17 жовтня 2024 року децентралізований протокол зберігання Вальрус оголосив на X (колишній Twitter) про запуск своєї відкритої тестової мережі. Вальрус, призначений для блокчейн-додатків та автономних агентів, вже випустив попередню версію для розробників, щоб зібрати відгуки. Основні переваги протоколу включають в себе ефективне зберігання blob, високу доступність та надійність.

Вже використовується морж, з відомим медіа-виданням блокчейну “Decrypt”, яке зберігає новини, відео та зображення на платформі, щоб створювати недоступний для втручання контент для зашифрованої медіа-компанії, сприяючи довірі між виданням та його читачами. Цю статтю надасть детальний огляд технічної архітектури моржа, його операцій та токеноміки його токена WAL.

Джерело:x

Огляд проекту Walrus

Walrus - це децентралізоване рішення для зберігання на блокчейні Sui, яке очолює Mysten Labs, команда розробників Sui. Основні члени цієї команди раніше працювали над тепер уже неіснуючим блокчейн-проектом Libra від Facebook (пізніше перейменованим на Diem, який був проданий Silvergate). Walrus використовує нову мову програмування "Move", яка виникла з проекту Libra.

Наприклад, на відміну від основних проектів зберігання, що базуються на IPFS, Walrus фокусується на обробці великих файлів даних. Він призначений для зберігання та доставки сирої інформації та медіафайлів, таких як відео, зображення та PDF. Walrus дозволяє швидке та ефективне зберігання цих великих файлів або блобів, пропонуючи гнучкість, масштабованість та програмованість. Навіть у випадку візантійських помилок, протокол забезпечує високу доступність та надійність.

Команда розробників: Mysten Labs

Mysten Labs складають провідні експерти з розподілених систем, мов програмування та криптографії. Її засновники - високопосадові керівники Meta's Novi Research та головні архітектори блокчейну Diem та мови програмування Move. Місія Mysten Labs полягає у будівництві інфраструктури для web3.

Джерело:Середній

Інформація про фінансування

Компанія Mysten Labs була заснована в 2021 році й досягла помітного зростання протягом двох років. Вона залучила $36 мільйонів на серії A фінансування, а потім отримала $300 мільйонів на серії B. Проект привернув значний інтерес від венчурного капіталу з Силіконової Долини, компанії Andreessen Horowitz (a16z).

Інші інвестори включають Binance Labs, Coinbase Ventures та FTX Ventures, із підтримкою понад 20 установ, що підтримують фінансову основу Mysten Labs.

Джерело:icodrop

Основні типи протоколів децентралізованого сховища

В даний час децентралізовані протоколи зберігання можна розділити на два основних типи: повністю репліковані системи та кодовані системи Ріда-Соломона (RS).

Тип 1: Повністю репліковані системи

Повністю репліковані системи, такі як Filecoin та Arweave, пропонують простий доступ та міграцію, але стикаються з високими витратами на зберігання та ризиками безпеки, такими як потенційні атаки Сибіл. Наприклад, для досягнення високої безпеки може знадобитись 25 разів більше місця для зберігання. Хоча цей метод забезпечує середовище без дозволу, його надійність в значній мірі залежить від стійкості обраних вузлів зберігання.

Тип 2: RS-закодовані системи

На відміну, RS кодування (конкретний тип кодування для виправлення помилок) може значно зменшити вимогу до реплікації та підвищити безпеку. RS кодування розбиває файл на менші фрагменти даних, кожен з яких представляє частину початкового файлу. Будь-яка комбінація фрагментів, загальний розмір яких перевищує початковий файл, може бути використана для відновлення файлу. Навіть якщо до третини вузлів є зловмисними, RS кодування може забезпечити достатню безпеку лише з трьома разами зайвим обсягом зберігання.

Проте системи з RS-кодуванням мають виклики, включаючи високі обчислювальні витрати та обмеження масштабованості. Вони є практичними лише тоді, коли загальний розмір даних та кількість фрагментів є відносно невеликими. Крім того, якщо вузли зберігання виходять з ладу та повинні бути замінені, система потребує від усіх існуючих вузлів відправити фрагменти на замінний вузол, що призводить до значного навантаження на мережу передачі даних.

Незалежно від використаного протоколу, децентралізовані системи зберігання стикаються з проблемами зберігання даних та координації вузлів, що обмежує масштабованість. Для вирішення цих проблем багато систем впроваджують протоколи зберігання та розробляють власні блокчейни для обробки транзакцій та операцій з криптовалютами, покращуючи загальну ефективність та функціональність.

Джерело:Messari

Як працює Вальрус?

Як вже згадувалося раніше, Walrus призначений спеціально для зберігання великих та мультимедійних файлів. Він поєднує переваги двох типів децентралізованого сховища, щоб створити унікальний третій тип децентралізованого сховища на основі блобів: Нова мова програмування (Move) + Новий кодек (Red Stuff) + SUI Blockchain.

Це дозволяє Вальрусу масштабуватися до сотень вузлів зберігання (постачальників) та досягати великої гнучкості з мінімальним накладенням зберігання. Система не потребує побудови повністю присвяченого протоколу блокчейну для роботи. Замість цього вона використовує існуючий блокчейн SUI як свій контрольний плейн для управління:

• Управління життєвим циклом зберігання вузлів
• Управління життєвим циклом об'єктів (Binary Large Objects)
• Економічні та стимулюючі механізми

Цей підхід дозволяє Вальрусу використовувати функціонал блокчейну Sui без розробки блокчейну з нуля. Він спрощує дизайн та реалізацію Вальруса, надаючи ключові функції для децентралізованого сховища.

Джерело: Білий папір моржа

Основна архітектура

Архітектура Вальруса забезпечує доступність контенту навіть у випадках відмов вузлів або зловмисної діяльності. Вона використовує передову технологію корекції помилок на основі швидких лінійних фонтанних кодів (кодування затухання), що підвищує стійкість до Візантійських несправностей та підтримує динамічно змінні сховища. Вальрус спрощує свої основні функції, використовуючи розумні контракти SUI для управління сховищами та перевірки блобів.

У Вальрусі клієнти координують потоки даних, які кодуються видавцем і зберігаються в безпеці. Метадані та докази доступності зберігаються на блокчейні SUI, використовуючи мову Move для забезпечення комбінованості та безпеки. Є можливість токенізації обсягу зберігання, що дозволяє інтеграцію з додатками на основі SUI. Крім того, Вальрус підтримує інші блокчейни, такі як Solana та Ethereum. Доступ до даних здійснюється через агрегатори, які збирають інформацію з вузлів зберігання, і вони постачаються через CDN або системи кешування.

Основні компоненти

Blob (бінарний великий об'єкт)

Blob представляє незмінний об'єкт, еквівалентний файлу (сирі дані). Рішення для зберігання blob призначене для хмарного сховища, переважно для великих обсягів неструктурованих даних, таких як зображення, документи та відео. Ці дані зазвичай зберігаються у бінарному форматі і не обов'язково відповідають конкретним форматам файлів.

Новий алгоритм кодування: Червоний матеріал

В основі Walrus лежить Red Stuff, яке використовує новий двовимірний кодувальний алгоритм на основі фонтанних кодів. На відміну від кодування RS (Reed-Solomon), фонтанні коди ґрунтуються переважно на операціях XOR (ексклюзивне або), спрощуючи математичну складність. Ось короткий огляд фонтанних кодів та XOR:

XOR (ексклюзивне АБО) - це логічний оператор, схожий на концепцію «два негативи створюють позитив». Це тип логічного аналізу, застосований до двох операндів. На відміну від звичайного логічного АБО, XOR повертає значення false, коли обидва значення однакові, і true, коли значення різні.

У теорії кодування фонтанні коди є типом виправлення помилок, заснованим на графічних лінійних кодувальних техніках. Вони подальшим чином покращують продуктивність корекції помилок шляхом зменшення втрати пакетів. Два основних типи фонтанних кодів - LT-коди та Raptor-коди.

У простих термінах, кодування стирання включає в себе взяття K блоків вихідних даних і кодування їх у n закодованих блоків даних, де n > K. Під час передачі, якщо деякі дані втрачені, залишкові блоки даних (позначені як K' отримані дані) можуть бути використані для відновлення (відновлені дані) початкових даних, за умови, що K' ≥ K. Це забезпечує, що початкові дані можуть бути відновлені, незалежно від того, які блоки втрачені. Це відповідає наведеному нижче малюнку.

Джерело: researchgate

Зберігання та відновлення: Підтримка читання та запису блобів

Walrus підтримує як написання, так і читання блобів. Він також дозволяє комусь довести, що блоб був збережений і його можна отримати пізніше.

Процес написання краплини у Вальрусі інтегрує технологію блокчейн з розподіленим сховищем. Письменники кодують краплини за допомогою алгоритму Red Stuff, реєструють їх у блокчейні для отримання простору сховища та розподіляють фрагменти на вузли сховища. Свідоцтво про сховище потім публікується в блокчейні, підтверджуючи доступність краплини. Цей процес забезпечує розподілене сховище та надійність даних, використовуючи блокчейн для управління метаданими та координації сховища.

Під час процесу читання користувачі можуть запитувати зобов'язання та основні фрагменти блоба з будь-якого вузла зберігання. Після того як зібрано достатньо дійсних доказів, блоб відновлюється та перевіряється. Властивості Red Stuff забезпечують послідовність читання, та за нормальних умов користувачам потрібно завантажити трохи більше даних, ніж розмір оригінального блоба. Система надає стимули для сценаріїв з великим попитом для підтримки ефективності читання, про що буде розглянуто в розділі «Механізм стимулювання». Крім того, використання агрегаторів та кешування допомагає зменшити частоту відновлення блоба, покращуючи загальну продуктивність.

Вартість ефективність та асинхронна цілісність даних: Червона речовина + Кодування знищення

Як обговорювалося раніше, двома основними типами децентралізованих протоколів зберігання є повна реплікація та RS-кодування. Морж вважає, що, хоча ці методи пропонують низькі накладні витрати та сильні гарантії, вони непридатні для довгострокового розгортання. У великомасштабних системах, що працюють у часі, вузли зберігання схильні до збоїв, втрати фрагментів або частого відтоку вузлів. У інклюзивних системах вузли зберігання даних, природно, можуть піти навіть зі стимулами, що призведе до втрати даних. Незалежно від причини, відновлення втрачених фрагментів для нових вузлів вимагає значних витрат на передачу даних.

Отже, Walrus пропонує, що вартість відновлення втрачених даних повинна бути пропорційною лише кількості даних, які потребують відновлення. Крім того, зі збільшенням кількості вузлів в мережі ці витрати на відновлення повинні зменшуватися.

Для досягнення цього Red Stuff використовує двовимірні техніки кодування (на основі логіки XOR), щоб розділити дані на фрагменти та розподілити їх по вузлах зберігання. Це дозволяє більш ефективно відновлювати втрачені дані без необхідності завантажувати весь блоб.

Джерело:Білий папір Вальруса

Завдяки використанню передового кодування з видаленням, Walrus зберігає витрати на зберігання приблизно в п'ять разів більше, ніж розмір збереженої блоби. Кодовані дані для кожної блоби розподіляються по різних вузлах зберігання, забезпечуючи асинхронну цілісність даних. Цей підхід є набагато ефективнішим з точки зору вартості, ніж традиційні методи повного реплікування та пропонує більшу стійкість до помилок, ніж протоколи, які лише зберігають кожну блобу в підмножині вузлів зберігання.

Джерело: Біла книга Вальруса

Гнучкий доступ

Користувачі можуть взаємодіяти з Валрусом через інтерфейс командного рядка (CLI), набір засобів розробки програмного забезпечення (SDK) та веб-технології HTTP 2.0. Валрус розроблено таким чином, щоб працювати добре з традиційним кешуванням і мережами доставки контенту (CDN), забезпечуючи при цьому можливість виконання всіх операцій з використанням локальних інструментів для максимізації децентралізації.

Tokenomics та інцентивні механізми Вальруса

Економічні виклики Вальруса відрізняються від типових блокчейнів, оскільки Вальрус використовує блокчейн Sui як свій контрольний план, успадковуючи безпеку консенсусу блокчейну. Вальрус використовує механізм делегованого підтвердження права власності (DPoS), де зацікавлені особи делегують свої токени кандидатам на зберігання кожен цикл. Система DPoS запобігає атакам Сібіл та використовує токен WAL для управління та стейкінгу для стимулювання ефективної мережевої діяльності. Вузли зберігання повинні ставити на кону токени WAL, щоб брати участь в мережі. Мережа DPoS забезпечує можливість відновлення даних навіть тоді, коли вузли приєднуються, залишаються, змінюють стейки або не співпрацюють. Управління також визначає штрафи для підтримки гарної поведінки.

Однак, оскільки мережа децентралізована, відтік вузлів з часом може призвести до «трагедії спільного». Таким чином, забезпечення довгострокових зобов'язань є серйозним викликом для системи моржів.

Щоб вирішити цю проблему, Walrus розробила економічну систему та систему стимулів, щоб забезпечити конкурентоспроможне ціноутворення, ефективний розподіл ресурсів та мінімальну поведінку суперника. Він запроваджує економічну модель, засновану на стейкінгу, використовуючи винагороди та штрафи для коригування стимулів та забезпечення виконання довгострокових зобов'язань. Ця система включає механізми ціноутворення на ресурси зберігання та операції запису, доповнені моделлю, керованою токенами, для коригування параметрів.

WAL Токен Стейкінг та Управління

Tokenomics Walrus переважно обертається навколо токена WAL, зберігаючи вузли або їх представники ставлять WАL-токени як основу безпеки Walrus. Добра поведінка винагороджується, тоді як погана поведінка карається (зменшується). Механізм стейкінгу Walrus складається з чотирьох основних компонентів: стейкінг та виділення фрагментів даних, процес відстеження, накопичення нагород та покарань, та необхідні налаштування для самокерівництва активів. Цей дизайн забезпечує безпеку та ефективність, забезпечуючи при цьому гнучкість та стимули для учасників.

1) Делегований стейкінг та розподіл фрагментів даних

Walrus включає делегований шарінг, що дозволяє всім користувачам брати участь в безпеці мережі. Вузли конкурують, щоб привернути ставки користувачів, що визначає, як розподіляються шари. Користувачі вибирають вузли для ставки на основі репутації, величини ставки та комісійних ставок. Як тільки цикл заблокований (наприклад, на контрольній точці «c» на рис. 5), ставка зобов'язується до вибраного сховищного вузла, а дані шари розподіляються згідно з часткою вузла від загальної ставки на наступний цикл.

Вузли зберігання можуть вибирати, скільки капіталу вкласти — або навіть відмовитись від вкладання капіталу, оскільки Walrus не накладає мінімальних вимог до капіталу. Цей гнучкий дизайн дозволяє вузлам різних розмірів і капітальної міцності брати участь, надаючи делегаторам свободу для оцінки придатності кожного вузла.

Захист комісійної ставки

Walrus забезпечує захист від комісійних ставок. Walrus вимагає від вузлів (тобто, постачальників сховищ) встановлювати свої комісійні ставки до дедлайну кожного циклу, а ця комісійна ставка залишається незмінною протягом всього циклу. Метою цього механізму є:

• Для забезпечення прозорості та передбачуваності для делегаторів (тобто стейкерів). Вони можуть чітко знати комісійну ставку, яку вони повинні сплатити протягом циклу.⁠⁠
• Щоб уникнути раптового значного підвищення комісійних ставок вузлів, якщо вузол вирішить збільшити свою комісійну ставку на наступний цикл, делегатори матимуть достатньо часу, щоб зняти стейк перед тим, як нова ставка набуде чинності.⁠⁠

Самостійне зберігання зарахованих активів

Морж використовує модель самостійного зберігання, схожу на SUI. Коли користувачі ставлять свої кошти, кошти упаковуються в їх власні кастодіальні об'єкти, а не передаються безпосередньо до системи Вальруса. Це зменшує вразливості системи й дозволяє користувачам будувати додатковий функціонал поверх залучених активів, хоча це призводить до певних операційних викликів.

Хоча Вальрус може знижувати вкладений капітал, він не має опіки над коштами, що означає, що він відстежує неоплачені штрафи. Коли користувачі намагаються зняти свої токени WAL, вони повинні представити свій опікований об'єкт контракту розумного Вальруса для розблокування, і будь-які невиплачені штрафи будуть утримуватися з вкладеної суми. Вальрус також може стикатися з проблемами з готівковим потоком, коли штрафи повинні бути розподілені іншим учасникам. Щоб підготуватися до екстремальних випадків (наприклад, повне зниження ставки вузла або неповернення об'єкта), Вальрус зберігає резервний фонд - 5% від початкової суми - призначений для викупу, щоб стимулювати користувачів повернути всі вкладені об'єкти.

2）Міграція розщеплення

Міграція фрагментів - це механізм, що спрацьовує, коли системі потрібно балансувати навантаження зберігання між вузлами або коли вузли виходять з ладу або відбуваються зміни відносної частки вузлів. Цей процес перерозподіляє дані фрагментів серед різних вузлів для підтримки продуктивності мережі.

Міграція шару складається з трьох етапів: алгоритму розподілу, співпрацюючого шляху передачі та шляху відновлення.

1. Алгоритм розподілу: В кінці кожного циклу система запускає алгоритм для визначення того, як слоти повинні бути розподілені серед вузлів наступного циклу, на основі ставки кожного вузла та інших факторів.
2. Спільний шлях: це основний метод передачі фрагментів. Вузли координують передачу фрагментів з одного вузла на інший. Якщо передача вдається, додаткові дії не потрібні.
3. Шлях відновлення: система активує механізм відновлення, якщо співпрацюючий переказ не вдається (наприклад, отримуючий вузол не отримує всі дані або не підтверджує отримання). Це може включати покарання вузла, відповідального за неуспішний переказ, та залучення інших вузлів до процесу відновлення.

Механізм міграції фрагментів забезпечує динамічний баланс і безпеку в мережі Вальруса, дозволяючи системі адаптуватися до змін вузлів і запобігаючи потенційним атакам.

3) Ціноутворення та механізм оплати за операції запису в сховище

Як децентралізована система, Вальрус потребує механізму визначення вартості та розподілу ресурсів. Цей механізм дозволяє вузлам пропонувати конкурентоздатні послуги, забезпечуючи їх відповідне винагородження та надаючи економічні стимули. Моделі фіксованої ціноутворення та передплати забезпечують стійкість системи шляхом мінімізації ризиків волатильності цін.

Механізм ціноутворення & процес оплати

На початку кожної епохи вузли зберігання голосують за ціни зберігання та запису. Система вибирає 66,67-й перцентиль (за вагою стейка) як остаточну ціну. Користувачі сплачують ціну запису при реєстрації блобу та плату за зберігання при покупці зберігання. Ці платежі розподіляються на відповідні вузли в кінці епохи, забезпечуючи справедливі ціни та плавну роботу системи.

4）Управління токенами WAL

Управління в Walrus відбувається за допомогою токена WAL, який налаштовує параметри системи. Чотири ключові параметри підлягають налаштуванню, включаючи ті, що стосуються відновлення та викликів даних на розділах. Перед кінцевим терміном стейкінгу кожної епохи будь-який вузол Walrus може подати пропозицію щодо налаштування параметрів. Вузли голосують за пропозиції, при цьому голосувальна сила пропорційна їхньому загальному стейку (включаючи делегований стейк). Для реалізації пропозиції потрібна більш як 50% схвалення та вона повинна задовольняти кворум наступної епохи.

Механізми стимулювання

Проблеми зберігання

Механізм виклику зберігання в системі «Морж» забезпечує відповідність вузлів зберігання та економічну безпеку системи.

Політику стимулювання проблем зі зберіганням можна узагальнити таким чином: Система Walrus використовує періодичні випадкові виклики, щоб перевірити, чи зберігали вузли зберігання дані, які, як вони стверджують, зберігають. Вузли повинні реагувати на ці виклики, надаючи докази вибраних блобів. Якщо вузли добре справляються з цими завданнями (отримують 50% або більше позитивних звітів), вони вважаються такими, що виконали свої обов'язки. І навпаки, ноди, які погано працюють, зіткнуться зі штрафами, такими як скорочення своїх токенів у стейкінгу. Цей механізм стимулювання в першу чергу спонукає вузли діяти чесно та підтримувати цілісність мережі.

Винагороди за читання

Головною метою Вальруса є надання надійного сховища для блобів. Він заохочує сховища до надання безкоштовних та швидких послуг з читання, але не наказує цього. Хоча деякі сховища готові надавати послуги з читання для підтримки Вальруса, також будуть сховища, які лише забезпечують сховище. Якщо, випадково, всі сховища очікують, що інші сховища надаватимуть послуги з читання, це може призвести до ситуації, коли клієнтські запити на читання залишаються без відповіді, що впливає на нормальну роботу системи Вальрус. Для вирішення цієї проблеми Вальрус пропонує три схеми стимулювання читання:

1) Модель вузла служби: Користувачі укладають платні контракти зі сховищами, щоб читати дані. Це може включати прямі платні кінцеві точки або угоди на рівні підприємства. Цей метод може стати основним способом взаємодії кешів та постачальників контенту з Вальрусом.

2) On-chain Bounties: Якщо запит не вдається, користувачі можуть розміщувати винагороди on-chain. Вузли зберігання заробляють винагороди, надаючи дані. Цей метод реалізовується за допомогою розумних контрактів Sui, але може бути складним і складним.

3) Вибірка легких вузлів: цей метод вводить легкі вузли як додаткових учасників, забезпечуючи децентралізовані гарантії безпеки рівня 2. Це дозволяє легким вузлам відбирати зразки символів безпосередньо з вузлів зберігання шляхом читання з максимальними зусиллями або завантажувати блоби через кеш і перекодувати їх. Незважаючи на складність, цей метод є більш надійним і забезпечує шлях для участі громади.

Усі ці схеми спрямовані на забезпечення доступності та ефективності системи Вальрус, зберігаючи її децентралізований характер.

Висновок

Walrus - це інноваційна децентралізована система зберігання даних, яка поєднує технологію двовимірного кодування з механізмом делегованого підтвердження ставки. Це поєднання надає користувачам ефективні, безпечні та економічні рішення для зберігання даних. Система забезпечує ефективне відновлення даних та низькі витрати на зберігання, забезпечуючи стабільність та надійність мережі за допомогою гнучких методів доступу та міцних механізмів стимулювання. Розумна економічна модель Walrus запобігає «трагедії загального користування», а його децентралізований механізм управління, реалізований через токени WAL, додатково підвищує автономію та стійкість системи.

З інвестиційної точки зору Вальрус унікально розташований на швидко розвиваючомуся ринку децентралізованого зберігання. Він не лише вирішує проблеми традиційного централізованого зберігання, але й пропонує значні конкурентні переваги у сфері ефективності та вартості. Однак як новий проект, Вальрус може зіткнутися з технічними викликами та ризиками безпеки, і його успіх на довгостроковому горизонті в значній мірі залежить від рівня прийняття в практичних застосуваннях.

В цілому, Walrus представляє значний прорив у технології блокчейн в зберіганні даних, пропонуючи потенційно цінну можливість для інвесторів на довгий термін. Він демонструє майбутній напрямок децентралізованого зберігання та має потенціал принести революційні зміни в управлінні даними та захисті особистої інформації. Однак, як і в усіх інших інвестиціях в нові технології, інвесторам слід комплексно оцінювати ризики, тісно відслідковувати траєкторію розвитку проекту та реакцію ринку, щоб приймати обґрунтовані інвестиційні рішення.