Evolusi Penyimpanan Desentralisasi: dari Ide ke Realitas

Penyimpanan pernah menjadi salah satu jalur yang populer di industri blockchain. Filecoin sebagai proyek terkemuka di bull market sebelumnya, nilai pasarnya sempat melebihi sepuluh miliar dolar. Arweave dengan titik jual penyimpanan permanen, mencapai nilai pasar tertinggi sebesar 3,5 miliar dolar. Namun, seiring dengan terungkapnya keterbatasan penyimpanan data dingin, kebutuhan akan penyimpanan permanen dipertanyakan, dan prospek penyimpanan desentralisasi juga dipertanyakan.

Kemunculan Walrus membawa energi baru ke dalam jalur penyimpanan yang telah lama sepi. Saat ini, Aptos bekerja sama dengan Jump Crypto meluncurkan Shelby, yang bertujuan untuk mengangkat penyimpanan desentralisasi ke tingkat baru di bidang data panas. Jadi, apakah penyimpanan desentralisasi dapat bangkit kembali dan memberikan solusi untuk berbagai skenario aplikasi? Atau hanya sekadar putaran spekulasi lainnya? Artikel ini akan menganalisis perubahan narasi penyimpanan desentralisasi berdasarkan jalur pengembangan empat proyek: Filecoin, Arweave, Walrus, dan Shelby, serta membahas prospek masa depan penyebaran penyimpanan desentralisasi.

Filecoin: Nama Penyimpanan, Praktik Penambangan

Filecoin adalah salah satu proyek cryptocurrency yang muncul di awal, dan arah perkembangannya tentu berfokus pada Desentralisasi. Ini adalah ciri umum dari proyek crypto awal - mencari makna Desentralisasi di berbagai bidang tradisional. Filecoin juga tidak terkecuali, ia mengaitkan penyimpanan dengan Desentralisasi, sehingga secara alami menunjukkan kelemahan dari penyimpanan data terpusat: asumsi kepercayaan terhadap penyedia layanan penyimpanan terpusat. Oleh karena itu, tujuan Filecoin adalah mengalihkan penyimpanan terpusat ke penyimpanan Desentralisasi. Namun, beberapa aspek yang牺牲sebagai pengorbanan untuk mencapai Desentralisasi kemudian menjadi titik nyeri yang coba diatasi oleh proyek seperti Arweave atau Walrus. Untuk memahami mengapa Filecoin pada dasarnya hanyalah koin penambangan, perlu dipahami keterbatasan objektif dari teknologi dasarnya, IPFS, yang tidak cocok untuk menangani data panas.

IPFS: Desentralisasi arsitektur, namun dibatasi oleh kendala transmisi

IPFS( Sistem File Antariksa) sudah ada sejak sekitar tahun 2015, bertujuan untuk mengubah protokol HTTP tradisional melalui pengalamatan konten. Kekurangan terbesar IPFS adalah kecepatan pengambilan yang sangat lambat. Di era di mana penyedia layanan data tradisional dapat mencapai respons dalam milidetik, IPFS masih memerlukan waktu belasan detik untuk mengambil sebuah file, yang membuatnya sulit untuk dipromosikan dalam aplikasi praktis, juga menjelaskan mengapa, selain beberapa proyek blockchain, ia jarang diadopsi oleh industri tradisional.

Protokol P2P dasar IPFS terutama cocok untuk "data dingin", yaitu konten statis yang tidak sering berubah, seperti video, gambar, dan dokumen. Namun, dalam menangani data panas, seperti halaman web dinamis, permainan online, atau aplikasi kecerdasan buatan, protokol P2P tidak memiliki keunggulan yang jelas dibandingkan dengan CDN tradisional.

Meskipun IPFS itu sendiri bukanlah blockchain, tetapi desain prinsip graf terarah asiklik (DAG) yang diadopsinya sangat cocok dengan banyak blockchain publik dan protokol Web3, menjadikannya secara alami cocok sebagai kerangka dasar untuk blockchain. Oleh karena itu, meskipun tidak memiliki nilai praktis, sebagai kerangka dasar yang memuat narasi blockchain sudah cukup, proyek kripto awal hanya memerlukan kerangka kerja yang dapat berjalan untuk memulai visi besar, tetapi ketika Filecoin berkembang ke tahap tertentu, keterbatasan yang dibawa oleh IPFS mulai menghambat kemajuannya.

logika koin tambang di bawah lapisan penyimpanan

Desain awal IPFS adalah untuk memungkinkan pengguna menyimpan data sekaligus menjadi bagian dari jaringan penyimpanan. Namun, tanpa insentif ekonomi, pengguna sulit untuk secara sukarela menggunakan sistem ini, apalagi menjadi node penyimpanan yang aktif. Ini berarti, kebanyakan pengguna hanya akan menyimpan file di IPFS, tetapi tidak akan menyumbangkan ruang penyimpanan mereka sendiri, dan juga tidak akan menyimpan file orang lain. Dalam konteks seperti itu, Filecoin lahir.

Model ekonomi token Filecoin terdiri dari tiga peran utama: pengguna bertanggung jawab untuk membayar biaya untuk menyimpan data; penambang penyimpanan mendapatkan insentif token karena menyimpan data pengguna; penambang pengambilan menyediakan data saat dibutuhkan pengguna dan mendapatkan insentif.

Model ini memiliki ruang potensi untuk melakukan kejahatan. Penambang penyimpanan mungkin mengisi data sampah setelah menyediakan ruang penyimpanan untuk mendapatkan imbalan. Karena data sampah ini tidak akan diambil, bahkan jika mereka hilang, tidak akan memicu mekanisme hukuman bagi penambang penyimpanan. Hal ini memungkinkan penambang penyimpanan untuk menghapus data sampah dan mengulangi proses ini. Konsensus bukti salinan Filecoin hanya dapat memastikan bahwa data pengguna tidak dihapus secara sembunyi-sembunyi, tetapi tidak dapat mencegah penambang mengisi data sampah.

Operasi Filecoin sangat bergantung pada investasi berkelanjutan dari penambang terhadap ekonomi token, bukan pada kebutuhan nyata pengguna akhir untuk penyimpanan terdistribusi. Meskipun proyek terus beriterasi, pada tahap ini, pembangunan ekosistem Filecoin lebih sesuai dengan definisi proyek penyimpanan "logika penambangan" daripada "didorong oleh aplikasi".

Arweave: Dibangun dengan jangka panjang, hancur karena jangka panjang

Jika tujuan desain Filecoin adalah untuk membangun "cloud data" desentralisasi yang dapat diinsentifisasi dan dibuktikan, maka Arweave bergerak ke arah ekstrem yang lain dalam penyimpanan: memberikan kemampuan penyimpanan permanen untuk data. Arweave tidak berusaha membangun platform komputasi terdistribusi, seluruh sistemnya berkembang di sekitar satu asumsi inti - data penting harus disimpan sekali dan selamanya ada di jaringan. Pendekatan jangka panjang yang ekstrem ini membuat Arweave sangat berbeda dari Filecoin, baik dari mekanisme hingga model insentif, dari kebutuhan perangkat keras hingga sudut pandang narasi.

Arweave menggunakan Bitcoin sebagai objek pembelajaran, berusaha untuk terus mengoptimalkan jaringan penyimpanan permanennya dalam periode panjang yang dihitung dalam tahun. Arweave tidak peduli dengan pemasaran, juga tidak peduli dengan pesaing dan tren perkembangan pasar. Ia hanya terus melangkah di jalan iterasi arsitektur jaringan, bahkan jika tidak ada yang peduli, karena inilah esensi tim pengembang Arweave: jangka panjang. Berkat jangka panjang, Arweave mendapatkan sambutan hangat di pasar bullish terakhir; juga karena jangka panjang, bahkan jika terjatuh ke dasar, Arweave masih mungkin bertahan melewati beberapa siklus bullish dan bearish. Hanya saja, apakah penyimpanan desentralisasi di masa depan memiliki tempat untuk Arweave? Nilai keberadaan penyimpanan permanen hanya dapat dibuktikan melalui waktu.

Jaringan utama Arweave dari versi 1.5 hingga versi 2.9 terbaru, meskipun telah kehilangan perhatian pasar, tetap berkomitmen untuk memungkinkan lebih banyak penambang berpartisipasi dalam jaringan dengan biaya minimal, dan mendorong penambang untuk menyimpan data sebanyak mungkin, sehingga ketahanan seluruh jaringan terus meningkat. Arweave mengambil pendekatan konservatif dengan menyadari bahwa mereka tidak sesuai dengan preferensi pasar, tidak merangkul komunitas penambang, ekosistem sepenuhnya terhenti, melakukan upgrade jaringan utama dengan biaya minimal, dan terus menurunkan ambang batas perangkat keras tanpa mengorbankan keamanan jaringan.

Tinjauan jalan menuju peningkatan 1.5-2.9

Versi 1.5 Arweave mengungkapkan kerentanan di mana penambang dapat mengandalkan tumpukan GPU daripada penyimpanan nyata untuk mengoptimalkan peluang menghasilkan blok. Untuk mengekang tren ini, versi 1.7 memperkenalkan algoritma RandomX, membatasi penggunaan daya komputasi yang terfokus, dan meminta CPU umum untuk berpartisipasi dalam penambangan, sehingga mengurangi sentralisasi daya komputasi.

Dalam versi 2.0, Arweave mengadopsi SPoA, mengubah bukti data menjadi jalur sederhana dalam struktur pohon Merkle, dan memperkenalkan transaksi format 2 untuk mengurangi beban sinkronisasi. Arsitektur ini mengurangi tekanan bandwidth jaringan, sehingga kemampuan kolaborasi node meningkat secara signifikan. Namun, beberapa penambang masih dapat menghindari tanggung jawab kepemilikan data yang sebenarnya melalui strategi kolam penyimpanan terpusat yang cepat.

Untuk memperbaiki kecenderungan tersebut, 2.4 memperkenalkan mekanisme SPoRA, yang memperkenalkan indeks global dan akses acak hash lambat, sehingga penambang harus benar-benar memiliki blok data untuk berpartisipasi dalam pembuatan blok yang valid, secara mekanis melemahkan efek penumpukan daya komputasi. Hasilnya adalah, penambang mulai memperhatikan kecepatan akses penyimpanan, mendorong penggunaan perangkat SSD dan perangkat baca/tulis cepat. 2.6 memperkenalkan rantai hash untuk mengontrol ritme pembuatan blok, menyeimbangkan manfaat marjinal dari perangkat berkinerja tinggi, memberikan ruang partisipasi yang adil bagi penambang kecil dan menengah.

Versi selanjutnya semakin memperkuat kemampuan kolaborasi jaringan dan keragaman penyimpanan: 2.7 menambahkan mekanisme penambangan kolaboratif dan kolam penambangan, meningkatkan daya saing penambang kecil; 2.8 meluncurkan mekanisme pengemasan komposit, memungkinkan perangkat berkapasitas besar dan lambat untuk berpartisipasi secara fleksibel; 2.9 kemudian memperkenalkan proses pengemasan baru dalam format replica_2_9, secara signifikan meningkatkan efisiensi dan mengurangi ketergantungan komputasi, menyelesaikan model penambangan yang berorientasi data.

Secara keseluruhan, jalur peningkatan Arweave jelas menunjukkan strategi jangka panjang yang berorientasi pada penyimpanan: sambil terus melawan tren konsentrasi kekuatan komputasi, terus menurunkan hambatan partisipasi, memastikan kemungkinan operasi jangka panjang dari protokol.

Walrus: Apakah merangkul data panas adalah sekadar omong kosong atau memiliki makna yang mendalam?

Walrus dari segi desain, sangat berbeda dengan Filecoin dan Arweave. Titik awal Filecoin adalah menciptakan sistem penyimpanan yang dapat diverifikasi secara desentralisasi, dengan biaya penyimpanan data dingin; Titik awal Arweave adalah menciptakan perpustakaan Alexandria di blockchain yang dapat menyimpan data secara permanen, dengan biaya terlalu sedikit skenario; Titik awal Walrus adalah mengoptimalkan biaya penyimpanan untuk protokol penyimpanan data panas.

Modifikasi Sihir Kode Penghapusan: Inovasi Biaya atau Botol Baru Berisi Anggur Lama?

Dalam desain biaya penyimpanan, Walrus berpendapat bahwa biaya penyimpanan Filecoin dan Arweave tidak wajar, keduanya mengadopsi arsitektur replikasi penuh, yang memiliki keunggulan utama yaitu setiap node memiliki salinan lengkap, memberikan ketahanan yang kuat dan independensi antar node. Arsitektur semacam ini dapat memastikan bahwa meskipun beberapa node offline, jaringan masih memiliki ketersediaan data. Namun, ini juga berarti bahwa sistem memerlukan redundansi salinan ganda untuk mempertahankan ketahanan, yang pada gilirannya meningkatkan biaya penyimpanan. Terutama dalam desain Arweave, mekanisme konsensus itu sendiri mendorong penyimpanan redundansi node untuk meningkatkan keamanan data. Sebaliknya, Filecoin lebih fleksibel dalam kontrol biaya, tetapi dengan biaya bahwa beberapa penyimpanan berbiaya rendah mungkin memiliki risiko kehilangan data yang lebih tinggi. Walrus berusaha menemukan keseimbangan antara keduanya, mekanismenya mengontrol biaya replikasi sekaligus meningkatkan ketersediaan melalui cara redundansi terstruktur, sehingga membangun jalur kompromi baru antara ketersediaan data dan efisiensi biaya.

Redstuff yang diciptakan oleh Walrus adalah teknologi kunci untuk mengurangi redundansi node, yang berasal dari pengkodean Reed-Solomon(RS). Pengkodean RS adalah algoritma kode penghapusan yang sangat tradisional, kode penghapusan adalah teknik yang memungkinkan penggandaan dataset dengan menambahkan fragmen redundan(erasure code) untuk merekonstruksi data asli. Dari CD-ROM hingga komunikasi satelit hingga kode QR, ia sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Kode penghapusan memungkinkan pengguna untuk mengambil sebuah blok, misalnya berukuran 1MB, kemudian "memperbesar" menjadi 2MB, di mana 1MB tambahan disebut data khusus kode penghapusan. Jika ada byte yang hilang dalam blok, pengguna dapat dengan mudah memulihkan byte tersebut melalui kode. Bahkan jika hingga 1MB blok hilang, Anda masih dapat memulihkan seluruh blok. Teknologi yang sama memungkinkan komputer membaca semua data di CD-ROM, bahkan jika telah rusak.

Saat ini yang paling umum digunakan adalah kode RS. Cara implementasinya adalah, mulai dari k blok informasi, membangun polinomial terkait, dan mengevaluasinya pada koordinat x yang berbeda untuk mendapatkan blok kode. Dengan menggunakan kode penghapusan RS, kemungkinan kehilangan banyak data secara acak sangat kecil.

Contoh: membagi sebuah file menjadi 6 blok data dan 4 blok paritas, total 10 bagian. Asalkan menyimpan 6 bagian di antaranya, data asli dapat dipulihkan sepenuhnya.

Keuntungan: kemampuan toleransi kesalahan yang kuat, banyak digunakan dalam CD/DVD, array disk tahan kesalahan (RAID), dan sistem penyimpanan awan ( seperti Azure Storage, Facebook F4).

Kekurangan: Dekoding perhitungan yang kompleks, biaya yang cukup tinggi; tidak cocok untuk skenario data yang sering berubah. Oleh karena itu biasanya digunakan untuk pemulihan dan penjadwalan data di lingkungan terpusat di luar rantai.

Dalam arsitektur Desentralisasi, Storj dan Sia telah menyesuaikan kode RS tradisional untuk memenuhi kebutuhan nyata jaringan terdistribusi. Walrus juga mengusulkan varian mereka sendiri - algoritma pengkodean RedStuff, untuk mencapai mekanisme penyimpanan redundan yang lebih murah dan lebih fleksibel.

Apa fitur utama dari Redstuff? Dengan memperbaiki algoritma pengkodean penghapusan, Walrus dapat dengan cepat dan andal mengkodekan blok data tidak terstruktur menjadi potongan yang lebih kecil, yang disimpan secara terdistribusi di jaringan node penyimpanan. Bahkan jika hingga dua pertiga potongan hilang, blok data asli dapat direkonstruksi dengan cepat menggunakan sebagian potongan. Ini dimungkinkan dengan menjaga faktor replikasi hanya 4 hingga 5 kali.

Oleh karena itu, mendefinisikan Walrus sebagai sebuah lingkaran