2024年10月17日，去中心化存儲協議Walrus在X（前身為Twitter）上宣布其公共測試網絡的推出。Walrus旨在為區塊鏈應用程序和自治代理設計，已經發布了開發者預覽版以收集反饋。該協議的主要優勢包括成本高效的blob存儲、高可用性和健壯性。

海象已被使用，知名區塊鏈媒體“Decrypt”在該平台上存儲新聞文章、視頻和圖片，以創建不可篡改的內容，為加密媒體公司促進出版物與讀者之間的信任。本文將詳細介紹海象的技術架構、運營情況以及其 WAL 代幣的代幣經濟。

來源：x

海象項目概述

Walrus 是一個分散式存儲解決方案，在 SUI 區塊鏈上運行，由 Mysten Labs 領導，該開發團隊為 SUI 的開發團隊。該團隊的核心成員曾在 Facebook 的現已停止的區塊鏈項目 Libra（後來更名為 Diem，並出售給 Silvergate）上工作。Walrus 使用來自 Libra 項目的新編程語言“Move”。

與基於IPFS的主流存儲項目不同，Walrus專注於處理大型數據文件。它旨在存儲和傳送原始數據和媒體文件，如視頻、圖像和PDF文件。Walrus實現了對這些大文件或blob的快速高效存儲，提供了靈活性、可擴展性和可編程性。即使在拜占庭錯誤的情況下，該協議也能確保高可用性和可靠性。

開發團隊：Mysten Labs

Mysten Labs 由分散式系統、程式語言和加密學方面的領先專家組成。其創始人是 Meta's Novi Research 的高級執行官以及 Diem 區塊鏈和 Move 程式語言的首席架構師。Mysten Labs 的使命是為 Web3 建立基礎設施。

來源：Medium

資金信息

Mysten Labs成立於2021年，在兩年內實現了顯著的增長。它在A輪融資中募集了3600萬美元，接著在B輪融資中募集了3億美元。該項目吸引了硅谷風投公司Andreessen Horowitz（a16z）的重大關注。

其他投資者包括币安实验室、Coinbase Ventures和FTX Ventures，超过20家机构支持Mysten Labs的金融基础设施。

來源: icodrop

去中心化存儲協議的主要類型

目前，去中心化存儲協議可以分為兩種主要類型：完全複製系統和Reed-Solomon（RS）編碼系統。

類型1：完全複製系統

完全複製的系統，如 Filecoin 和 Arweave，提供了易於訪問和遷移，但面臨著高昂的存儲成本和安全風險，例如潛在的 Sybil 攻擊。例如，實現高安全性可能需要 25 倍的存儲容量。儘管這種方法確保了無需許可的環境，但其可靠性在很大程度上取決於所選存儲節點的穩健性。

類型2：RS編碼系統

相比之下，RS編碼（一種特定類型的擦除編碼）可以顯著減少複製需求並增強安全性。RS編碼將文件分成較小的數據片段，每個片段代表原始文件的一部分。只要總大小超過原始文件的片段組合可以用來重構文件。即使有三分之一的節點是惡意的，RS編碼也可以以三倍的存儲開銷維持足夠的安全性。

然而，RS編碼系統存在著挑戰，包括高計算成本和可擴展性限制。只有在總數據大小和分片數量相對較小的情況下才是實用的。此外，如果存儲節點離線並需要被替換，系統需要所有現有節點向替換節點發送分片，這將導致顯著的網絡傳輸開銷。

無論使用何種協議，去中心化存儲系統都面臨著數據保留和節點協調的挑戰，這限制了可擴展性。為了解決這些問題，許多系統實施存儲協議並開發自定義區塊鏈來處理交易和加密貨幣操作，從而提高整體效率和功能性。

來源：Messari

瓦爾魯斯是如何運作的？

如前所述，Walrus專為存儲大型和多媒體文件而設計。它結合了兩種去中心化存儲類型的優勢，創造出一種獨特的基於blob的去中心化存儲解決方案：新的編程語言（Move）+ 新的編碼算法（Red Stuff）+ Sui區塊鏈。

這使得海象能夠擴展到數百個存儲節點（提供者），並以最小的存儲開銷實現高靈活性。該系統不需要構建完全專用的區塊鏈協議來運行。相反，它利用現有的SUI區塊鏈作為其控制平面來進行管理：

• 存儲節點的生命周期管理
• 二進制大型物件的生命週期管理
• 經濟和激勵機制

這種方法使獺利用SUI區塊鏈的功能，而無需從頭開始開發區塊鏈。這簡化了獺的設計和實施，同時提供了分散式存儲的關鍵功能。

來源：海象白皮書

底層架構

Walrus架構確保即使節點故障或惡意活動，內容仍然可訪問。它採用基於快速線性噴泉碼（抹除碼）的先進錯誤校正技術，增強對拜占庭錯誤的抵抗力，並支持動態變化的存儲節點。Walrus通過使用Sui智能合約來管理存儲節點和blob驗證，簡化了其核心功能。

在Walrus中，客戶協調數據流動，數據由發布者編碼並安全存儲。 元數據和可用性證明存儲在SUI區塊鏈上，利用Move語言提供組合性和安全性。 存儲容量也可以被代幣化，從而與基於SUI的應用集成。 此外，Walrus還支持其他區塊鏈，如Solana和Ethereum。 通過從存儲節點收集信息的聚合器進行數據訪問，並通過CDN或緩存系統傳送。

核心組件

Blob（Binary Large Object）

Blob 代表一個等同於文件（原始數據）的不可變對象。Blob 存儲解決方案是為雲存儲而設計的，主要用於大量非結構化數據，例如圖像、文檔和視頻。這些數據通常以二進制格式存儲，並不一定遵循特定的文件格式。

新的編碼算法：紅色東西

Walrus的核心是Red Stuff，它引入了一種基於噴泉碼的新的二維編碼算法。與RS（Reed-Solomon）編碼不同，噴泉碼主要依賴於XOR（Exclusive OR）運算，從而簡化了數學複雜性。以下是對噴泉碼和XOR的簡要概述：

XOR（Exclusive OR）是一個邏輯運算子，類似於“兩個否定等於一個肯定”的概念。它是應用於兩個運算元的一種邏輯分析類型。與常規的邏輯OR不同，當兩個值相同時，XOR返回false，而當值不同時返回true。

在編碼理論中，噴泉碼是一種基於基於圖形的線性編碼技術的消除碼。通過減少封包損失，進一步提高錯誤更正性能。兩種主要類型的噴泉碼是LT碼和Raptor碼。

簡單來說，消除編碼涉及將 K 個源數據塊編碼為 n 個編碼數據塊，其中 n > K。在傳輸過程中，如果有一些數據丟失，剩下的數據塊（稱為 K’ 接收到的數據）可以用來重建（重建數據）原始數據，只要 K’ ≥ K。這確保了無論丟失哪些數據塊，都可以恢復原始數據。這對應於下面的圖。

來源：researchgate

存儲和檢索：支持Blob讀寫

Walrus支持對blob的寫入和讀取。它還允許任何人證明blob已被存儲並且可以稍後檢索。

Walrus中的Blob寫入過程將區塊鏈技術與分散式存儲相結合。寫入者使用Red Stuff算法對Blob進行編碼，將其在區塊鏈上註冊以獲取存儲空間，並將碎片分發到存儲節點。然後在區塊鏈上發布存儲證書，確認Blob的可用性。該過程確保了分散式存儲和數據可靠性，同時使用區塊鏈來管理元數據和協調存儲。

在讀取過程中，用戶可以從任何存儲節點請求blob的承諾和主要片段。一旦收集到足夠的有效證明，就會重建和驗證blob。 Red Stuff的屬性確保了一致的讀取，在正常情況下，用戶只需要下載略多於原始blob大小的數據。該系統為高需求場景提供激勵措施，以保持讀取效率，這將在“激勵機制”部分進行討論。此外，使用聚合器和緩存有助於減少blob重建的頻率，提高整體性能。

成本效率和異步數據完整性：紅色物質 + 奇偶校驗編碼

正如先前討論的那樣，去中心化儲存協議的兩種主要類型是完整複製和RS編碼。海象認為，儘管這些方法提供低開銷和強有力的保證，但它們不適合長期部署。在長時間運行的大型系統中，儲存節點容易發生故障、片段丟失或頻繁節點更換。在無許可系統中，儲存節點可能會因為動機而自然離開，導致數據丟失。無論原因是什麼，為新節點恢復丟失的片段都需要龐大的資料傳輸成本。

因此，Walrus建議，恢復丟失數據的成本應該只與需要恢復的數據量成比例。此外，隨著網絡節點數量的增加，這些恢復成本應該減少。

為了實現這一點，Red Stuff使用了二維編碼技術（基於XOR邏輯），將數據分割為片段並分散存儲在存儲節點上。這樣可以更有效地恢復丟失的數據，而無需下載整個數據塊。

來源：海象白皮書

通過利用先進的消除編碼，Walrus將存儲成本保持在存儲的blob大小的約五倍。每個blob的編碼數據分佈在不同的存儲節點上，確保異步數據完整性。這種方法比傳統的完全複製方法更具成本效益，比僅在存儲節點子集中存儲每個blob的協議具有更高的容錯性。

來源：海象白皮書

靈活取得

用户可以通過命令行界面（CLI）、軟件開發工具包（SDK）和Web2 HTTP技術與Walrus進行交互。Walrus被設計為能夠與傳統的緩存和內容交付網絡（CDN）良好配合，同時確保所有操作都可以使用本地工具運行，以最大化去中心化。

海象代幣經濟模型和激勵機制

Walrus的經濟挑戰與典型區塊鏈不同，因為Walrus使用Sui區塊鏈作為其控制平面，繼承了區塊鏈共識的安全性。Walrus採用了委託權益證明（DPoS）機制，利益相關者每個週期將其代幣委託給候選存儲節點。DPoS系統防止了偽造者攻擊，並使用WAL代幣進行治理和抵押，以激勵高效的網絡運營。存儲節點必須抵押WAL代幣才能參與網絡。DPoS網絡確保即使節點加入、離開、調整抵押或拒絕合作，也能恢復數據。治理還確定了懲罰，以促進良好行為。

然而，由於網絡是去中心化的，隨著時間的推移節點的變動可能導致“共有制悲劇”。因此，確保長期承諾對於海象系統來說是一個重大的挑戰。

為了解決這個問題，Walrus設計了一個經濟和激勵系統，以確保競爭定價、有效資源配置和最小化敵對行為。它引入了基於權益投資的經濟模型，使用獎勵和處罰來調整激勵措施並強制長期承諾。該系統包括存儲資源和寫入操作的定價機制，並通過基於代幣的模型進行參數調整。

WAL Token Staking和治理

海象的通證經濟主要圍繞著WAL代幣展開，存儲節點或其代表以WAL代幣作為海象安全基礎的押注。好的行為會得到獎勵，而不良行為會受到懲罰（削減）。海象的押注機制包括四個核心組件：押注和數據碎片分配、解押過程、獎勵和懲罰的積累以及用於資產自保管的調整。這種設計確保了安全和效率，同時為參與者提供了靈活性和激勵。

1）委託貼現和數據片段分配

海象包括委託權益鏈，允許所有用戶參與網絡安全。節點競爭吸引用戶權益，這決定了如何分配碎片。用戶根據聲譽、資本權益和佣金率選擇要委託的節點。一旦循環被鎖定（例如，在圖5的檢查點“c”處），權益就被承諾到所選的存儲節點，並且數據碎片根據節點在下一個循環中的總權益比例分配。

存儲節點可以選擇承諾多少資本，甚至可以選擇不承諾資本，因為Walrus不會強制要求最低資本。這種靈活的設計使得不同規模和資本實力的節點可以參與，讓委託人有自由評估每個節點的適用性的自由。

佣金率保障

Walrus在佣金率方面提供保障。Walrus要求節點（即存儲提供者）在每個週期的截止日期之前設定其佣金率，並且此佣金率在整個週期內保持不變。此機制的目的是：

• 為代幣持有者（即權益池參與者）提供透明度和可預測性。他們可以清楚地知道在整個周期內必須支付的佣金率。⁠⁠
• 為了防止節點突然大幅提高佣金比率，如果節點決定在下個周期增加其佣金比率，代幣委託人有足夠的時間在新比率生效之前贖回代幣。⁠⁠

自有托管的抵押資產

Walrus採用自我保管模型，類似於SUI。當用戶賭注他們的資金時，這些資金會被打包成他們自己的保管對象，而不是直接轉移到Walrus系統。這減少了系統的漏洞，使用戶可以在抵押的資產上構建其他功能，但也帶來了一些操作上的挑戰。

雖然海象可以減少抵押資本，但它不會保管資金，這意味著它會追踪未支付的罰款。當用戶試圖提取他們的WAL代幣時，他們必須向海象智能合約提交其保管物件以進行解鎖，並且未支付的罰款將從抵押金額中扣除。海象在必須將罰款分配給其他參與者時，也可能遇到現金流挑戰。為了應對極端情況（例如，節點的抵押被完全減少或物件未被退還），海象保留了一個儲備基金-初始本金的5％-用於贖回，以激勵用戶將所有抵押的物件退還。

2）分片遷移

碎片遷移是一種機制，當系統需要平衡節點間的儲存負載、節點離線或節點的相對權益發生變化時，會觸發此過程，將數據碎片重新分配給不同的節點以維持網絡性能。

Shard遷移包含三個階段：分配算法、合作轉移路徑和恢復路徑。

1. 分配算法：在每个周期的末尾，系统运行一个算法来确定下一个周期中如何根据每个节点的权益和其他因素分配碎片。
2. 協同路徑：這是傳輸分片的主要方法。節點協調從一個節點轉移分片到另一個節點。如果轉移成功，則不需要進一步操作。
3. 恢復路徑：如果合作傳輸失敗（例如，接收節點未接收所有數據或未能確認接收），系統將啟動恢復機制。這可能涉及對負責失敗傳輸的節點進行懲罰，並讓其他節點參與恢復。

Shard遷移機制確保了瓦爾魯斯網絡中的動態平衡和安全，使系統能夠適應節點變化並防止潛在攻擊。

3) 存儲寫操作的定價和支付機制

作為一個去中心化的系統，Walrus需要一個機制來確定資源的價值和分配。這個機制使節點能夠提供有競爭力的服務，同時確保它們得到適當的報酬，提供經濟激勵。固定價格和預付款模型通過減少價格波動風險，為系統帶來穩定性。

價格機制和支付流程

在每个纪元开始时，存储节点对存储和写入价格进行投票。系统选择66.67th百分位数（按股权权重）作为最终价格。用户在注册 blob 时支付写入价格，并在购买存储时支付存储费用。这些费用在纪元结束时分配给相关节点，确保公平定价和系统平稳运行。

4）WAL代幣治理

Walrus的治理是通過WAL代幣來調整系統參數。有四個關鍵參數可以進行調整，包括與碎片恢復和數據挑戰相關的參數。在每個時期的抵押截止日期之前，任何Walrus節點都可以提交一個調整參數的提案。節點對提案進行投票，投票權與其總抵押（包括委託的抵押）成比例。提案需要超過50％的批准並且必須達到法定人數，才能在下一個時期中實施。

激勵機制

存儲挑戰

Walrus 系統中的存儲挑戰機制確保存儲節點和系統的經濟安全合規性。

關於存儲挑戰的激勵政策可以總結如下：Walrus系統使用定期的隨機挑戰來驗證存儲節點是否存儲了它們聲稱存儲的數據。節點必須通過提供所選Blob的證明來回應這些挑戰。如果節點在這些挑戰中表現良好（收到50％或更多的正面報告），則被認為已履行其責任。相反，表現不佳的節點將面臨懲罰，例如削減其抵押令牌。該激勵機制主要鼓勵節點誠實行事，並維護網絡的完整性。

閱讀獎勵

Walrus的主要目標是提供強大的Blob存儲。它鼓勵存儲節點提供免費和快速的讀取服務，但不強制要求。雖然一些存儲節點願意提供讀取服務來支持Walrus，但也會有僅提供存儲的節點存在。如果所有節點都期望其他節點提供讀取服務，則可能導致客戶端的讀取請求無法得到回應，影響Walrus系統的正常運作。為了解決這個問題，Walrus提供了三種讀取激勵方案:

1）節點服務模型：用戶與存儲節點簽署付費合同以讀取數據。這可能包括直接付費節點或企業級協議。這種方法可能成為緩存和內容提供商與Walrus互動的主要方式。

2）鏈上懸賞：當讀取失敗時，用戶可以在鏈上發布懸賞。存儲節點通過提供數據來獲得懸賞。這種方法是通過Sui智能合約實現的，但可能繁瑣且複雜。

3）輕節點採樣：該方法引入輕節點作為附加參與者，提供第2層分散式安全保證。它允許輕節點通過盡力讀取或通過緩存下載blob直接從存儲節點中採樣符號並重新編碼它們。雖然複雜，但該方法更加穩健，並提供了社區參與的途徑。

所有這些方案的目標是確保海象系統的可用性和效率，同時保持其去中心化的性質。

結論

Walrus是一種創新的去中心化數據存儲系統，它將2D編碼技術與委託權益證明機制相結合。該組合為用戶提供了高效、安全和具有成本效益的數據存儲解決方案。通過靈活的訪問方法和強大的激勵機制，該系統實現了高效的數據恢復和低成本存儲，同時通過堅固的激勵機制確保了網絡的穩定性和可靠性。Walrus巧妙的經濟模型防止了“公地悲劇”，而通過WAL代幣實施的去中心化治理機制進一步增強了系統的自主性和可持續性。

從投資的角度來看，海象在快速發展的去中心化存儲市場中具有獨特的地位。它不僅解決了傳統集中存儲的問題，而且在效率和成本方面提供了顯著的競爭優勢。然而，作為一個新興專案，海象可能會面臨技術挑戰和安全風險，其長期成功很大程度上取決於實際應用中的採用率。

總的來說，獺魚代表了區塊鏈技術在數據存儲方面的重大突破，為長期投資者提供了潛在的有價值機會。它展示了去中心化存儲的未來方向，有潛力在數據管理和隱私保護方面帶來革命性的變革。然而，與所有新興技術投資一樣，投資者應全面評估風險，密切監察項目的發展軌跡和市場反應，以做出明智的投資決策。