Одним из самых популярных треков в этом году должен стать трек L2, который повышает масштабируемость блокчейна.После его успешной реализации более высокие скорости и более низкие затраты приведут к постепенному процветанию приложений Web3.Генерация больших объемов данных в будущем Will Storage представляет собой взрывной спрос. В этой статье основное внимание будет уделено EthStorage, занявшему первое место в демо-версии EDCON Spuer в этом году, и обзору децентрализованного хранилища данных, которое в последнее время пользуется низкой популярностью на рынке, но имеет огромный потенциал.

1. Процесс разработки сетевого хранилища

Консенсус, вычисления и хранение в совокупности известны как три столпа и базовая инфраструктура Интернета3. Когда данные и информация генерируются, требуется хранилище. С момента появления компьютеров технология хранения развивалась посредством исследований и прорывов. В этой статье она разделена на четыре этапа. .

1. Централизованное хранилище: централизованное хранилище + централизованное управление.

Компьютеры впервые начали использовать бумажную ленту для записи данных. Позже в 1956 году компания IBM выпустила первый жесткий диск в качестве носителя информации и внедрила компьютерный метод хранения данных, с которым мы знакомы сегодня.

Централизованные устройства хранения данных подвергались итерации, включая жесткие диски, ленты, карты памяти, твердотельные накопители и т. д., но архитектура хранения данных фиксирована. Терминальные устройства могут получать доступ к ресурсам хранения данных и запрашивать их через сеть, но все ресурсы хранения данных сосредоточены в сети. one Унифицированный контроль и управление из центрального пункта или сервера.

2. Облачное хранилище: распределенное хранилище + централизованное управление.

В 2006 году Amazon AWS вышла в Интернет и запустила облачные службы хранения данных EC2 и S3. Хранилище вступило в новую эру. Microsoft, Google, Alibaba и т. д. также последовали этому примеру, став сейчас наиболее широко используемым методом хранения.

Облачное хранилище применяет распределённую архитектуру хранения, использует несколько серверов для децентрализованного хранения данных, разделяет данные на несколько серверов для резервного копирования, уменьшает количество единичных точек отказа и обладает характеристиками пониженной избыточности данных и эластичного расширения. Однако серверы облачного хранения централизованно управляются поставщиками облачных услуг, и фактический контроль над данными не принадлежит пользователям.

3. Традиционное хранилище блокчейна: распределенное хранилище с полным узлом + децентрализованное управление.

С момента рождения Биткойна сетевое хранилище блокчейна стало решением, противоположным централизованному хранению и управлению. Блокчейн обеспечивает безопасность данных и защиту от несанкционированного доступа посредством распределенного хранения, механизма консенсуса и механизма проверки транзакций, одновременно отвечая требованиям. Он имеет характеристики. децентрализованного хранения и децентрализованного управления.

Однако сети блокчейнов, такие как Биткойн и Эфириум, имеют высокую стоимость хранения и низкую эффективность. Основная причина заключается в том, что сетевая архитектура этих блокчейнов не спроектирована с точки зрения хранения. Каждый узел должен хранить копию данных, а пространство блоков ограничено. ограниченное. Если взять в качестве примера NFT Boring Ape, то его хранение в сети Биткойн или Ethereum стоит как минимум несколько сотен долларов.

4. Децентрализованное хранилище Web3: распределенное многоузловое хранилище + децентрализованное управление.

Поскольку хранить данные непосредственно в блокчейне очень дорого, появилось множество решений и проектов децентрализованного хранения данных Web3, таких как IFPS, Filecoin, Storj, Arweave, Swarm, EthStorage и т. д. Целью этих проектов является поддержание децентрализации. На основе централизованного хранения и управления увеличение объема хранилища и снижение затрат достигаются за счет сочетания таких технологий, как сегментация данных, многоузловое хранилище и сертификация в цепочке.

2. Модульность ETH и мировой компьютер

1. Модульность ETH

Поскольку ETH запланировал дорожную карту, основанную на Rollup, в 2021 году, начала устанавливаться модульность Ethereum, разделяя каждый уровень единой всемогущей цепочки (*монолитный блокчейн), и функциями разных уровней можно управлять с помощью разных расширений. на основе ответственности модулей или цепочек. Это направление Виталик еще называет эндшпилем.

Блокчейн, представленный Ethereum, разделяет цепочку на четыре ключевых уровня:

(1) Уровень выполнения (* Уровень выполнения): обработка транзакций, выполнение и расчет смарт-контрактов и т. д.

(2) Уровень расчетов (*Уровень расчетов): проверка результатов исполнения, разрешение споров и урегулирование обязательств по статусу расчетов.

(3) Уровень консенсуса (*Уровень консенсуса): определяет порядок и достоверность транзакций, а также согласованность между узлами.

(4) Уровень доступности данных (*Уровень доступности данных): убедитесь, что данные можно использовать, хранить и проверять.

При объединении монолитного блокчейна блокчейн — это цепочка, которая выполняет все четыре функции и сталкивается с «трилеммой» блокчейна. Модульность блокчейна позволяет разделить четыре функции на несколько специализированных уровней для решения различных проблем.

После того как ETH был модульным, основная цепочка ETH стала L1, на которой родилось множество L2, которые в основном служили исполнительным уровнем ETH. Например, технология L2 OP Stack также разработала модульную архитектуру для повышения надежности в будущем. Благодаря направлению модульности + объединения, ETH в будущем будет в основном поддерживать уровень доступности данных (*DA) и уровень консенсуса, став основным и наиболее безопасным базовым уровнем. Функции других уровней будут модернизированы с помощью других цепочек и решений. осуществить полное экологическое расширение ETH и улучшить масштабируемость.

2. Мировой компьютер

Цель Ethereum — построить мировой суперкомпьютер. В настоящее время у Ethereum дела идут очень хорошо с точки зрения безопасности, но он все еще совершает прорыв в масштабируемости. Rollup является важным направлением решения проблемы масштабируемости, и модульный подход может решить эту проблему. В определенной степени это три проблемы блокчейна, но для того, чтобы стать суперкомпьютером, необходимо также столкнуться с тремя проблемами, а именно: консенсусом, вычислением и хранением. Эти три проблемы также ограничивают друг друга.

Различные приоритеты этой трилеммы приведут к различным компромиссам:

Сильный консенсусный реестр: по существу требует многократного хранения и вычислений, поэтому он не подходит для расширения хранилища и вычислений.

Высокая вычислительная мощность: консенсус необходимо повторно использовать при выполнении большого количества вычислений и задач проверки, поэтому он не подходит для крупномасштабного хранения.

Высокая емкость хранения: консенсус необходимо повторно использовать при выполнении частых проверок пространства случайной выборки, поэтому он не подходит для расчетов.

В настоящее время традиционные решения L2 по-прежнему сталкиваются с проблемой балансировки централизованных сортировщиков и эффективности вычислений и не могут обеспечить надежные возможности хранения. Авторы статьи «На пути к мировому суперкомпьютеру» предложили способ решения трех дилемм становления мирового компьютера путем разделения мирового компьютера по функциям в качестве базовой архитектуры и расширения их по отдельности.

То есть последний мировой суперкомпьютер будет состоять из трех топологически разнородных P2P-сетей, как и в случае с физическим компьютером, консенсусный реестр, вычислительная сеть и сеть хранения данных будут соединены через ненадежные шины (*коннекторы), такие как технология доказательства с нулевым разглашением. и собран в мировой суперкомпьютер. Другие компоненты могут быть добавлены в зависимости от потребностей конкретных приложений. Соответствующий выбор и подключение каждого компонента позволит достичь баланса трилеммы консенсусного реестра, вычислительной мощности и емкости хранилища, что в конечном итоге обеспечит децентрализацию, высокую производительность и безопасность мировых суперкомпьютеров. . Среди них EthStorage служит решением для сектора хранения данных в архитектуре суперкомпьютеров.

Если использовать эту структуру, процесс транзакций мирового суперкомпьютера Ethereum будет разделен на следующие этапы:

(1) Консенсус: используйте Ethereum для обработки и достижения консенсуса по транзакциям.

(2) Вычисления: сеть zkOracle выполняет соответствующие вычисления вне цепочки, быстро проверяя доказательства и данные консенсуса, доставляемые zkPoS по шине.

(3) Консенсус: в некоторых случаях, таких как автоматизация и машинное обучение, вычислительная сеть будет передавать данные и транзакции обратно в Ethereum или EthStorage посредством доказательств.

(4) Хранилище: для хранения больших объемов данных из Ethereum (*например, метаданных NFT) zkPoS выступает в качестве посредника между смарт-контрактами Ethereum и EthStorage.

3. Хранилище ETH

1. Введение

EthStorage — это первое двухуровневое решение, обеспечивающее программируемое динамическое хранилище на основе доступности данных Ethereum (*Доступность данных). Оно может расширить программируемое хранилище за счет затрат от 1/100 до 1/1000 раз до сотен терабайт или даже петабайт.

Команда дважды получала финансовую поддержку от Ethereum Foundation (*Грант), чтобы помочь Ethereum провести исследование доступности данных (*Data Availability) и доказательство хранения динамических наборов данных L2 с использованием контрактов Ethereum L1. И занял первое место в демо-версии EDCON Spuer 2023.

2. Технические характеристики

(1) Высокоинтегрированный ETH

Клиент EthStorage является надстройкой клиента Ethereum Geth, что означает, что при запуске узла EthStorage он по-прежнему может нормально участвовать в любом процессе Ethereum. Узел может быть узлом-валидатором Ethereum, а также представлять собой данные узла EthStorage. . Модуль поставщика данных каждого узла EthStorage инициирует запрос на соединение с поставщиком данных другого узла EthStorage. Когда они соединяются друг с другом, они фактически образуют децентрализованную сеть хранения.

Пользователи, использующие EthStorage, могут напрямую использовать существующие кошельки для взаимодействия со всеми приложениями, построенными на хранилище, будь то NFT, децентрализованные социальные сети или децентрализованные игры, что может минимизировать время пользователя для входа в порог EthStorage. В то же время EthStorage, совместимый с EVM, может обеспечить отличную совместимость смарт-контрактов. Например, пользователь A хочет установить изображение для своего монетного NFT. Через Ethstorage A необходимо выполнить только транзакцию Ethereum. При использовании Arweave A One Arweave. необходимо отправить транзакцию и две транзакции Ethereum, и нет способа выполнить их синхронно, как EthStorage.

(2) Децентрализованное решение L2 на основе уровня DA.

EthStorage фактически использует архитектуру, подобную L2. Контракт хранения будет развернут в Ethereum в качестве входа к операциям с данными EthStorage. В то же время также необходимо подтверждение данных автономного хранилища узла данных (* данные автономного хранилища). быть проверено посредством настоящего контракта.

Сравнение с текущим L2:

Rollup (L2) хранит дерево состояний вне цепочки, а коммит (*commitment) в цепочке является корнем дерева состояний. В то же время после получения новых данных Rollup необходимо выполнить транзакции вне цепочки для завершения состояния. процесс трансформации и создание нового дерева состояний;

EthStorage хранит данные вне цепочки, а обязательство (*commitment) в цепочке является доказательством хранения данных. В то же время, после того как EthStorage получит запрос на обновление сохраненных данных, он восстановит новое подтверждение хранения данных. .

Как видно из вышеизложенного, направление расширения текущего накопительного пакета Optimism или ZK-Rollup заключается в расширении вычислительной мощности Ethereum, а направление расширения EthStorage Rollup — в расширении емкости хранилища данных Ethereum.

В то же время EthStorage представляет собой модульный уровень хранения. Пока есть EVM и DA для снижения затрат на хранение, вы можете запустить его на любом блокчейне (*но в настоящее время многие Layer1 не имеют уровня DA), даже на Layer2. . Например, EthStorage в настоящее время рассматривает возможность использования своей технологии для реализации защиты от мошенничества в Optimism. Соответствующий уровень DA также включен в Optimism.

(3) Возможно динамическое хранение.

С точки зрения архитектуры проектирования системы Filecoin и Arweave больше используются для статических целей. Большие объемы данных можно загружать в децентрализованное хранилище, но их нельзя изменять или удалять, а новые данные можно только повторно загружать. Благодаря парадигме хранения «ключ-значение» EthStorage может поддерживать CRUD, то есть создавать новые данные хранилища, обновлять данные хранилища, читать данные хранилища и удалять данные хранилища. Этого легко добиться в сфере централизованного хранения, но в сфере децентрализованного хранения на данный момент это может сделать только EthStorage.

(4) Создайте протокол доступа к сети Ethereum.

Ряд действий, таких как просмотр веб-страниц, отправка электронной почты, загрузка файлов и т. д. в Интернете Web2, неотделимы от протокола HTTP. Это один из наиболее распространенных протоколов в Интернете. Протокол HTTP определяет, как ресурсы передаются и обмениваются между клиентами и серверами, а URL-адреса представляют собой идентификаторы, указывающие расположение этих ресурсов в Интернете. Когда веб-адрес вводится в веб-браузер или щелкается ссылка, запускается HTTP-запрос, который использует URL-адрес для определения запрашиваемого ресурса. Веб-браузер анализирует URL-адрес, затем связывается с сервером по протоколу HTTP, запрашивает определенный ресурс и отображает ресурс пользователю после ответа сервера. Протокол HTTP и URL-адреса тесно взаимодействуют друг с другом, образуя основу для просмотра, взаимодействия и передачи ресурсов в Интернете. Однако данные веб-страниц или интернет-служб Web2 размещаются на централизованных серверах. Когда вы перестанете обновлять сервер, облачная служба, используемая приложением, прекратит работу, а данные приложения будут удалены поставщиком централизованных услуг.

Основатель EthStorage Чжоу Чжоу предложил протокол доступа к сети на основе Web3 — ERC-4804, который прошел окончательную проверку и одобрение EIP. ERC-4804, полное имя — URL-адрес Web3 для интерпретации информации о вызовах EVM. Это URL-адрес Web3 в стиле HTTP (*web3://) для вызова информации EVM. Это первый протокол доступа к сети на Ethereum. В отличие от способа доступа web2 к ресурсам сервера, протокол доступа web3:// напрямую отображает ресурсы, размещенные в смарт-контракте Ethereum, через URL-адрес Web3, включая такие файлы, как HTML, CSS, PDF и т. д.

Проще говоря, web3:// (*http://web3url.io) — это децентрализованный http://. Он добавляет в Ethereum децентрализованный уровень представления, позволяя пользователям напрямую просматривать веб-контент на EVM, например веб-страницы, изображения, песни и т. д., а EVM служит децентрализованным бэкэндом.

3. Текущая ситуация и план

(1) Применение продукта

С помощью EthStorage можно будет повторно включить интернет-приложения с децентрализованным хранилищем в качестве нижнего уровня (*Многие децентрализованные приложения по-прежнему используют централизованные методы для хранения данных), такие как динамические NFT, музыкальные NFT в цепочке, персональные веб-сайты, безхостовые кошельки и т. д. и Девеб и др.

Возьмем, к примеру, DeWeb:

Мы знаем, что Ethereum — это децентрализованная сеть. Многие децентрализованные децентрализованные приложения родились на Ethereum. Однако эти децентрализованные приложения не полностью децентрализованы. простои, удаление торговых пар, деактивация клиентской службы Tornado.Cash из-за подозрений в надзоре за отмыванием денег и т. д. – все это потому, что клиентская часть размещена на централизованном сервере и не может эффективно противостоять цензуре. Однако с помощью решения EthStorage файлы и данные веб-страниц размещаются в смарт-контрактах и ​​совместно управляются и обслуживаются децентрализованной сетью, что значительно повышает устойчивость к цензуре. Внедрение DeWeb посредством программирования смарт-контрактов может позволить реализовать множество интересных приложений, таких как De-github, De-blog и интерфейсы различных децентрализованных приложений.

В настоящее время EthStorage не объявила о плане использования токенов, но тестовая сеть может использовать тестовую сеть и взаимодействовать с ней через тестовый токен W3Q.

(2) Дорожная карта

Согласно дорожной карте, объявленной EDCON, в 2023 году EthStorage будет находиться в основном на стадии тестовой сети и адаптируется к обновлению Ethereum Cancun для разработки и тестирования. Основная сеть может быть запущена в 2024 году, и Danksharding, клиент CL+EL и доступ к браузеру Web3 будут полностью интегрированы.

4. Краткий обзор других проектов хранения данных

(1) Filecoin: Filecoin — это децентрализованная сеть хранения данных с системой поощрений, построенной на IPFS. IPFS использует распределенную хеш-таблицу (*DHT), которая представляет собой протокол хранения, адресации и передачи данных (*аналог протокола http). Filecoin выступает в качестве стимулирующего уровня для IPFS, а также выступает в качестве открытого рынка хранения. Filecoin использует модель на основе контрактов для обеспечения долговечности данных и включает доказательства с нулевым разглашением, в частности доказательства пространства-времени и доказательства репликации. 14 марта этого года Filecoin объявил об официальном запуске виртуальной машины (*FVM) для поддержки смарт-контрактов и программирования пользователей.

Характеристики Filecoin: он имеет отдельную цепочку и систему поощрений; имеет большое статическое пространство для хранения и низкую стоимость; поддерживает виртуальную машину FVM после обновления;

(2) Arweave: Arweave использует модель «плати один раз, храни навсегда», при которой единовременный платеж покрывает стоимость постоянного хранения данных, и за получение этих данных не взимается дополнительная плата. Arweave использует краткое доказательство произвольного доступа для создания собственной структуры данных Blockweave (*Blockweave), то есть каждый блок связан с предыдущим блоком и историческим блоком отзыва. Для узлов необходимым условием для создания нового блока является синхронизация Recall-Block и последних сгенерированных данных блока.

Характеристики Arweave: отдельная цепочка и система стимулирования, а также постоянное хранилище и слабая совместимость с другими цепочками;

(3) BNB Greenfield: Greenfield фокусируется на продвижении децентрализованного управления данными и доступа к ним, стремясь упростить хранение и управление данными, а также связать владение данными со средой DeFi BNB Smart Chain (*BSC). Полная система BNB Greenfield может взаимодействовать с зрелой публичной сетью BSC и пользователями сообщества BN. Когда пользователи хотят создавать и использовать данные в Greenfield, они могут взаимодействовать с ядром BNB Greenfield через инфраструктуру BNB Greenfield dApps (*децентрализованные приложения).

Характеристики BNB Greenfield: последняя загадка экологической сети Binance «Trinity», высокая работоспособность внутри экосистемы, а также передача и использование BNB в различных цепочках с использованием структурной концепции «корзинного хранилища» Amazon S3; проверка в сети.

5. Резюме

Хранилище является одним из трех столпов сети Web3. Только когда может быть реализовано децентрализованное хранилище, можно действительно реализовать подтверждение данных и суверенную сеть. В противном случае нет смысла развивать сеть блокчейнов за счет эффективности централизации. Этот путь принадлежит основополагающему фонду, имеет потенциал и имеет большое значение.

В настоящее время по сравнению с другими направлениями децентрализованное хранилище менее популярно на рынке. В основном это связано с тем, что оно еще не достигло стадии разработки и не пользуется спросом. Когда развитие L2 сделает применение Dapp дешевым и быстрым, накопление больших объемов данных и требования к стоимости подтолкнут интерес рынка к децентрализованному хранению.

Будучи новым проектом, EthStorage имеет хорошую экологическую основу в Ethereum и обладает высокой функциональной совместимостью. Его можно комбинировать с другими уровнями L1 и L2 с уровнем DA, чтобы обеспечить новые направления развития и решения. В настоящее время каждый проект децентрализованного хранения также имеет свою основную направленность и продолжает развиваться. Мы с нетерпением ждем эпохи, когда рыночные механизмы перейдут в сторону хранения.

Рекомендации

1. Официальный представитель EthStorage

2. «На пути к мировому суперкомпьютеру», Сяохан Ю, Картин, msfew — Hyper Oracle, Ци Чжоу — ETHStorage

3. «EthStorage — первое хранилище Ethereum L2», 0xhhh, 0xCryptolee

4、《Децентрализованное хранилище: основа Web3》，Фундаментальные лаборатории

5. «Модульный блокчейн: инженерное решение, позволяющее Ethereum стать «мировым компьютером»», IOBC Capital.

6. «EthStorage: повышение производительности хранилища в экосистеме Ethereum», Mint Ventures.

сайт: ldcap.com

средний: ld-capital.medium.com