1. Perché abbiamo bisogno di un database decentralizzato?

Esistono due modi fondamentali per archiviare i dati nelle applicazioni Web2, nel file system e nel database. A causa della mancanza di prodotti database in Web3, la maggior parte delle DApp utilizza ancora database centralizzati per archiviare dati strutturati oltre a archiviare una piccola quantità di dati importanti in costosi contratti intelligenti. Poiché i file system decentralizzati come IPFS iniziano a essere gradualmente utilizzati per archiviare dati NFT per le applicazioni Web3, i file system decentralizzati vengono riconosciuti e accettati da Web3. Anche la tecnologia dei database decentralizzati ha attraversato un ciclo di iterazioni, con una varietà di nuovi prodotti .

I database decentralizzati presentano vantaggi unici rispetto ai tradizionali database centralizzati. Possono ridurre il rischio di fallimento singolo dei progetti Web3 e rendere Dapps completamente decentralizzati.

I database decentralizzati sono adatti a memorizzare hot data con elevata frequenza di accesso e dati non finanziari di Dapp, come ad esempio:

Metadati NFT Dati di voto DAO Registro ordini DEX Dati social decentralizzati, dati di blog, e-mail. Dati di database relazionali complessi richiesti da Dapp. 2. Quali tipi di sistemi di archiviazione di database decentralizzati esistono?

Negli ultimi due anni sono emersi molti progetti di database decentralizzati e alcuni progetti innovativi hanno ricevuto ampia attenzione.

Ceramic:Ceramic è un progetto iniziato nel 2019. I dati vengono archiviati e gestiti sotto forma di flussi e ai flussi vengono aggiunti registri eventi formattati. I registri verranno trasformati in file e caricati su IPFS. Fornisce query API GraphQL. Ceramic non ha un modello di incentivi come IPFS e supporta la creazione, lettura e aggiornamento dei dati (CRU). OrbitDB: OrbitDB è un progetto più vecchio di Ceramic e utilizza anche il file system IPFS per l'archiviazione dei file. Supporta l'archiviazione di database e file NoSQL. Tableland: questo progetto verrà lanciato nel 2022 ed è attualmente in versione beta pubblica. Una versione di produzione di Tableland sarà rilasciata nel 2023. L'archiviazione dei dati richiede l'uso di contratti intelligenti, che definiscono istruzioni SQL e impostano le autorizzazioni di utilizzo. La lettura dei dati avviene off-chain e non richiede alcun pagamento. Attualmente, il contratto è distribuito su L2 come ETH e OP. Polybase: il progetto è ora attivo sulla rete di test. È un database NoSQL che supporta le operazioni CRUD e ogni operazione richiede una tariffa. Inoltre, Polybase supporta una varietà di file system per archiviare file di database, inclusi disco locale, IPFS, Filecoin, Polystore e persino AWS S3. Polybase utilizza inoltre canali di pagamento per i pagamenti con query di dati, riducendo la frequenza delle transazioni on-chain ed evitando ritardi nelle query causati dai pagamenti. Web3Q: Progetto lanciato nel 2022, rete di test già online. Viene proposto un nuovo protocollo di accesso Web//modello URL per l'accesso ai dati. Il suo modello di ricarica è molto speciale. L'eliminazione dei dati è rimborsabile. Kwill: Kwill è un sistema di database SQL basato su Arweave che utilizza contratti intelligenti per i pagamenti. KYVE: KYVE è un sistema di database basato su Arwave. Tecnicamente, sia SQL che NoSQL possono essere utilizzati per rendere i database più maturi ed efficienti, mentre NoSQL è più ricco e flessibile. La struttura dei dati di SQL deve essere altamente coerente, con capacità di query congiunte più forti, matura ed efficiente; la forma KV di NoSQL è più in linea con il modello di progettazione di Ethereum, può supportare tipi di dati avanzati ed è flessibile e facile da espandere. . Funzionalmente, è meglio supportare CRUD, ma supportare UD comporterà complessità nel sistema. Se il sistema utilizza l'archiviazione locale, la query del valore storico potrebbe non essere supportata.Se utilizzi IPFS e Arweave, il database deve essere di sola aggiunta. Altrimenti, ci saranno più versioni di un dato e il costo di archiviazione raddoppierà. Sono disponibili due scelte per il file system sottostante. È più flessibile archiviare i file localmente e la logica di recupero può essere personalizzata, il che è più efficiente ed evita l'inaffidabilità e la complessità causate dall'utilizzo di file system decentralizzati come Arweave. Ad esempio: gli utenti utilizzano TokenA per pagare i minatori del database e i minatori devono pagare le monete Arweave per archiviare i dati. La sovrapposizione dei due strati di reti comporta complessità. I file di database sono archiviati in file system decentralizzati come IPFS e Arweave archiviati localmente sul nodo o sul cloud S3; Analogamente all’archiviazione decentralizzata, il miglioramento della velocità di recupero dei dati di archiviazione, il modello di incentivi, l’economia dei token e gli algoritmi di garanzia per garantire la disponibilità dei dati sono fattori chiave per determinare se un protocollo sarà ampiamente utilizzato. Un buon modello di incentivi e un modello token non solo possono mobilitare l’entusiasmo dei nodi a partecipare, ma anche motivarli a fare le cose giuste. Ad esempio: fornire funzioni di recupero efficaci invece di limitarsi a archiviare i dati per ottenere vantaggi in termini di archiviazione. L'algoritmo di garanzia della disponibilità dei dati controlla a intervalli la memorizzazione dei dati da parte del nodo e richiede al nodo di fornire un certificato di disponibilità dei dati. Questo certificato integra gli incentivi del nodo per prevenire la perdita di dati. Il recupero dei dati influisce direttamente sull'esperienza dell'utente ed è fondamentale per la comodità e la fluidità di Dapp.

Riepilogo: il campo dei database decentralizzati è oggetto di un elevato grado di attenzione e di esigenze urgenti, ma attualmente non esiste un prodotto ampiamente accettato e utilizzato. La tecnologia dei database decentralizzati è meno matura rispetto ai sistemi di archiviazione di file decentralizzati. Perché la tecnologia dei database decentralizzati si basa su file system distribuiti. Molti progetti verranno lanciati nel 2022. Il miglioramento della velocità di recupero dei dati archiviati, il modello di incentivi, l’economia dei token e gli algoritmi di garanzia utilizzati per garantire la disponibilità dei dati sono fattori chiave nel determinare se un protocollo sarà ampiamente utilizzato. L'obiettivo del protocollo sarà ridurre i tempi di recupero, che sono cruciali per la facilità d'uso e la fluidità della Dapp.