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Arweave, ein dezentrales Speichernetzwerk, startete seine Rechenschicht AO, die erfolgreich den AR-Token-Preis, die Ökosystemaktivität und die Beliebtheit steigerte und das Projekt umkrempelte. Nun hat SUI, eine Blockchain für allgemeinen Gebrauch, das dezentrale Speichernetzwerk Walrus gestartet. Welche Auswirkungen wird das haben?

Hintergrundübersicht

Team:

Das Entwicklungsteam hinter Solana ist Solana Labs, hinter Aptos ist Aptos Labs und hinter Sui steht Mysten Labs (das sich als einzigartig herausstellt). Viele der Gründer und Mitarbeiter von Mysten Labs haben zuvor an Facebooks (jetzt Meta) Blockchain-Projekt Diem gearbeitet, bevor es aufgelöst wurde.

Walrus ist das neueste Produkt von Mysten Labs, das sowohl als „Protokoll“ als auch als „Plattform“ kategorisiert ist und als dezentrales Speichernetzwerk dient. Der Name „Walrus“ bezieht sich auf das Tier, und seine offizielle Website bewirbt Slogans wie „Stark wie ein Walross“ und „Anpassungsfähig wie ein Walross“, wobei die Zuverlässigkeit und Flexibilität des Protokolls als Speichersystem betont werden.

Verbindung mit SUI:

Walrus basiert auf dem SUI-Netzwerk und verwendet SUI zur Verwaltung des Verkaufs von Speicherplatz und Metadaten. Die Verwendung von Walrus erfordert jedoch nicht, dass Entwickler Apps oder Produkte auf SUI erstellen. Darüber hinaus wird ein neuer Governance-Token, WAL, als Utility-Token fungieren, anstelle des SUI-Tokens.

Wettbewerbervergleich

Dezentralisierte Speicherprotokolle werden in der Regel in zwei Haupttypen unterteilt. Der erste Typ sind vollständig replizierte Systeme, mit prominenten Beispielen wie Filecoin und Arweave. Der wichtigste Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass Dateien auf jedem Speicherknoten vollständig verfügbar sind, was bedeutet, dass selbst wenn ein Knoten offline geht, die Datei immer noch leicht zugänglich und verschiebbar ist. Diese Einrichtung unterstützt eine genehmigungsfreie Umgebung, da Speicherknoten nicht aufeinander angewiesen sind, um Dateien wiederherzustellen.

Die Zuverlässigkeit dieser Systeme hängt stark von der Stabilität der gewählten Speicherknoten ab. Im klassischen Ein-Drittel-Modell mit statischen Angreifern und unter der Annahme eines unendlichen Pools potenzieller Speicherknoten müssen mehr als 25 Kopien der Datei im Netzwerk gespeichert werden, um eine "Zwölf-Neunen"-Sicherheit (eine Wahrscheinlichkeit eines Dateiverlusts von weniger als 10^-12) zu erreichen. Dies führt zu einer 25-fachen Erhöhung der Lagerkosten. Darüber hinaus besteht das Risiko von Sybil-Angriffen, bei denen böswillige Akteure mehrere Kopien einer Datei fälschen können, wodurch die Gesamtintegrität des Systems beeinträchtigt wird.

Die zweite Art von dezentralem Speicherdienst verwendet die Reed-Solomon-Codierung (RS). Bei der RS-Codierung wird eine Datei in kleinere Teile aufgeteilt, die als Slices bezeichnet werden und jeweils einen Bruchteil der Originaldatei darstellen. Solange die Gesamtgröße dieser Slices die Größe der Originaldatei überschreitet, kann sie wieder in das Original dekodiert werden. Die RS-Codierung hat jedoch einige Nachteile. Die Kodierungs- und Dekodierungsprozesse beinhalten komplexe Feldoperationen, Polynomauswertungen und Interpolationen, die rechenintensiv sind. Diese Prozesse sind nur verwaltbar, wenn die Anzahl der Slices und die Feldgröße gering sind, wodurch die Größe der Dateien und die Anzahl der Speicherknoten begrenzt werden. Wenn die Zahlen steigen, steigen die Kosten für die Codierung, wodurch sie weniger dezentralisiert ist. Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass die Daten im Gegensatz zu vollständig replizierten Systemen nicht einfach kopiert werden können, wenn ein Storage-Node offline geht und ersetzt werden muss. Stattdessen müssen alle anderen Storage-Nodes ihre Slices an den Ersatz-Node senden, der dann die fehlenden Daten rekonstruiert. Dieser Prozess kann dazu führen, dass eine große Datenmenge über das Netzwerk übertragen wird (O(|blob|)), und häufige Wiederherstellungsvorgänge können die Speichereinsparungen beeinträchtigen, die durch die Reduzierung der Replikation erzielt werden.

Herausforderungen bei der Speicherung

Unabhängig von dem verwendeten Replikationsprotokoll stehen alle aktuellen dezentralen Speichersysteme vor zwei zusätzlichen Schlüsselherausforderungen.

1. Kontinuierliche Überprüfung ist notwendig, um sicherzustellen, dass Speicherknoten die Daten behalten und nicht verwerfen. Dies ist entscheidend für offene dezentralisierte Systeme, die eine Bezahlung für Speicherplatz anbieten, aber der aktuelle Ansatz beschränkt die Skalierbarkeit, da jede Datei ihre eigene individuelle Überprüfung erfordert.
2. Die Koordination zwischen den Speicherknoten ist erforderlich: Die Knoten müssen wissen, wer am System teilnimmt, welche Dateien Speichergebühren gezahlt haben, wie man die Teilnahme anreizt und wie man Verifizierungsherausforderungen bewältigt und Missbrauch verhindert. Aus diesem Grund haben viele dieser Systeme eigene Blockchains zur Verarbeitung von Transaktionen implementiert und Kryptowährungen jenseits des grundlegenden Speicherprotokolls eingeführt.

Kerninnovation

Wie begegnet Walrus den Herausforderungen der dezentralen Speicherung mit einer frischen Lösung?

Kurz gesagt:
Walrus verwendet eine fortschrittliche Fehlerkorrekturtechnologie, die unstrukturierte Datenblöcke effizient in kleinere Fragmente kodiert, die dann über ein Netzwerk von Speicherknoten verteilt werden. Selbst wenn bis zu zwei Drittel dieser Fragmente verloren gehen, können die ursprünglichen Daten schnell aus den verbleibenden Fragmenten rekonstruiert werden. Dies wird mit einem Replikationsfaktor von nur 4 bis 5 Mal erreicht, ähnlich wie bei aktuellen Cloud-Diensten, jedoch mit den zusätzlichen Vorteilen von Dezentralisierung und erhöhter Ausfallsicherheit.

Ausführlich:
Walrus stellt RedStuff vor, einen neuartigen 2D-Codierungsalgorithmus, der für Byzantinische Fehlertoleranz (BFT) entwickelt wurde. RedStuff basiert auf Springbrunnen-Codes und kombiniert die Geschwindigkeit der Operationen mit hoher Zuverlässigkeit.
RedStuff codiert Daten in primäre und sekundäre Fragmente unter Verwendung einfacher Operationen (hauptsächlich XOR). Diese Fragmente werden über Speicher-Knoten verteilt, wobei jeder Knoten eine einzigartige Kombination enthält. RedStuff verwendet unterschiedliche Schwellenwerte für unterschiedliche Kodierungsdimensionen. Für die primäre Dimension verwendet es einen Wiederherstellungsschwellenwert von f+1, der asynchrones Schreiben ermöglicht, da nur 2f+1 Signaturen erforderlich sind, um zu bestätigen, dass der Datenblock verfügbar ist. Dies schafft einen Replikationsfaktor von 3 Mal.

Die sekundäre Dimension verwendet eine Wiederherstellungsschwelle von 2f+1. Mit diesem Design wird zum ersten Mal eine asynchrone Speicherbeweisimplementierung eingeführt, während nur 1,5-fache zusätzliche Replikation eingeführt werden. Der endgültige Gesamtreplikationsfaktor ist weniger als 5x. Darüber hinaus können verlorene Slices auf der Grundlage der Menge an verlorenen Daten wiederhergestellt werden, wodurch Bandbreite gespart wird, alles dank der 2D-Codierung.

Die Vorteile von RedStuff umfassen: Im Vergleich zur RS-Codierung macht die Verwendung einfacher XOR-Operationen die Codierung/Dekodierung schneller; aufgrund des geringen Speicheroverheads kann das System auf Hunderte von Knoten erweitert werden und weist eine hohe Elastizität und Fehlertoleranz auf, sodass Daten selbst im Falle von byzantinischen Fehlern wiederhergestellt werden können.

Als ein permissionless Protokoll ist Walrus mit einem effizienten Komitee-Umkonfigurationsprotokoll ausgestattet, um mit dem natürlichen Verlust von Speicherknoten umzugehen und die kontinuierliche Verfügbarkeit von Daten sicherzustellen. Wenn ein neues Komitee das aktuelle Komitee zwischen Epochen ersetzt, stellt das Umkonfigurationsprotokoll sicher, dass alle Datenblöcke, die den Punkt der Verfügbarkeit (PoA) überschritten haben, verfügbar bleiben. RedStuff's 2D-Codierung macht die Zustandsmigration effizienter, und selbst wenn einige Knoten nicht verfügbar sind, können andere Knoten verlorene Slices wiederherstellen.

Knoten 1 und 3 unterstützen Knoten 4 bei der Wiederherstellung von Slicedaten.

Walrus hat ein asynchrones Challenge-Protokoll eingeführt, um zu überprüfen, ob Speicher-Knoten die Daten korrekt halten. Dieses Protokoll ermöglicht einen effizienten Nachweis des Speichers, um die Datenverfügbarkeit ohne Abhängigkeit von Netzwerkannahmen zu gewährleisten, und die Kosten skalieren logarithmisch mit der Anzahl der gespeicherten Dateien.

Das Wirtschaftsmodell von Walrus basiert auf Staking und integriert sowohl Belohnungs- als auch Strafsysteme. Der innovative Proof-of-Storage-Mechanismus skaliert logarithmisch mit der Anzahl der Dateien und senkt die Kosten für den Nachweis der Datenspeicherung erheblich.

Kurz gesagt bietet Walrus mit seinem RedStuff-Protokoll im Kern eine dezentrale Speicherlösung, die skalierbar, hochresistent und kosteneffizient ist. Sie bietet starke Authentizität, Integrität, Überprüfbarkeit und Verfügbarkeit zu einem erschwinglichen Preis.

All dies wird von SUI unterstützt, das als Kontrollschicht für Walrus fungiert. Mit einer skalierbaren, programmierbaren und sicheren Infrastruktur als Koordinationsschicht kann sich Walrus auf die Lösung der wichtigsten Herausforderungen dezentraler Speicherung konzentrieren.

Potenzielles Airdrop

Walrus plant, seine eigene Münze, WAL, einzuführen, die für Staking, Governance und andere Dienstprogramme verwendet wird. Wie können Sie am WAL-Airdrop teilnehmen? Basierend auf der Verteilung der AO-Token könnte das Halten von SUI eine der Möglichkeiten sein, sich zu qualifizieren.
Walrus soll bald sein Testnetz starten, obwohl das Hauptnetzstartdatum noch festzulegen ist. In der Zwischenzeit können Sie die offizielle Dokumentation überprüfen, um zu erfahren, wie Sie Ihre eigene Website mithilfe von Walrus bereitstellen können.

Quellen:
Walrus-Whitepaper:
https://docs.walrus.site/walrus.pdfWalrus: Dezentraler Speicherungs- und DA-Protokoll, das in der Lage ist, L2 und Großspeicher auf SUI zu erstellen:
https://foresightnews.pro/article/detail/63040 Mysten Labs Researcher X-Thread:
https://x.com/LefKok/status/1836868240666153293

Haftungsausschluss:

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