Desentralisasi penyimpanan: jalan panjang dari konsep ke praktis

Desentralisasi penyimpanan pernah menjadi salah satu jalur terpopuler di industri blockchain. Filecoin sebagai proyek terkemuka di bull market sebelumnya, pernah memiliki nilai pasar lebih dari sepuluh miliar dolar. Arweave dengan konsep penyimpanan permanennya, juga pernah mencapai nilai pasar tiga puluh lima miliar dolar. Namun, dengan diragukannya ketersediaan penyimpanan data dingin, kebutuhan akan penyimpanan permanen juga dipertanyakan, apakah desentralisasi penyimpanan benar-benar dapat terwujud menjadi sebuah pertanyaan yang belum terjawab.

Belakangan ini, kemunculan Walrus telah membawa energi baru bagi arena penyimpanan yang telah lama sepi. Sementara itu, proyek Shelby yang diluncurkan oleh Aptos dan Jump Crypto berusaha untuk mencapai terobosan di bidang penyimpanan data panas. Jadi, apakah penyimpanan desentralisasi mungkin bangkit kembali, memberikan solusi untuk berbagai skenario aplikasi? Atau hanya sekadar putaran lain dari spekulasi konsep? Artikel ini akan menganalisis jalur pengembangan dari empat proyek: Filecoin, Arweave, Walrus, dan Shelby, untuk mengeksplorasi perubahan narasi penyimpanan desentralisasi, serta mencoba menjawab pertanyaan ini: Seberapa jauh jalan menuju adopsi penyimpanan desentralisasi?

Filecoin: Penyimpanan hanyalah tampak, penambangan adalah inti.

Filecoin adalah salah satu altcoin yang muncul di awal, dan arah pengembangannya secara alami berfokus pada Desentralisasi. Ini adalah karakteristik umum altcoin awal - mencari makna Desentralisasi dalam berbagai bidang tradisional. Filecoin juga tidak terkecuali, ia menghubungkan penyimpanan dengan Desentralisasi, menunjukkan masalah kepercayaan dari penyedia layanan penyimpanan data terpusat. Oleh karena itu, tujuan Filecoin adalah mengubah penyimpanan terpusat menjadi penyimpanan Desentralisasi. Namun, dalam proses mencapai Desentralisasi, beberapa aspek yang牺牲justru menjadi titik sakit yang coba diselesaikan oleh proyek Arweave atau Walrus di kemudian hari. Untuk memahami mengapa Filecoin sebenarnya hanya merupakan koin tambang, perlu dipahami bahwa keterbatasan objektif dari teknologi dasar IPFS tidak cocok untuk menangani data panas.

IPFS: Bottleneck pengiriman arsitektur Desentralisasi

IPFS( Sistem File Antarbintang) sudah ada sejak sekitar tahun 2015, bertujuan untuk menggantikan protokol HTTP tradisional melalui pengalamatan konten. Kelemahan terbesar IPFS adalah kecepatan akses yang sangat lambat. Di era di mana penyedia layanan data tradisional dapat mencapai respons tingkat milidetik, IPFS masih memerlukan waktu belasan detik untuk mendapatkan sebuah file, yang menyulitkan penerapannya dalam praktik, dan juga menjelaskan mengapa, kecuali untuk 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 CDN tradisional.

Meskipun IPFS itu sendiri bukanlah blockchain, tetapi konsep desain graf yang terarah dan tidak siklis (DAG) yang diadopsinya sangat cocok dengan banyak rantai publik dan protokol Web3, menjadikannya secara alami cocok sebagai kerangka dasar untuk membangun blockchain. Oleh karena itu, meskipun ia tidak memiliki nilai praktis, sebagai kerangka dasar yang mendukung narasi blockchain sudah cukup, proyek-proyek awal yang meniru hanya memerlukan kerangka yang dapat berfungsi untuk memulai eksplorasi luar angkasa. Namun, ketika Filecoin berkembang ke tahap tertentu, kelemahan yang dibawa oleh IPFS mulai menghambat kemajuannya.

Logika koin tambang di bawah lapisan penyimpanan

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

Dalam model ekonomi token Filecoin, terdapat tiga peran utama: pengguna bertanggung jawab untuk membayar biaya penyimpanan data; penambang penyimpanan mendapatkan insentif token karena menyimpan data pengguna; penambang pengambilan menyediakan data saat dibutuhkan pengguna dan mendapatkan insentif.

Model ini memiliki ruang untuk potensi penyalahgunaan. Penambang penyimpanan mungkin mengisi data sampah setelah menyediakan ruang penyimpanan untuk mendapatkan imbalan. Karena data sampah ini tidak akan diambil, bahkan jika hilang, tidak akan memicu mekanisme penalti penambang penyimpanan. 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 sembarangan, tetapi tidak dapat mencegah penambang mengisi data sampah.

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

Arweave: lahir dari jangka panjang, kalah dari jangka panjang

Jika tujuan desain Filecoin adalah untuk membangun "data cloud" yang dapat diinsentifisasi dan dapat dibuktikan secara desentralisasi, maka Arweave mengambil 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. Ekstremisme jangka panjang ini membuat Arweave sangat berbeda dari Filecoin, mulai 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 jangka panjang yang diukur dalam tahun. Arweave tidak peduli dengan pemasaran, juga tidak peduli dengan pesaing dan tren perkembangan pasar. Ia hanya terus maju di jalan iterasi arsitektur jaringan, bahkan jika tidak ada yang memperhatikan, karena inilah esensi tim pengembang Arweave: jangka panjang. Berkat jangka panjang, Arweave sangat diminati di pasar bullish sebelumnya; juga karena jangka panjang, meskipun jatuh ke titik terendah, Arweave masih bisa bertahan melalui beberapa siklus bullish dan bearish. Hanya saja, apakah penyimpanan desentralisasi di masa depan memiliki tempat untuk Arweave?

Jaringan utama Arweave dari versi 1.5 hingga versi 2.9 terbaru, meskipun telah kehilangan panasnya diskusi pasar, tetapi terus berupaya untuk memungkinkan lebih banyak penambang berpartisipasi dalam jaringan dengan biaya yang minimal, dan mendorong penambang untuk menyimpan data sebanyak mungkin, sehingga ketahanan seluruh jaringan terus meningkat. Arweave menyadari bahwa mereka tidak sesuai dengan preferensi pasar, oleh karena itu mengambil jalur konservatif, tidak merangkul komunitas penambang, ekosistem sepenuhnya terhenti, dengan biaya minimal untuk meningkatkan jaringan utama, terus menurunkan ambang perangkat keras tanpa mengorbankan keamanan jaringan.

Tinjauan jalan peningkatan 1.5-2.9

Versi 1.5 Arweave memperlihatkan celah di mana penambang dapat mengandalkan tumpukan GPU daripada penyimpanan yang sebenarnya untuk mengoptimalkan peluang pembuatan blok. Untuk membendung tren ini, versi 1.7 memperkenalkan algoritma RandomX, membatasi penggunaan daya komputasi yang terampil, dan meminta CPU umum untuk berpartisipasi dalam penambangan, sehingga mengurangi pusat daya komputasi.

Dalam versi 2.0, Arweave menggunakan SPoA, mengubah pembuktian data menjadi jalur ringkas dari 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 cepat terpusat.

Untuk mengoreksi kecenderungan ini, 2.4 meluncurkan mekanisme SPoRA, memperkenalkan indeks global dan akses acak hash lambat, sehingga penambang harus benar-benar memiliki blok data untuk berpartisipasi dalam pemblokiran yang efektif, secara mekanisme mengurangi efek penumpukan daya komputasi. Hasilnya, penambang mulai memperhatikan kecepatan akses penyimpanan, yang mendorong penggunaan SSD dan perangkat baca/tulis berkecepatan tinggi. 2.6 memperkenalkan rantai hash untuk mengontrol ritme pemblokiran, menyeimbangkan manfaat marginal perangkat berkinerja tinggi, dan memberikan ruang partisipasi yang adil bagi penambang kecil dan menengah.

Versi selanjutnya semakin memperkuat kemampuan kolaborasi jaringan dan keberagaman penyimpanan: 2.7 menambahkan mekanisme penambangan kolaboratif dan kolam tambang, meningkatkan daya saing penambang kecil; 2.8 memperkenalkan mekanisme pengemasan kompleks, memungkinkan perangkat berkapasitas besar dan kecepatan rendah untuk berpartisipasi secara fleksibel; 2.9 memperkenalkan proses pengemasan baru dalam format replica_2_9, secara signifikan meningkatkan efisiensi dan mengurangi ketergantungan komputasi, menyelesaikan model penambangan berbasis data dalam siklus tertutup.

Secara keseluruhan, jalur peningkatan Arweave dengan jelas menunjukkan strategi jangka panjang yang berorientasi pada penyimpanan: sambil terus melawan tren konsentrasi daya komputasi, terus menurunkan ambang partisipasi untuk menjamin kemungkinan operasi protokol dalam jangka panjang.

Walrus: Apakah memeluk data panas adalah sekadar hype atau ada sesuatu yang lebih dalam?

Pikiran desain Walrus sangat berbeda dengan Filecoin dan Arweave. Filecoin bertujuan untuk menciptakan sistem penyimpanan yang dapat diverifikasi dan desentralisasi, dengan biaya penyimpanan data dingin; Arweave bertujuan untuk menciptakan perpustakaan Alexandria di on-chain yang dapat menyimpan data secara permanen, dengan biaya karena terlalu sedikit skenario; Walrus bertujuan untuk mengoptimalkan biaya penyimpanan protokol penyimpanan data panas.

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

Dalam desain biaya penyimpanan, Walrus berpendapat bahwa pengeluaran penyimpanan Filecoin dan Arweave tidak masuk akal, karena keduanya mengadopsi arsitektur replikasi penuh, yang memiliki keunggulan utama di mana setiap node memiliki salinan lengkap, memiliki ketahanan yang kuat terhadap kesalahan dan independensi antar node. Arsitektur semacam ini dapat memastikan bahwa meskipun sebagian node offline, jaringan tetap memiliki ketersediaan data. Namun, ini juga berarti sistem memerlukan redundansi salinan untuk mempertahankan ketahanan, yang pada gilirannya meningkatkan biaya penyimpanan. Terutama dalam desain Arweave, mekanisme konsensus itu sendiri mendorong penyimpanan redundan oleh node untuk meningkatkan keamanan data. Sebaliknya, Filecoin lebih fleksibel dalam pengendalian biaya, tetapi dengan konsekuensi bahwa penyimpanan biaya rendah mungkin memiliki risiko kehilangan data yang lebih tinggi. Walrus berusaha menemukan keseimbangan antara keduanya, mekanismenya mengendalikan biaya replikasi sambil meningkatkan ketersediaan melalui cara redundansi terstruktur, sehingga membangun jalur kompromi baru antara ketersediaan data dan efisiensi biaya.

Teknologi Redstuff yang diciptakan oleh Walrus adalah 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 membangun kembali data asli. Dari CD-ROM hingga komunikasi satelit dan kode QR, teknologi ini sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Kode penghapusan memungkinkan pengguna untuk mendapatkan satu blok, misalnya berukuran 1MB, kemudian "memperbesarnya" menjadi 2MB, di mana tambahan 1MB adalah data khusus yang disebut 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 dari 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 sejumlah besar data secara acak sangat kecil.

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

Oleh karena itu, mendefinisikan Walrus sebagai protokol redundansi dan pemulihan ringan yang dirancang ulang di sekitar skenario desentralisasi adalah masuk akal. Dibandingkan dengan kode penghapusan tradisional ( seperti Reed-Solomon ), RedStuff tidak lagi mengejar konsistensi matematis yang ketat, tetapi melakukan kompromi realistis terhadap distribusi data, verifikasi penyimpanan, dan biaya komputasi. Pola ini mengabaikan mekanisme dekode instan yang diperlukan untuk penjadwalan terpusat, dan menggantinya dengan memverifikasi melalui Proof di blockchain apakah node menyimpan salinan data tertentu, sehingga dapat beradaptasi dengan struktur jaringan yang lebih dinamis dan terpinggirkan.

Inti desain RedStuff adalah membagi data menjadi dua kategori: potongan utama dan potongan sekunder: potongan utama digunakan untuk memulihkan data asli, pembentukan dan distribusinya tunduk pada batasan ketat, ambang pemulihan adalah f+1, dan memerlukan tanda tangan 2f+1 sebagai dukungan ketersediaan; potongan sekunder kemudian melalui