Walross: Suis Next-Gen Dezentralisierte Multimedia-Speicherlösung

Fortgeschrittene11/1/2024, 3:19:57 PM
Entdecken Sie Walrus, die innovative dezentrale Speicherlösung der Sui-Blockchain. Entwickelt von Mysten Labs, ist Walrus für die effiziente Speicherung von großen und multimedialen Dateien konzipiert und kombiniert die Vorteile von vollständigen Replikationssystemen und RS (Reed-Solomon)-Codierung. Mit Hilfe der neuen Programmiersprache Move und der Erasure-Codierungstechnologie garantiert es hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit. Walrus unterstützt flexible Datenzugriffe, ist mit mehreren Blockchain-Plattformen kompatibel und bietet eine kosteneffiziente Speicherlösung. Erfahren Sie, wie Walrus die Blockchain-Datenspeicherung verändert und neue Möglichkeiten für dezentrale Anwendungen eröffnet.

Am 17. Oktober 2024 kündigte das dezentrale Speicherprotokoll Walrus auf X (ehemals Twitter) den Start seines öffentlichen Testnetzes an. Walrus, das für Blockchain-Anwendungen und autonome Agenten konzipiert ist, hat bereits eine Entwicklervorschau veröffentlicht, um Feedback zu sammeln. Die wichtigsten Vorteile des Protokolls sind kostengünstiger Blob-Speicher, hohe Verfügbarkeit und Robustheit.

Walrus wird bereits genutzt, wobei das bekannte Blockchain-Medium „Decrypt“ Nachrichtenartikel, Videos und Bilder auf der Plattform speichert, um fälschungssichere Inhalte für ein verschlüsseltes Medienunternehmen zu schaffen und Vertrauen zwischen der Publikation und ihren Lesern zu fördern. Dieser Artikel gibt einen detaillierten Überblick über die technische Architektur, Betrieb und die Tokenökonomie des WAL-Tokens von Walrus.


Quelle: x

Walrus-Projektübersicht

Walrus ist eine dezentrale Speicherlösung auf der SUI-Blockchain, die von Mysten Labs, dem Entwicklungsteam hinter SUI, geleitet wird. Die Kernmitglieder dieses Teams haben zuvor an dem mittlerweile eingestellten Blockchain-Projekt Libra von Facebook gearbeitet (später in Diem umbenannt, das an Silvergate verkauft wurde). Walrus nutzt die neue Programmiersprache "Move", die aus dem Libra-Projekt stammt.

Im Gegensatz zu Mainstream-Speicherprojekten, die auf IPFS basieren, konzentriert sich Walrus auf die Verarbeitung großer Datendateien. Es ist so konzipiert, dass rohe Daten und Mediendateien wie Videos, Bilder und PDFs gespeichert und bereitgestellt werden können. Walrus ermöglicht eine schnelle und effiziente Speicherung dieser großen Dateien oder Blobs und bietet Flexibilität, Skalierbarkeit und Programmierbarkeit. Selbst bei byzantinischen Fehlern gewährleistet das Protokoll hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit.

Entwicklungsteam: Mysten Labs

Mysten Labs besteht aus führenden Experten für verteilte Systeme, Programmiersprachen und Kryptographie. Die Gründer sind leitende Angestellte von Meta's Novi Research und Hauptarchitekten der Diem-Blockchain und der Move-Programmiersprache. Die Mission von Mysten Labs ist es, Infrastruktur für Web3 aufzubauen.


Quelle: Medium

Finanzierungsinformationen

Mysten Labs wurde 2021 gegründet und konnte innerhalb von zwei Jahren ein bemerkenswertes Wachstum verzeichnen. Es sammelte 36 Millionen US-Dollar in Serie A-Finanzierung ein, gefolgt von 300 Millionen US-Dollar in Serie B. Das Projekt hat großes Interesse von der Risikokapitalgesellschaft Andreessen Horowitz (a16z) aus dem Silicon Valley auf sich gezogen.

Weitere Investoren sind Binance Labs, Coinbase Ventures und FTX Ventures, mit über 20 Institutionen, die das finanzielle Rückgrat von Mysten Labs unterstützen.


Quelle: icodrop

Haupttypen von dezentralen Speicherprotokollen

Derzeit können dezentrale Speicherprotokolle in zwei Haupttypen unterteilt werden: vollständig replizierte Systeme und Reed-Solomon (RS) codierte Systeme.

Typ 1: Vollständig replizierte Systeme

Vollständig replizierte Systeme wie Filecoin und Arweave bieten zwar einen einfachen Zugang und eine einfache Migration, stehen jedoch vor hohen Speicherkosten und Sicherheitsrisiken wie potenzielle Sybil-Angriffe. So könnte beispielsweise die Erzielung hoher Sicherheit 25-mal so viel Speicherkapazität erfordern. Obwohl diese Methode eine erlaubnislose Umgebung gewährleistet, hängt ihre Zuverlässigkeit stark von der Robustheit der ausgewählten Speicherknoten ab.

Typ 2: RS-codierte Systeme

Im Gegensatz dazu kann RS-Codierung (eine spezifische Art der Löschcodierung) den Replikationsbedarf erheblich reduzieren und die Sicherheit verbessern. Die RS-Codierung teilt eine Datei in kleinere Datensplitter auf, die jeweils einen Teil der Originaldatei darstellen. Jede Kombination von Splittern, deren Gesamtgröße die Originaldatei übersteigt, kann verwendet werden, um die Datei wiederherzustellen. Selbst wenn bis zu einem Drittel der Knoten bösartig sind, kann die RS-Codierung mit nur dreifachem Speicherüberkopf ausreichende Sicherheit gewährleisten.

Allerdings haben RS-codierte Systeme Herausforderungen, einschließlich hoher Rechenkosten und Skalierungsbeschränkungen. Sie sind nur praktisch, wenn die Gesamtdatenmenge und die Anzahl der Scherben relativ klein sind. Darüber hinaus erfordert das System, wenn Speichernodes offline gehen und ersetzt werden müssen, dass alle vorhandenen Nodes Scherben an den Ersatznode senden, was zu erheblichem Netzwerkübertragungsaufwand führt.

Unabhängig vom verwendeten Protokoll haben dezentrale Speichersysteme mit Herausforderungen bei der Datenaufbewahrung und der Koordination von Knoten zu kämpfen, die die Skalierbarkeit einschränken. Um diese Probleme zu lösen, implementieren viele Systeme Speicherprotokolle und entwickeln benutzerdefinierte Blockchains zur Handhabung von Transaktionen und Kryptowährungsoperationen, um die Gesamteffizienz und Funktionalität zu verbessern.


Quelle:Messari

Wie funktioniert der Walrus?

Wie bereits erwähnt, ist der Walrus speziell für die Speicherung großer und multimedialer Dateien konzipiert. Er kombiniert die Stärken von zwei dezentralen Speichertypen, um eine einzigartige dritte Art von blob-basierten dezentralen Speicherlösung zu schaffen: Neue Programmiersprache (Move) + Neuer Codierungsalgorithmus (Red Stuff) + SUI Blockchain.

Dies ermöglicht es Walrus, auf Hunderte von Speicher-Knoten (Anbietern) zu skalieren und eine hohe Flexibilität mit minimalem Speicheroverhead zu erreichen. Das System erfordert nicht den Aufbau eines vollständig dedizierten Blockchain-Protokolls zur Funktionsweise. Stattdessen nutzt es die vorhandene Sui-Blockchain als Steuerungsebene, um Folgendes zu verwalten:

  • Lebenszyklusverwaltung von Speicherknoten
  • Lebenszyklusverwaltung von Blobs (Binary Large Objects)
  • Wirtschaftliche und Anreizmechanismen

Dieser Ansatz ermöglicht es Walrus, die Funktionen der Sui-Blockchain zu nutzen, ohne eine Blockchain von Grund auf zu entwickeln. Dadurch wird das Design und die Implementierung von Walrus vereinfacht und gleichzeitig die wichtigen Funktionen für dezentrale Speicherung bereitgestellt.


Quelle: Walrus-Whitepaper

Unterliegende Architektur

Die Architektur des Walrosses gewährleistet, dass der Inhalt auch bei Ausfällen von Knotenpunkten oder bösartigem Verhalten zugänglich bleibt. Es verwendet eine fortschrittliche Fehlerkorrekturtechnologie, die auf schnellen linearen Springbrunncodes (Löschungscodierung) basiert, um die Widerstandsfähigkeit gegen byzantinische Fehler zu verbessern und die Unterstützung dynamisch wechselnder Speicherknoten zu ermöglichen. Walross vereinfacht seine Kernfunktionen durch die Verwendung von Sui-Smart-Verträgen zur Verwaltung von Speicherknoten und zur Überprüfung von Blobs.

Bei Walrus koordinieren Kunden Datenströme, wobei die Daten vom Herausgeber verschlüsselt und sicher gespeichert werden. Metadaten und Nachweis der Verfügbarkeit werden auf der SUI-Blockchain gespeichert und nutzen die Move-Sprache, um Komponierbarkeit und Sicherheit zu gewährleisten. Speicherkapazität kann auch tokenisiert werden, was eine Integration mit SUI-basierten Anwendungen ermöglicht. Darüber hinaus unterstützt Walrus andere Blockchains wie Solana und Ethereum. Der Datenzugriff erfolgt über Aggregatoren, die Informationen von Speicherknoten sammeln, und wird über CDNs oder Caching-Systeme bereitgestellt.

Kernkomponenten

Blob (Binary Large Object)

Ein Blob repräsentiert ein unveränderliches Objekt, das einem Datei (Rohdaten) gleichwertig ist. Die Blob-Speicherlösung ist für die Cloud-Speicherung konzipiert und hauptsächlich für große Mengen an unstrukturierten Daten wie Bilder, Dokumente und Videos gedacht. Diese Daten werden normalerweise im Binärformat gespeichert und folgen nicht unbedingt bestimmten Dateiformaten.

Neuer Codierungsalgorithmus: Rote Sache

Im Herzen von Walrus steht Red Stuff, das einen neuen zweidimensionalen Codierungsalgorithmus auf Basis von Springbrunncodes einführt. Im Gegensatz zur RS (Reed-Solomon)-Codierung beruhen Springbrunncodes hauptsächlich auf XOR (Exklusiv-ODER)-Operationen, was die mathematische Komplexität vereinfacht. Hier ist ein kurzer Überblick über Springbrunncodes und XOR:

XOR (Exklusives Oder) ist ein logischer Operator, ähnlich dem Konzept von „zwei Negativen ergeben ein Positives“. Es handelt sich um eine Art logische Analyse, die auf zwei Operanden angewendet wird. Im Gegensatz zum regulären logischen ODER liefert XOR false zurück, wenn beide Werte gleich sind, und true, wenn die Werte unterschiedlich sind.

In der Codierungstheorie sind Fountain-Codes eine Art von Löschungscode, der auf graphenbasierten linearen Kodierungstechniken basiert. Sie verbessern die Fehlerkorrekturleistung weiter, indem sie den Paketverlust reduzieren. Die beiden Haupttypen von Fountain-Codes sind LT-Codes und Raptor-Codes.

Erasure-Codierung bedeutet im Grunde, dass K Quelldatenblöcke kodiert werden und in n kodierten Datenblöcken gespeichert werden, wobei n > K. Während der Übertragung können die verbleibenden Datenblöcke (auch als K'-empfangene Daten bezeichnet) verwendet werden, um die Originaldaten (rekonstruierte Daten) wiederherzustellen, solange K' ≥ K. Dadurch wird sichergestellt, dass die Originaldaten wiederhergestellt werden können, unabhängig davon, welche Blöcke verloren gehen. Dies entspricht der untenstehenden Abbildung.


Quelle: researchgate

Speicherung und Abruf: Unterstützung für das Lesen und Schreiben von Blobs

Walrus unterstützt sowohl das Schreiben als auch das Lesen von Blobs. Es ermöglicht auch jedem, nachzuweisen, dass ein Blob gespeichert wurde und später abgerufen werden kann.

Der Blob-Schreibprozess in Walrus integriert Blockchain-Technologie mit verteiltem Speicher. Die Autoren codieren Blobs mit dem Red Stuff-Algorithmus, registrieren sie auf der Blockchain, um Speicherplatz zu erhalten, und verteilen die Fragmente an Speicherknoten. Ein Speicherzertifikat wird dann auf der Blockchain veröffentlicht, um die Verfügbarkeit des Blobs zu bestätigen. Dieser Prozess gewährleistet verteilten Speicher und Datenzuverlässigkeit und nutzt gleichzeitig die Blockchain zur Verwaltung von Metadaten und Koordination des Speichers.

Während des Lesevorgangs können Benutzer Commitments und primäre Fragmente des Blobs von einem beliebigen Speicherknoten anfordern. Sobald ausreichend gültige Nachweise gesammelt sind, wird der Blob rekonstruiert und überprüft. Die Eigenschaften von Red Stuff gewährleisten konsistente Lesevorgänge, und unter normalen Bedingungen müssen Benutzer nur geringfügig mehr Daten als die ursprüngliche Blob-Größe herunterladen. Das System bietet Anreize für Szenarien mit hoher Nachfrage, um die Leseeffizienz aufrechtzuerhalten, was im Abschnitt „Anreizmechanismus“ erörtert wird. Darüber hinaus trägt die Verwendung von Aggregatoren und Caching dazu bei, die Häufigkeit der Blob-Rekonstruktion zu verringern und die Gesamtleistung zu verbessern.

Kosteneffizienz und asynchrone Datenintegrität: Rotes Zeug + Fehlerkorrektur

Wie bereits besprochen, gibt es zwei Hauptarten von dezentralen Speicherprotokollen: Vollreplikation und RS-Codierung. Walrus ist der Ansicht, dass diese Methoden zwar geringe Overheads und starke Garantien bieten, jedoch für langfristige Einsätze ungeeignet sind. In großangelegten Systemen, die über längere Zeit laufen, sind Speicherknoten anfällig für Ausfälle, Fragmentverlust oder häufige Knotenfluktuation. In permissionless Systemen können Speicherknoten auch bei Anreizen natürlich ausscheiden, was zu Datenverlust führt. Unabhängig von der Ursache erfordert die Wiederherstellung verlorener Fragmente für neue Knoten erhebliche Kosten für die Datenübertragung.

Daher schlägt Walrus vor, dass die Kosten für die Wiederherstellung verlorener Daten proportional nur zur Menge der wiederherzustellenden Daten sein sollten. Zusätzlich sollten diese Wiederherstellungskosten mit zunehmender Anzahl von Knoten im Netzwerk abnehmen.

Um dies zu erreichen, verwendet Red Stuff zweidimensionale Codierungstechniken (basierend auf XOR-Logik), um Daten in Fragmente zu teilen und über Speicherknoten zu verteilen. Dies ermöglicht eine effizientere Wiederherstellung verlorener Daten, ohne dass der gesamte Blob heruntergeladen werden muss.


Quelle:Walrus-Whitepaper

Durch die Nutzung fortschrittlicher Löschcodierung hält Walrus die Speicherkosten auf etwa das Fünffache der Größe des gespeicherten Blobs. Die codierten Daten für jeden Blob werden über verschiedene Speicherknoten verteilt, um eine asynchrone Datenintegrität sicherzustellen. Dieser Ansatz ist wesentlich kosteneffektiver als herkömmliche vollständige Replikationsmethoden und bietet eine größere Fehlertoleranz als Protokolle, die jeden Blob nur innerhalb einer Teilmenge von Speicherknoten speichern.


Quelle: Walross-Weißbuch

Flexible Access

Benutzer können mit Walrus über die Befehlszeilenschnittstelle (CLI), das Software Development Kit (SDK) und Web2-HTTP-Technologien interagieren. Walrus ist darauf ausgelegt, gut mit herkömmlichen Caching- und Content Delivery Networks (CDNs) zu arbeiten, und dabei sicherzustellen, dass alle Operationen mit lokalen Tools zur Maximierung der Dezentralisierung ausgeführt werden können.

Walrus Tokenomics und Anreizmechanismen

Die wirtschaftlichen Herausforderungen von Walrus unterscheiden sich von denen typischer Blockchains, da Walrus die SUI-Blockchain als ihre Kontrollebene verwendet und die Sicherheit des Blockchain-Konsenses erbt. Walrus verwendet einen Delegated Proof-of-Stake (DPoS)-Mechanismus, bei dem Stakeholder ihre Token in jedem Zyklus an Kandidaten-Speicherknoten delegieren. Das DPoS-System verhindert Sybil-Angriffe und verwendet den WAL-Token für Governance und Staking, um effiziente Netzwerkbetrieb zu incentivieren. Speicherknoten müssen WAL-Token setzen, um am Netzwerk teilzunehmen. Das DPoS-Netzwerk stellt sicher, dass Daten wiederhergestellt werden können, selbst wenn Knoten hinzukommen, verlassen, Einsätze anpassen oder nicht kooperieren. Die Governance bestimmt auch Strafen, um gutes Verhalten zu fördern.

Da das Netzwerk jedoch dezentralisiert ist, kann die Knotenfluktuation im Laufe der Zeit zu einer „Tragödie der Allmende“ führen. Die Sicherstellung langfristiger Verpflichtungen ist daher eine erhebliche Herausforderung für das Walross-System.

Um dies zu adressieren, hat Walrus ein Wirtschafts- und Anreizsystem entworfen, um wettbewerbsfähige Preise, effiziente Ressourcenallokation und minimales feindliches Verhalten sicherzustellen. Es führt ein staking-basiertes Wirtschaftsmodell ein, das Belohnungen und Strafen verwendet, um Anreize anzupassen und langfristige Verpflichtungen durchzusetzen. Dieses System umfasst Preismechanismen für Speicherressourcen und Schreiboperationen, ergänzt durch ein token-gesteuertes Modell für Parameteranpassungen.

WAL-Token-Staking und Governance

Das Tokenomics von Walrus dreht sich hauptsächlich um das WAL-Token, wobei Speicherknoten oder ihre Vertreter WAL-Token als Grundlage für die Sicherheit von Walrus einsetzen. Gutes Verhalten wird belohnt, während schlechtes Verhalten bestraft wird (geschnitten). Der Staking-Mechanismus von Walrus besteht aus vier Kernkomponenten: Staking und Zuweisung von Daten-Shards, der Unstaking-Prozess, die Ansammlung von Belohnungen und Strafen sowie Anpassungen, die für die Selbstverwahrung von Vermögenswerten erforderlich sind. Dieses Design gewährleistet Sicherheit und Effizienz und bietet gleichzeitig Flexibilität und Anreize für die Teilnehmer.

1)Delegiertes Staking und Daten-Shard-Zuweisung

Walrus enthält eine delegierte Stake-Layer, die es allen Benutzern ermöglicht, an der Sicherheit des Netzwerks teilzunehmen. Knoten konkurrieren um die Anziehung von Benutzer-Stakes, die bestimmen, wie Shards zugewiesen werden. Benutzer wählen Knoten zum Staken basierend auf Reputation, eingesetztem Kapital und Provisionssätzen aus. Sobald ein Zyklus gesperrt ist (z. B. am Kontrollpunkt „c“ in Abbildung 5), wird der Stake dem ausgewählten Speicherknoten zugewiesen und Daten-Shards werden entsprechend dem Anteil des Knotens am Gesamtstake für den nächsten Zyklus zugewiesen.

Speichernodes können selbst entscheiden, wie viel Kapital sie einsetzen möchten - oder sogar wählen, kein Kapital einzusetzen, da Walrus keine Mindestkapitalanforderungen stellt. Dieses flexible Design ermöglicht es Nodes unterschiedlicher Größe und Kapitalstärke, teilzunehmen und gibt den Delegierten die Freiheit, die Eignung jedes Nodes zu bewerten.

Kommissionssatz-Sicherheitsvorkehrungen

Walrus bietet Schutzmechanismen für Provisionssätze. Walrus verlangt von den Knoten (d.h. Speicheranbietern), ihre Provisionssätze vor dem Ablauf jeder Zyklusfrist festzulegen, und dieser Provisionssatz bleibt während des gesamten Zyklus unverändert. Der Zweck dieses Mechanismus ist:

  • Um Transparenz und Vorhersehbarkeit für Delegierende (d.h. Staker) zu gewährleisten. Sie können deutlich erkennen, welchen Kommissionssatz sie während des gesamten Zyklus zahlen müssen.
  • Um zu verhindern, dass Knotenpunkte die Provisionssätze plötzlich erheblich erhöhen, haben Delegatoren genügend Zeit, ihre Einsätze zu entziehen, bevor der neue Satz in Kraft tritt.

Selbstverwahrung von gestakten Vermögenswerten

Walrus verwendet ein Self-Custody-Modell, ähnlich wie Sui. Wenn Benutzer ihre Gelder einsetzen, werden die Gelder in ihre eigenen Verwahrungsobjekte verpackt, anstatt direkt an das Walrus-System übertragen zu werden. Dies reduziert Systemschwachstellen und ermöglicht es den Benutzern, zusätzliche Funktionen auf ihren gestakten Vermögenswerten aufzubauen, obwohl dies einige betriebliche Herausforderungen mit sich bringt.

Obwohl Walrus das gesteckte Kapital kürzen kann, hat es keine Verwahrung über die Mittel, was bedeutet, dass es unbezahlte Strafen verfolgt. Wenn Benutzer versuchen, ihre WAL-Token abzuheben, müssen sie ihr Verwahrungsobjekt dem Walrus-Smart-Vertrag zur Entsperrung vorlegen, und alle ausstehenden Strafen werden vom gesteckten Betrag abgezogen. Walrus kann auch Herausforderungen bei der Cashflow haben, wenn Strafen an andere Teilnehmer verteilt werden müssen. Um sich auf extreme Fälle vorzubereiten (z. B. eine vollständig gekürzte Node-Wette oder eine nicht zurückgegebene Gegenstand), behält Walrus einen Reservefonds - 5% des anfänglichen Kapitals - für Rücknahmen, um Benutzer zu Anreizen, alle gesteckten Objekte zurückzugeben.

2)Shard-Migration

Shard-Migration ist ein Mechanismus, der ausgelöst wird, wenn das System die Speicherlast über die Knoten hinweg ausgleichen muss, oder wenn Knoten offline gehen, oder Änderungen im relativen Anteil der Knoten auftreten. Dieser Prozess verteilt Datenshards unter verschiedenen Knoten neu, um die Leistung des Netzwerks aufrechtzuerhalten.

Shard-Migration besteht aus drei Phasen: Allokationsalgorithmus, kooperativer Übertragungspfad und Wiederherstellungspfad.

  1. Zuweisungsalgorithmus: Am Ende jedes Zyklus führt das System einen Algorithmus aus, um zu bestimmen, wie Shards für den nächsten Zyklus unter den Knotenpunkten verteilt werden sollen, basierend auf dem Einsatz jedes Knotenpunkts und anderen Faktoren.
  2. Kooperativer Pfad: Dies ist die primäre Methode zum Übertragen von Shards. Knoten koordinieren sich, um Shards von einem Knoten zum anderen zu übertragen. Wenn die Übertragung erfolgreich ist, sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich.
  3. Wiederherstellungspfad: Das System aktiviert den Wiederherstellungsmechanismus, wenn der kooperative Transfer fehlschlägt (z. B. der Empfangsknoten nicht alle Daten empfängt oder den Empfang nicht bestätigt). Dies kann die Bestrafung des für den gescheiterten Transfer verantwortlichen Knotens und die Einbindung anderer Knoten in die Wiederherstellung beinhalten.

Der Shard-Migrationsmechanismus gewährleistet ein dynamisches Gleichgewicht und Sicherheit im Walrus-Netzwerk und ermöglicht es dem System, sich an Knotenänderungen anzupassen und potenzielle Angriffe zu verhindern.

3) Preisgestaltung und Zahlungsmechanismus für Speicherschreiboperationen

Als dezentrales System erfordert Walrus einen Mechanismus zur Bestimmung des Werts und der Zuweisung von Ressourcen. Dieser Mechanismus ermöglicht es den Knotenpunkten, wettbewerbsfähige Dienste anzubieten und gleichzeitig angemessen entschädigt zu werden, um wirtschaftliche Anreize zu schaffen. Feste Preisgestaltung und Vorauszahlungsmodelle bringen Stabilität in das System, indem sie das Risiko von Preisvolatilität minimieren.

Preismechanismus & Zahlungsprozess

Zu Beginn jeder Epoche stimmen Speicherknoten über Speicher- und Schreibpreise ab. Das System wählt das 66,67. Perzentil (nach Einsatzgewicht) als endgültigen Preis aus. Benutzer zahlen den Schreibpreis bei der Registrierung eines BLOBs und die Speichergebühr beim Kauf von Speicherplatz. Diese Gebühren werden am Ende der Epoche an die entsprechenden Knoten verteilt, um faire Preise und einen reibungslosen Systembetrieb zu gewährleisten.

4) WAL-Token Governance

Die Governance in Walrus funktioniert über den WAL-Token, der die Systemparameter anpasst. Vier Schlüsselparameter können angepasst werden, darunter solche, die mit der Shard-Wiederherstellung und Datenherausforderungen zusammenhängen. Vor der Staking-Frist jeder Epoche kann ein beliebiger Walrus-Knoten einen Vorschlag zur Anpassung der Parameter einreichen. Die Knoten stimmen über Vorschläge ab, wobei die Abstimmungsmacht proportional zu ihrem Gesamteinsatz (einschließlich delegiertem Einsatz) ist. Ein Vorschlag erfordert über 50% Zustimmung und muss das Quorum erfüllen, um in der nächsten Epoche umgesetzt zu werden.

Anreizmechanismen

Speicherherausforderungen

Der Speicherherausforderungsmechanismus im Walross-System gewährleistet die Einhaltung von Speicherknoten und die wirtschaftliche Sicherheit des Systems.

Die Anreizpolitik für Speicherherausforderungen kann wie folgt zusammengefasst werden: Das Walrus-System verwendet periodische zufällige Herausforderungen, um zu überprüfen, ob Speicherknoten die behaupteten Daten gespeichert haben. Die Knoten müssen auf diese Herausforderungen reagieren, indem sie den Nachweis für die ausgewählten Blöcke erbringen. Wenn die Knoten in diesen Herausforderungen gut abschneiden (50% oder mehr positive Berichte erhalten), gelten sie als ihren Verantwortungen nachgekommen. Andererseits werden schlecht abschneidende Knoten mit Strafen wie dem Abziehen ihrer eingesetzten Tokens konfrontiert. Dieser Anreizmechanismus soll vor allem die Knoten dazu ermutigen, ehrlich zu handeln und die Integrität des Netzwerks aufrechtzuerhalten.

Lesen Sie Belohnungen

Das Hauptziel von Walrus ist es, robusten Blob-Speicher bereitzustellen. Es ermutigt Speicherknoten, kostenlose und schnelle Lese-Services bereitzustellen, aber schreibt es nicht vor. Während einige Speicherknoten bereit sind, Lese-Services zur Unterstützung von Walrus bereitzustellen, wird es auch Knoten geben, die nur Speicher bereitstellen. Wenn zufällig alle Knoten erwarten, dass andere Knoten Lese-Services bereitstellen, könnte dies zu einer Situation führen, in der Client-Anfragen für Lesevorgänge unbeantwortet bleiben und den normalen Betrieb des Walrus-Systems beeinträchtigen. Um dieses Problem zu lösen, bietet Walrus drei Anreizprogramme für Lesevorgänge:

1)Node Service Modell: Benutzer schließen kostenpflichtige Verträge mit Speicherknoten ab, um Daten zu lesen. Dies kann direkte kostenpflichtige Endpunkte oder Unternehmensvereinbarungen umfassen. Diese Methode könnte zu der primären Art und Weise werden, wie Caches und Inhaltsanbieter mit Walrus interagieren.

2)On-Chain-Bounties: Wenn ein Lesevorgang fehlschlägt, können Benutzer Prämien On-Chain veröffentlichen. Speichernodes verdienen Prämien, indem sie die Daten bereitstellen. Diese Methode wird über Sui-Smart Contracts implementiert, kann jedoch umständlich und komplex sein.

3)Light Node Sampling: Diese Methode führt leichte Knoten als zusätzliche Teilnehmer ein und bietet dezentrale Sicherheitsgarantien der Ebene 2. Sie ermöglicht es leichten Knoten, Symbole direkt von Speicherknoten durch bestmögliche Lesevorgänge oder das Herunterladen von Blobs über den Cache zu samplen und neu zu codieren. Obwohl diese Methode komplex ist, ist sie robuster und bietet einen Weg für die Beteiligung der Gemeinschaft.

All diese Schemata zielen darauf ab, die Verfügbarkeit und Effizienz des Walrus-Systems sicherzustellen und gleichzeitig seine dezentrale Natur beizubehalten.

Schlussfolgerung

Walrus ist ein innovatives dezentrales Datenspeichersystem, das die 2D-Codierungstechnologie mit einem delegierten Proof-of-Stake-Mechanismus kombiniert. Diese Kombination bietet den Benutzern effiziente, sichere und kostengünstige Datenspeicherlösungen. Das System erreicht eine effiziente Datenwiederherstellung und kostengünstigen Speicher, während es durch flexible Zugriffsmethoden und robuste Anreizmechanismen die Netzwerkstabilität und Zuverlässigkeit sicherstellt. Das clevere wirtschaftliche Modell von Walrus verhindert die "Tragödie der Allmende", während sein dezentraler Governance-Mechanismus, implementiert durch WAL-Token, die Autonomie und Nachhaltigkeit des Systems weiter verbessert.

Von einer Investitionsperspektive aus gesehen ist Walrus einzigartig positioniert auf dem schnell wachsenden Markt für dezentralen Speicher. Es löst nicht nur die Probleme des traditionellen zentralisierten Speichers, sondern bietet auch signifikante Wettbewerbsvorteile in Bezug auf Effizienz und Kosten. Allerdings könnte Walrus als aufstrebendes Projekt technische Herausforderungen und Sicherheitsrisiken haben und sein langfristiger Erfolg hängt weitgehend von der Akzeptanzrate in praktischen Anwendungen ab.

Insgesamt stellt Walrus einen bedeutenden Durchbruch in der Blockchain-Technologie bei der Datenspeicherung dar und bietet langfristigen Investoren eine potenziell wertvolle Gelegenheit. Es zeigt die zukünftige Richtung der dezentralen Speicherung auf und hat das Potenzial, revolutionäre Veränderungen in der Datenverwaltung und dem Datenschutz zu bringen. Allerdings sollten Investoren wie bei allen Investitionen in aufkommende Technologien Risiken umfassend bewerten, die Entwicklung des Projekts und die Marktreaktionen genau überwachen, um informierte Anlageentscheidungen zu treffen.

Autor: Deniz
Übersetzer: Sonia
Rezensent(en): Edward、Piccolo、Elisa
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Walross: Suis Next-Gen Dezentralisierte Multimedia-Speicherlösung

Fortgeschrittene11/1/2024, 3:19:57 PM
Entdecken Sie Walrus, die innovative dezentrale Speicherlösung der Sui-Blockchain. Entwickelt von Mysten Labs, ist Walrus für die effiziente Speicherung von großen und multimedialen Dateien konzipiert und kombiniert die Vorteile von vollständigen Replikationssystemen und RS (Reed-Solomon)-Codierung. Mit Hilfe der neuen Programmiersprache Move und der Erasure-Codierungstechnologie garantiert es hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit. Walrus unterstützt flexible Datenzugriffe, ist mit mehreren Blockchain-Plattformen kompatibel und bietet eine kosteneffiziente Speicherlösung. Erfahren Sie, wie Walrus die Blockchain-Datenspeicherung verändert und neue Möglichkeiten für dezentrale Anwendungen eröffnet.

Am 17. Oktober 2024 kündigte das dezentrale Speicherprotokoll Walrus auf X (ehemals Twitter) den Start seines öffentlichen Testnetzes an. Walrus, das für Blockchain-Anwendungen und autonome Agenten konzipiert ist, hat bereits eine Entwicklervorschau veröffentlicht, um Feedback zu sammeln. Die wichtigsten Vorteile des Protokolls sind kostengünstiger Blob-Speicher, hohe Verfügbarkeit und Robustheit.

Walrus wird bereits genutzt, wobei das bekannte Blockchain-Medium „Decrypt“ Nachrichtenartikel, Videos und Bilder auf der Plattform speichert, um fälschungssichere Inhalte für ein verschlüsseltes Medienunternehmen zu schaffen und Vertrauen zwischen der Publikation und ihren Lesern zu fördern. Dieser Artikel gibt einen detaillierten Überblick über die technische Architektur, Betrieb und die Tokenökonomie des WAL-Tokens von Walrus.


Quelle: x

Walrus-Projektübersicht

Walrus ist eine dezentrale Speicherlösung auf der SUI-Blockchain, die von Mysten Labs, dem Entwicklungsteam hinter SUI, geleitet wird. Die Kernmitglieder dieses Teams haben zuvor an dem mittlerweile eingestellten Blockchain-Projekt Libra von Facebook gearbeitet (später in Diem umbenannt, das an Silvergate verkauft wurde). Walrus nutzt die neue Programmiersprache "Move", die aus dem Libra-Projekt stammt.

Im Gegensatz zu Mainstream-Speicherprojekten, die auf IPFS basieren, konzentriert sich Walrus auf die Verarbeitung großer Datendateien. Es ist so konzipiert, dass rohe Daten und Mediendateien wie Videos, Bilder und PDFs gespeichert und bereitgestellt werden können. Walrus ermöglicht eine schnelle und effiziente Speicherung dieser großen Dateien oder Blobs und bietet Flexibilität, Skalierbarkeit und Programmierbarkeit. Selbst bei byzantinischen Fehlern gewährleistet das Protokoll hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit.

Entwicklungsteam: Mysten Labs

Mysten Labs besteht aus führenden Experten für verteilte Systeme, Programmiersprachen und Kryptographie. Die Gründer sind leitende Angestellte von Meta's Novi Research und Hauptarchitekten der Diem-Blockchain und der Move-Programmiersprache. Die Mission von Mysten Labs ist es, Infrastruktur für Web3 aufzubauen.


Quelle: Medium

Finanzierungsinformationen

Mysten Labs wurde 2021 gegründet und konnte innerhalb von zwei Jahren ein bemerkenswertes Wachstum verzeichnen. Es sammelte 36 Millionen US-Dollar in Serie A-Finanzierung ein, gefolgt von 300 Millionen US-Dollar in Serie B. Das Projekt hat großes Interesse von der Risikokapitalgesellschaft Andreessen Horowitz (a16z) aus dem Silicon Valley auf sich gezogen.

Weitere Investoren sind Binance Labs, Coinbase Ventures und FTX Ventures, mit über 20 Institutionen, die das finanzielle Rückgrat von Mysten Labs unterstützen.


Quelle: icodrop

Haupttypen von dezentralen Speicherprotokollen

Derzeit können dezentrale Speicherprotokolle in zwei Haupttypen unterteilt werden: vollständig replizierte Systeme und Reed-Solomon (RS) codierte Systeme.

Typ 1: Vollständig replizierte Systeme

Vollständig replizierte Systeme wie Filecoin und Arweave bieten zwar einen einfachen Zugang und eine einfache Migration, stehen jedoch vor hohen Speicherkosten und Sicherheitsrisiken wie potenzielle Sybil-Angriffe. So könnte beispielsweise die Erzielung hoher Sicherheit 25-mal so viel Speicherkapazität erfordern. Obwohl diese Methode eine erlaubnislose Umgebung gewährleistet, hängt ihre Zuverlässigkeit stark von der Robustheit der ausgewählten Speicherknoten ab.

Typ 2: RS-codierte Systeme

Im Gegensatz dazu kann RS-Codierung (eine spezifische Art der Löschcodierung) den Replikationsbedarf erheblich reduzieren und die Sicherheit verbessern. Die RS-Codierung teilt eine Datei in kleinere Datensplitter auf, die jeweils einen Teil der Originaldatei darstellen. Jede Kombination von Splittern, deren Gesamtgröße die Originaldatei übersteigt, kann verwendet werden, um die Datei wiederherzustellen. Selbst wenn bis zu einem Drittel der Knoten bösartig sind, kann die RS-Codierung mit nur dreifachem Speicherüberkopf ausreichende Sicherheit gewährleisten.

Allerdings haben RS-codierte Systeme Herausforderungen, einschließlich hoher Rechenkosten und Skalierungsbeschränkungen. Sie sind nur praktisch, wenn die Gesamtdatenmenge und die Anzahl der Scherben relativ klein sind. Darüber hinaus erfordert das System, wenn Speichernodes offline gehen und ersetzt werden müssen, dass alle vorhandenen Nodes Scherben an den Ersatznode senden, was zu erheblichem Netzwerkübertragungsaufwand führt.

Unabhängig vom verwendeten Protokoll haben dezentrale Speichersysteme mit Herausforderungen bei der Datenaufbewahrung und der Koordination von Knoten zu kämpfen, die die Skalierbarkeit einschränken. Um diese Probleme zu lösen, implementieren viele Systeme Speicherprotokolle und entwickeln benutzerdefinierte Blockchains zur Handhabung von Transaktionen und Kryptowährungsoperationen, um die Gesamteffizienz und Funktionalität zu verbessern.


Quelle:Messari

Wie funktioniert der Walrus?

Wie bereits erwähnt, ist der Walrus speziell für die Speicherung großer und multimedialer Dateien konzipiert. Er kombiniert die Stärken von zwei dezentralen Speichertypen, um eine einzigartige dritte Art von blob-basierten dezentralen Speicherlösung zu schaffen: Neue Programmiersprache (Move) + Neuer Codierungsalgorithmus (Red Stuff) + SUI Blockchain.

Dies ermöglicht es Walrus, auf Hunderte von Speicher-Knoten (Anbietern) zu skalieren und eine hohe Flexibilität mit minimalem Speicheroverhead zu erreichen. Das System erfordert nicht den Aufbau eines vollständig dedizierten Blockchain-Protokolls zur Funktionsweise. Stattdessen nutzt es die vorhandene Sui-Blockchain als Steuerungsebene, um Folgendes zu verwalten:

  • Lebenszyklusverwaltung von Speicherknoten
  • Lebenszyklusverwaltung von Blobs (Binary Large Objects)
  • Wirtschaftliche und Anreizmechanismen

Dieser Ansatz ermöglicht es Walrus, die Funktionen der Sui-Blockchain zu nutzen, ohne eine Blockchain von Grund auf zu entwickeln. Dadurch wird das Design und die Implementierung von Walrus vereinfacht und gleichzeitig die wichtigen Funktionen für dezentrale Speicherung bereitgestellt.


Quelle: Walrus-Whitepaper

Unterliegende Architektur

Die Architektur des Walrosses gewährleistet, dass der Inhalt auch bei Ausfällen von Knotenpunkten oder bösartigem Verhalten zugänglich bleibt. Es verwendet eine fortschrittliche Fehlerkorrekturtechnologie, die auf schnellen linearen Springbrunncodes (Löschungscodierung) basiert, um die Widerstandsfähigkeit gegen byzantinische Fehler zu verbessern und die Unterstützung dynamisch wechselnder Speicherknoten zu ermöglichen. Walross vereinfacht seine Kernfunktionen durch die Verwendung von Sui-Smart-Verträgen zur Verwaltung von Speicherknoten und zur Überprüfung von Blobs.

Bei Walrus koordinieren Kunden Datenströme, wobei die Daten vom Herausgeber verschlüsselt und sicher gespeichert werden. Metadaten und Nachweis der Verfügbarkeit werden auf der SUI-Blockchain gespeichert und nutzen die Move-Sprache, um Komponierbarkeit und Sicherheit zu gewährleisten. Speicherkapazität kann auch tokenisiert werden, was eine Integration mit SUI-basierten Anwendungen ermöglicht. Darüber hinaus unterstützt Walrus andere Blockchains wie Solana und Ethereum. Der Datenzugriff erfolgt über Aggregatoren, die Informationen von Speicherknoten sammeln, und wird über CDNs oder Caching-Systeme bereitgestellt.

Kernkomponenten

Blob (Binary Large Object)

Ein Blob repräsentiert ein unveränderliches Objekt, das einem Datei (Rohdaten) gleichwertig ist. Die Blob-Speicherlösung ist für die Cloud-Speicherung konzipiert und hauptsächlich für große Mengen an unstrukturierten Daten wie Bilder, Dokumente und Videos gedacht. Diese Daten werden normalerweise im Binärformat gespeichert und folgen nicht unbedingt bestimmten Dateiformaten.

Neuer Codierungsalgorithmus: Rote Sache

Im Herzen von Walrus steht Red Stuff, das einen neuen zweidimensionalen Codierungsalgorithmus auf Basis von Springbrunncodes einführt. Im Gegensatz zur RS (Reed-Solomon)-Codierung beruhen Springbrunncodes hauptsächlich auf XOR (Exklusiv-ODER)-Operationen, was die mathematische Komplexität vereinfacht. Hier ist ein kurzer Überblick über Springbrunncodes und XOR:

XOR (Exklusives Oder) ist ein logischer Operator, ähnlich dem Konzept von „zwei Negativen ergeben ein Positives“. Es handelt sich um eine Art logische Analyse, die auf zwei Operanden angewendet wird. Im Gegensatz zum regulären logischen ODER liefert XOR false zurück, wenn beide Werte gleich sind, und true, wenn die Werte unterschiedlich sind.

In der Codierungstheorie sind Fountain-Codes eine Art von Löschungscode, der auf graphenbasierten linearen Kodierungstechniken basiert. Sie verbessern die Fehlerkorrekturleistung weiter, indem sie den Paketverlust reduzieren. Die beiden Haupttypen von Fountain-Codes sind LT-Codes und Raptor-Codes.

Erasure-Codierung bedeutet im Grunde, dass K Quelldatenblöcke kodiert werden und in n kodierten Datenblöcken gespeichert werden, wobei n > K. Während der Übertragung können die verbleibenden Datenblöcke (auch als K'-empfangene Daten bezeichnet) verwendet werden, um die Originaldaten (rekonstruierte Daten) wiederherzustellen, solange K' ≥ K. Dadurch wird sichergestellt, dass die Originaldaten wiederhergestellt werden können, unabhängig davon, welche Blöcke verloren gehen. Dies entspricht der untenstehenden Abbildung.


Quelle: researchgate

Speicherung und Abruf: Unterstützung für das Lesen und Schreiben von Blobs

Walrus unterstützt sowohl das Schreiben als auch das Lesen von Blobs. Es ermöglicht auch jedem, nachzuweisen, dass ein Blob gespeichert wurde und später abgerufen werden kann.

Der Blob-Schreibprozess in Walrus integriert Blockchain-Technologie mit verteiltem Speicher. Die Autoren codieren Blobs mit dem Red Stuff-Algorithmus, registrieren sie auf der Blockchain, um Speicherplatz zu erhalten, und verteilen die Fragmente an Speicherknoten. Ein Speicherzertifikat wird dann auf der Blockchain veröffentlicht, um die Verfügbarkeit des Blobs zu bestätigen. Dieser Prozess gewährleistet verteilten Speicher und Datenzuverlässigkeit und nutzt gleichzeitig die Blockchain zur Verwaltung von Metadaten und Koordination des Speichers.

Während des Lesevorgangs können Benutzer Commitments und primäre Fragmente des Blobs von einem beliebigen Speicherknoten anfordern. Sobald ausreichend gültige Nachweise gesammelt sind, wird der Blob rekonstruiert und überprüft. Die Eigenschaften von Red Stuff gewährleisten konsistente Lesevorgänge, und unter normalen Bedingungen müssen Benutzer nur geringfügig mehr Daten als die ursprüngliche Blob-Größe herunterladen. Das System bietet Anreize für Szenarien mit hoher Nachfrage, um die Leseeffizienz aufrechtzuerhalten, was im Abschnitt „Anreizmechanismus“ erörtert wird. Darüber hinaus trägt die Verwendung von Aggregatoren und Caching dazu bei, die Häufigkeit der Blob-Rekonstruktion zu verringern und die Gesamtleistung zu verbessern.

Kosteneffizienz und asynchrone Datenintegrität: Rotes Zeug + Fehlerkorrektur

Wie bereits besprochen, gibt es zwei Hauptarten von dezentralen Speicherprotokollen: Vollreplikation und RS-Codierung. Walrus ist der Ansicht, dass diese Methoden zwar geringe Overheads und starke Garantien bieten, jedoch für langfristige Einsätze ungeeignet sind. In großangelegten Systemen, die über längere Zeit laufen, sind Speicherknoten anfällig für Ausfälle, Fragmentverlust oder häufige Knotenfluktuation. In permissionless Systemen können Speicherknoten auch bei Anreizen natürlich ausscheiden, was zu Datenverlust führt. Unabhängig von der Ursache erfordert die Wiederherstellung verlorener Fragmente für neue Knoten erhebliche Kosten für die Datenübertragung.

Daher schlägt Walrus vor, dass die Kosten für die Wiederherstellung verlorener Daten proportional nur zur Menge der wiederherzustellenden Daten sein sollten. Zusätzlich sollten diese Wiederherstellungskosten mit zunehmender Anzahl von Knoten im Netzwerk abnehmen.

Um dies zu erreichen, verwendet Red Stuff zweidimensionale Codierungstechniken (basierend auf XOR-Logik), um Daten in Fragmente zu teilen und über Speicherknoten zu verteilen. Dies ermöglicht eine effizientere Wiederherstellung verlorener Daten, ohne dass der gesamte Blob heruntergeladen werden muss.


Quelle:Walrus-Whitepaper

Durch die Nutzung fortschrittlicher Löschcodierung hält Walrus die Speicherkosten auf etwa das Fünffache der Größe des gespeicherten Blobs. Die codierten Daten für jeden Blob werden über verschiedene Speicherknoten verteilt, um eine asynchrone Datenintegrität sicherzustellen. Dieser Ansatz ist wesentlich kosteneffektiver als herkömmliche vollständige Replikationsmethoden und bietet eine größere Fehlertoleranz als Protokolle, die jeden Blob nur innerhalb einer Teilmenge von Speicherknoten speichern.


Quelle: Walross-Weißbuch

Flexible Access

Benutzer können mit Walrus über die Befehlszeilenschnittstelle (CLI), das Software Development Kit (SDK) und Web2-HTTP-Technologien interagieren. Walrus ist darauf ausgelegt, gut mit herkömmlichen Caching- und Content Delivery Networks (CDNs) zu arbeiten, und dabei sicherzustellen, dass alle Operationen mit lokalen Tools zur Maximierung der Dezentralisierung ausgeführt werden können.

Walrus Tokenomics und Anreizmechanismen

Die wirtschaftlichen Herausforderungen von Walrus unterscheiden sich von denen typischer Blockchains, da Walrus die SUI-Blockchain als ihre Kontrollebene verwendet und die Sicherheit des Blockchain-Konsenses erbt. Walrus verwendet einen Delegated Proof-of-Stake (DPoS)-Mechanismus, bei dem Stakeholder ihre Token in jedem Zyklus an Kandidaten-Speicherknoten delegieren. Das DPoS-System verhindert Sybil-Angriffe und verwendet den WAL-Token für Governance und Staking, um effiziente Netzwerkbetrieb zu incentivieren. Speicherknoten müssen WAL-Token setzen, um am Netzwerk teilzunehmen. Das DPoS-Netzwerk stellt sicher, dass Daten wiederhergestellt werden können, selbst wenn Knoten hinzukommen, verlassen, Einsätze anpassen oder nicht kooperieren. Die Governance bestimmt auch Strafen, um gutes Verhalten zu fördern.

Da das Netzwerk jedoch dezentralisiert ist, kann die Knotenfluktuation im Laufe der Zeit zu einer „Tragödie der Allmende“ führen. Die Sicherstellung langfristiger Verpflichtungen ist daher eine erhebliche Herausforderung für das Walross-System.

Um dies zu adressieren, hat Walrus ein Wirtschafts- und Anreizsystem entworfen, um wettbewerbsfähige Preise, effiziente Ressourcenallokation und minimales feindliches Verhalten sicherzustellen. Es führt ein staking-basiertes Wirtschaftsmodell ein, das Belohnungen und Strafen verwendet, um Anreize anzupassen und langfristige Verpflichtungen durchzusetzen. Dieses System umfasst Preismechanismen für Speicherressourcen und Schreiboperationen, ergänzt durch ein token-gesteuertes Modell für Parameteranpassungen.

WAL-Token-Staking und Governance

Das Tokenomics von Walrus dreht sich hauptsächlich um das WAL-Token, wobei Speicherknoten oder ihre Vertreter WAL-Token als Grundlage für die Sicherheit von Walrus einsetzen. Gutes Verhalten wird belohnt, während schlechtes Verhalten bestraft wird (geschnitten). Der Staking-Mechanismus von Walrus besteht aus vier Kernkomponenten: Staking und Zuweisung von Daten-Shards, der Unstaking-Prozess, die Ansammlung von Belohnungen und Strafen sowie Anpassungen, die für die Selbstverwahrung von Vermögenswerten erforderlich sind. Dieses Design gewährleistet Sicherheit und Effizienz und bietet gleichzeitig Flexibilität und Anreize für die Teilnehmer.

1)Delegiertes Staking und Daten-Shard-Zuweisung

Walrus enthält eine delegierte Stake-Layer, die es allen Benutzern ermöglicht, an der Sicherheit des Netzwerks teilzunehmen. Knoten konkurrieren um die Anziehung von Benutzer-Stakes, die bestimmen, wie Shards zugewiesen werden. Benutzer wählen Knoten zum Staken basierend auf Reputation, eingesetztem Kapital und Provisionssätzen aus. Sobald ein Zyklus gesperrt ist (z. B. am Kontrollpunkt „c“ in Abbildung 5), wird der Stake dem ausgewählten Speicherknoten zugewiesen und Daten-Shards werden entsprechend dem Anteil des Knotens am Gesamtstake für den nächsten Zyklus zugewiesen.

Speichernodes können selbst entscheiden, wie viel Kapital sie einsetzen möchten - oder sogar wählen, kein Kapital einzusetzen, da Walrus keine Mindestkapitalanforderungen stellt. Dieses flexible Design ermöglicht es Nodes unterschiedlicher Größe und Kapitalstärke, teilzunehmen und gibt den Delegierten die Freiheit, die Eignung jedes Nodes zu bewerten.

Kommissionssatz-Sicherheitsvorkehrungen

Walrus bietet Schutzmechanismen für Provisionssätze. Walrus verlangt von den Knoten (d.h. Speicheranbietern), ihre Provisionssätze vor dem Ablauf jeder Zyklusfrist festzulegen, und dieser Provisionssatz bleibt während des gesamten Zyklus unverändert. Der Zweck dieses Mechanismus ist:

  • Um Transparenz und Vorhersehbarkeit für Delegierende (d.h. Staker) zu gewährleisten. Sie können deutlich erkennen, welchen Kommissionssatz sie während des gesamten Zyklus zahlen müssen.
  • Um zu verhindern, dass Knotenpunkte die Provisionssätze plötzlich erheblich erhöhen, haben Delegatoren genügend Zeit, ihre Einsätze zu entziehen, bevor der neue Satz in Kraft tritt.

Selbstverwahrung von gestakten Vermögenswerten

Walrus verwendet ein Self-Custody-Modell, ähnlich wie Sui. Wenn Benutzer ihre Gelder einsetzen, werden die Gelder in ihre eigenen Verwahrungsobjekte verpackt, anstatt direkt an das Walrus-System übertragen zu werden. Dies reduziert Systemschwachstellen und ermöglicht es den Benutzern, zusätzliche Funktionen auf ihren gestakten Vermögenswerten aufzubauen, obwohl dies einige betriebliche Herausforderungen mit sich bringt.

Obwohl Walrus das gesteckte Kapital kürzen kann, hat es keine Verwahrung über die Mittel, was bedeutet, dass es unbezahlte Strafen verfolgt. Wenn Benutzer versuchen, ihre WAL-Token abzuheben, müssen sie ihr Verwahrungsobjekt dem Walrus-Smart-Vertrag zur Entsperrung vorlegen, und alle ausstehenden Strafen werden vom gesteckten Betrag abgezogen. Walrus kann auch Herausforderungen bei der Cashflow haben, wenn Strafen an andere Teilnehmer verteilt werden müssen. Um sich auf extreme Fälle vorzubereiten (z. B. eine vollständig gekürzte Node-Wette oder eine nicht zurückgegebene Gegenstand), behält Walrus einen Reservefonds - 5% des anfänglichen Kapitals - für Rücknahmen, um Benutzer zu Anreizen, alle gesteckten Objekte zurückzugeben.

2)Shard-Migration

Shard-Migration ist ein Mechanismus, der ausgelöst wird, wenn das System die Speicherlast über die Knoten hinweg ausgleichen muss, oder wenn Knoten offline gehen, oder Änderungen im relativen Anteil der Knoten auftreten. Dieser Prozess verteilt Datenshards unter verschiedenen Knoten neu, um die Leistung des Netzwerks aufrechtzuerhalten.

Shard-Migration besteht aus drei Phasen: Allokationsalgorithmus, kooperativer Übertragungspfad und Wiederherstellungspfad.

  1. Zuweisungsalgorithmus: Am Ende jedes Zyklus führt das System einen Algorithmus aus, um zu bestimmen, wie Shards für den nächsten Zyklus unter den Knotenpunkten verteilt werden sollen, basierend auf dem Einsatz jedes Knotenpunkts und anderen Faktoren.
  2. Kooperativer Pfad: Dies ist die primäre Methode zum Übertragen von Shards. Knoten koordinieren sich, um Shards von einem Knoten zum anderen zu übertragen. Wenn die Übertragung erfolgreich ist, sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich.
  3. Wiederherstellungspfad: Das System aktiviert den Wiederherstellungsmechanismus, wenn der kooperative Transfer fehlschlägt (z. B. der Empfangsknoten nicht alle Daten empfängt oder den Empfang nicht bestätigt). Dies kann die Bestrafung des für den gescheiterten Transfer verantwortlichen Knotens und die Einbindung anderer Knoten in die Wiederherstellung beinhalten.

Der Shard-Migrationsmechanismus gewährleistet ein dynamisches Gleichgewicht und Sicherheit im Walrus-Netzwerk und ermöglicht es dem System, sich an Knotenänderungen anzupassen und potenzielle Angriffe zu verhindern.

3) Preisgestaltung und Zahlungsmechanismus für Speicherschreiboperationen

Als dezentrales System erfordert Walrus einen Mechanismus zur Bestimmung des Werts und der Zuweisung von Ressourcen. Dieser Mechanismus ermöglicht es den Knotenpunkten, wettbewerbsfähige Dienste anzubieten und gleichzeitig angemessen entschädigt zu werden, um wirtschaftliche Anreize zu schaffen. Feste Preisgestaltung und Vorauszahlungsmodelle bringen Stabilität in das System, indem sie das Risiko von Preisvolatilität minimieren.

Preismechanismus & Zahlungsprozess

Zu Beginn jeder Epoche stimmen Speicherknoten über Speicher- und Schreibpreise ab. Das System wählt das 66,67. Perzentil (nach Einsatzgewicht) als endgültigen Preis aus. Benutzer zahlen den Schreibpreis bei der Registrierung eines BLOBs und die Speichergebühr beim Kauf von Speicherplatz. Diese Gebühren werden am Ende der Epoche an die entsprechenden Knoten verteilt, um faire Preise und einen reibungslosen Systembetrieb zu gewährleisten.

4) WAL-Token Governance

Die Governance in Walrus funktioniert über den WAL-Token, der die Systemparameter anpasst. Vier Schlüsselparameter können angepasst werden, darunter solche, die mit der Shard-Wiederherstellung und Datenherausforderungen zusammenhängen. Vor der Staking-Frist jeder Epoche kann ein beliebiger Walrus-Knoten einen Vorschlag zur Anpassung der Parameter einreichen. Die Knoten stimmen über Vorschläge ab, wobei die Abstimmungsmacht proportional zu ihrem Gesamteinsatz (einschließlich delegiertem Einsatz) ist. Ein Vorschlag erfordert über 50% Zustimmung und muss das Quorum erfüllen, um in der nächsten Epoche umgesetzt zu werden.

Anreizmechanismen

Speicherherausforderungen

Der Speicherherausforderungsmechanismus im Walross-System gewährleistet die Einhaltung von Speicherknoten und die wirtschaftliche Sicherheit des Systems.

Die Anreizpolitik für Speicherherausforderungen kann wie folgt zusammengefasst werden: Das Walrus-System verwendet periodische zufällige Herausforderungen, um zu überprüfen, ob Speicherknoten die behaupteten Daten gespeichert haben. Die Knoten müssen auf diese Herausforderungen reagieren, indem sie den Nachweis für die ausgewählten Blöcke erbringen. Wenn die Knoten in diesen Herausforderungen gut abschneiden (50% oder mehr positive Berichte erhalten), gelten sie als ihren Verantwortungen nachgekommen. Andererseits werden schlecht abschneidende Knoten mit Strafen wie dem Abziehen ihrer eingesetzten Tokens konfrontiert. Dieser Anreizmechanismus soll vor allem die Knoten dazu ermutigen, ehrlich zu handeln und die Integrität des Netzwerks aufrechtzuerhalten.

Lesen Sie Belohnungen

Das Hauptziel von Walrus ist es, robusten Blob-Speicher bereitzustellen. Es ermutigt Speicherknoten, kostenlose und schnelle Lese-Services bereitzustellen, aber schreibt es nicht vor. Während einige Speicherknoten bereit sind, Lese-Services zur Unterstützung von Walrus bereitzustellen, wird es auch Knoten geben, die nur Speicher bereitstellen. Wenn zufällig alle Knoten erwarten, dass andere Knoten Lese-Services bereitstellen, könnte dies zu einer Situation führen, in der Client-Anfragen für Lesevorgänge unbeantwortet bleiben und den normalen Betrieb des Walrus-Systems beeinträchtigen. Um dieses Problem zu lösen, bietet Walrus drei Anreizprogramme für Lesevorgänge:

1)Node Service Modell: Benutzer schließen kostenpflichtige Verträge mit Speicherknoten ab, um Daten zu lesen. Dies kann direkte kostenpflichtige Endpunkte oder Unternehmensvereinbarungen umfassen. Diese Methode könnte zu der primären Art und Weise werden, wie Caches und Inhaltsanbieter mit Walrus interagieren.

2)On-Chain-Bounties: Wenn ein Lesevorgang fehlschlägt, können Benutzer Prämien On-Chain veröffentlichen. Speichernodes verdienen Prämien, indem sie die Daten bereitstellen. Diese Methode wird über Sui-Smart Contracts implementiert, kann jedoch umständlich und komplex sein.

3)Light Node Sampling: Diese Methode führt leichte Knoten als zusätzliche Teilnehmer ein und bietet dezentrale Sicherheitsgarantien der Ebene 2. Sie ermöglicht es leichten Knoten, Symbole direkt von Speicherknoten durch bestmögliche Lesevorgänge oder das Herunterladen von Blobs über den Cache zu samplen und neu zu codieren. Obwohl diese Methode komplex ist, ist sie robuster und bietet einen Weg für die Beteiligung der Gemeinschaft.

All diese Schemata zielen darauf ab, die Verfügbarkeit und Effizienz des Walrus-Systems sicherzustellen und gleichzeitig seine dezentrale Natur beizubehalten.

Schlussfolgerung

Walrus ist ein innovatives dezentrales Datenspeichersystem, das die 2D-Codierungstechnologie mit einem delegierten Proof-of-Stake-Mechanismus kombiniert. Diese Kombination bietet den Benutzern effiziente, sichere und kostengünstige Datenspeicherlösungen. Das System erreicht eine effiziente Datenwiederherstellung und kostengünstigen Speicher, während es durch flexible Zugriffsmethoden und robuste Anreizmechanismen die Netzwerkstabilität und Zuverlässigkeit sicherstellt. Das clevere wirtschaftliche Modell von Walrus verhindert die "Tragödie der Allmende", während sein dezentraler Governance-Mechanismus, implementiert durch WAL-Token, die Autonomie und Nachhaltigkeit des Systems weiter verbessert.

Von einer Investitionsperspektive aus gesehen ist Walrus einzigartig positioniert auf dem schnell wachsenden Markt für dezentralen Speicher. Es löst nicht nur die Probleme des traditionellen zentralisierten Speichers, sondern bietet auch signifikante Wettbewerbsvorteile in Bezug auf Effizienz und Kosten. Allerdings könnte Walrus als aufstrebendes Projekt technische Herausforderungen und Sicherheitsrisiken haben und sein langfristiger Erfolg hängt weitgehend von der Akzeptanzrate in praktischen Anwendungen ab.

Insgesamt stellt Walrus einen bedeutenden Durchbruch in der Blockchain-Technologie bei der Datenspeicherung dar und bietet langfristigen Investoren eine potenziell wertvolle Gelegenheit. Es zeigt die zukünftige Richtung der dezentralen Speicherung auf und hat das Potenzial, revolutionäre Veränderungen in der Datenverwaltung und dem Datenschutz zu bringen. Allerdings sollten Investoren wie bei allen Investitionen in aufkommende Technologien Risiken umfassend bewerten, die Entwicklung des Projekts und die Marktreaktionen genau überwachen, um informierte Anlageentscheidungen zu treffen.

Autor: Deniz
Übersetzer: Sonia
Rezensent(en): Edward、Piccolo、Elisa
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