus, yapılandırılmamış veri bloklarını hızlı ve sağlam bir şekilde daha küçük parçalara kodlayabilir; bu parçalar bir depolama düğüm ağına dağıtılarak saklanır. Üçte ikiye kadar parçanın kaybolması durumunda bile, orijinal veri bloğunu hızlı bir şekilde yeniden yapılandırmak için kısmi parçalar kullanılabilir. Bu, kopyalama faktörünün yalnızca 4 ile 5 kat arasında tutulmasıyla mümkün hale gelir.

Bu nedenle, Walrus'u merkeziyetsizlik sahnesi etrafında yeniden tasarlanmış hafif bir yedeklilik ve kurtarma protokolü olarak tanımlamak mantıklıdır. Geleneksel hata düzeltme kodlarına (, Reed-Solomon ) gibi, RedStuff artık katı matematiksel tutarlılığı hedeflememekte, bunun yerine veri dağılımı, depolama doğrulaması ve hesaplama maliyetleri açısından gerçekçi bir denge sağlamaktadır. Bu model, merkezi bir zamanlama için gerekli olan anlık çözümleme mekanizmasından vazgeçmekte, bunun yerine zincir üzerindeki Proof ile belirli veri kopyalarını saklayıp saklamadığını doğrulayan düğümleri kontrol etmekte, böylece daha dinamik ve kenarlaştırılmış bir ağ yapısına uyum sağlamaktadır.

RedStuff'ın tasarımının temelinde, verilerin ana dilim ve yan dilim olmak üzere iki kategoriye ayrılması yatmaktadır: Ana dilim, orijinal verilerin geri kazanılması için kullanılır, oluşturulması ve dağıtımı sıkı bir şekilde kısıtlanmıştır, geri kazanım eşiği f+1'dir ve kullanılabilirlik desteği için 2f+1 imza gereklidir; Yan dilim ise xor kombinasyonu gibi basit işlemlerle üretilir, esnek hata toleransı sağlamak ve genel sistem dayanıklılığını artırmak için bir işlevi vardır. Bu yapı esasen veri tutarlılığı gereksinimlerini azaltır - farklı düğümlerin kısa süreliğine farklı versiyon verilerini depolamasına izin verir ve "nihai tutarlılık" pratiğine vurgu yapar. Arweave gibi sistemlerde geri izleme blokları için gevşek gereksinimlerle benzerlik gösterse de, ağ üzerindeki yükü azaltma konusunda belirli bir etki sağlasa da, aynı zamanda veri anlık kullanılabilirliği ve bütünlük garantisini de zayıflatmaktadır.

Göz ardı edilemeyecek olan, RedStuff'un gerçekleştirmiş olmasıdır.