Seberapa Jauh Jalan Menuju Penyebaran Penyimpanan Desentralisasi?

Penyimpanan pernah menjadi salah satu jalur populer di industri blockchain. Filecoin sebagai proyek terkemuka pada bull market sebelumnya, nilai pasarnya sempat melebihi 10 miliar dolar AS. Arweave fokus pada penyimpanan permanen, dengan nilai pasar tertinggi mencapai 3,5 miliar dolar AS. Namun, seiring dengan munculnya keraguan terhadap ketersediaan penyimpanan data dingin, prospek perkembangan penyimpanan desentralisasi juga dipertanyakan. Baru-baru ini, munculnya Walrus membawa perhatian baru ke jalur penyimpanan yang telah lama sepi, sementara proyek Shelby yang diluncurkan oleh Aptos dan Jump Crypto berusaha untuk melakukan terobosan di bidang penyimpanan data panas. Artikel ini akan menganalisis perubahan narasi penyimpanan desentralisasi berdasarkan jalur perkembangan empat proyek: Filecoin, Arweave, Walrus, dan Shelby, serta mengeksplorasi arah perkembangan masa depannya.

Filecoin: Esensi Koin Tambang di Balik Penyimpanan

Filecoin adalah salah satu proyek cryptocurrency yang muncul lebih awal, dengan arah pengembangan yang berfokus pada Desentralisasi. Filecoin berusaha menggabungkan penyimpanan dan Desentralisasi, untuk mengatasi masalah kepercayaan terhadap penyedia layanan penyimpanan data terpusat. Namun, beberapa pengorbanan yang dilakukan untuk mencapai Desentralisasi justru menjadi titik masalah yang coba diselesaikan oleh proyek-proyek berikutnya. Untuk memahami bahwa Filecoin pada dasarnya adalah proyek koin penambangan, perlu memahami keterbatasan teknologi dasar IPFS dalam pengolahan data panas.

IPFS: Bottleneck transmisi arsitektur Desentralisasi

IPFS( Sistem Berkas Antarbintang) muncul sekitar tahun 2015, bertujuan untuk mendisrupsi protokol HTTP tradisional melalui pengalamatan konten. Namun, masalah terbesar IPFS adalah kecepatan pengambilan yang sangat lambat. Di era layanan data tradisional yang dapat merespons dalam milidetik, pengambilan satu berkas di IPFS masih memerlukan belasan detik, hal ini membuatnya sulit untuk dipromosikan dalam aplikasi praktis. Selain beberapa proyek blockchain, IPFS jarang digunakan oleh industri tradisional.

Protokol P2P dasar IPFS terutama cocok untuk "data dingin", yaitu konten statis yang tidak sering berubah. Dalam menangani data panas, seperti halaman web dinamis, permainan online, atau aplikasi AI, protokol P2P tidak memiliki keunggulan yang jelas dibandingkan CDN tradisional.

Meskipun IPFS sendiri bukanlah blockchain, tetapi desain Directed Acyclic Graph (DAG)-nya sangat sesuai dengan banyak blockchain publik dan protokol Web3, membuatnya secara alami cocok sebagai kerangka dasar untuk blockchain. Oleh karena itu, meskipun kurang memiliki nilai praktis, IPFS sebagai kerangka dasar yang mendukung narasi blockchain sudah cukup. Proyek-proyek tiruan awal hanya memerlukan satu kerangka kerja yang dapat berjalan untuk memulai rencana besar, tetapi seiring dengan perkembangan Filecoin, masalah yang dibawa oleh IPFS juga mulai menghambat kemajuannya.

Logika koin tambang di bawah lapisan penyimpanan

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

Model ekonomi token Filecoin mencakup tiga peran utama: pengguna membayar biaya untuk menyimpan data; penambang penyimpanan mendapatkan imbalan token karena menyimpan data pengguna; penambang pengambilan menyediakan data saat dibutuhkan pengguna dan mendapatkan imbalan.

Model ini memiliki potensi ruang untuk berbuat jahat. Penambang penyimpanan mungkin mengisi data sampah setelah menyediakan ruang penyimpanan untuk mendapatkan imbalan. Karena data sampah ini tidak akan diambil, bahkan jika hilang tidak akan memicu mekanisme hukuman bagi penambang penyimpanan. Ini memungkinkan penambang penyimpanan untuk menghapus data sampah dan mengulangi proses ini. Konsensus bukti salinan Filecoin hanya dapat memastikan bahwa data pengguna tidak dihapus secara sembunyi-sembunyi, tetapi tidak dapat menghentikan penambang dari mengisi data sampah.

Operasi Filecoin sangat bergantung pada investasi berkelanjutan miner terhadap ekonomi token, bukan berdasarkan permintaan nyata pengguna akhir untuk penyimpanan terdistribusi. Meskipun proyek ini terus beriterasi, pada tahap ini, pembangunan ekosistem Filecoin lebih sesuai dengan "logika koin penambang" daripada pemposisian proyek penyimpanan yang "didorong oleh aplikasi".

Arweave: Didirikan atas jangka panjang, jatuh karena jangka panjang

Jika dikatakan bahwa tujuan Filecoin adalah membangun sebuah kerangka "cloud data" desentralisasi yang dapat diinsentifkan dan dibuktikan, maka Arweave telah mengambil arah yang berlawanan dalam hal penyimpanan: menyediakan kemampuan penyimpanan permanen untuk data. Arweave tidak berusaha membangun platform komputasi terdistribusi, seluruh sistemnya berkembang di sekitar satu asumsi inti - data yang penting seharusnya disimpan sekali saja, dan selamanya tersimpan di jaringan. Sikap jangka panjang yang ekstrem ini membuat Arweave sangat berbeda dari Filecoin dalam hal mekanisme, model insentif, kebutuhan perangkat keras, hingga sudut pandang naratif.

Arweave menggunakan Bitcoin sebagai objek pembelajaran, berusaha untuk terus mengoptimalkan jaringan penyimpanan permanennya dalam periode panjang yang dihitung dalam tahun. Arweave tidak peduli dengan pemasaran, tidak peduli dengan pesaing dan tren perkembangan pasar. Ia hanya terus maju di jalan iterasi arsitektur jaringan, bahkan jika tidak ada yang memperhatikan, karena inilah esensi tim pengembang Arweave: jangka panjang. Berkat pendekatan jangka panjang, Arweave sangat diminati di pasar bullish sebelumnya; juga karena jangka panjang, bahkan jika jatuh ke titik terendah, Arweave masih bisa bertahan melalui beberapa siklus bullish dan bearish. Hanya saja, apakah ada tempat untuk Arweave di masa depan penyimpanan desentralisasi? Nilai keberadaan penyimpanan permanen hanya bisa dibuktikan oleh waktu.

Jaringan utama Arweave dari versi 1.5 hingga versi terbaru 2.9, meskipun telah kehilangan perhatian pasar, tetap berkomitmen untuk memungkinkan lebih banyak penambang berpartisipasi dalam jaringan dengan biaya minimum, dan mendorong penambang untuk menyimpan data sebanyak mungkin, sehingga ketahanan seluruh jaringan terus meningkat. Arweave sangat menyadari bahwa mereka tidak sesuai dengan preferensi pasar, mengambil jalur konservatif, tidak merangkul komunitas penambang, ekosistem sepenuhnya stagnan, melakukan peningkatan jaringan utama dengan biaya minimum, sambil terus menurunkan batasan perangkat keras tanpa mengorbankan keamanan jaringan.

Tinjauan Jalur Peningkatan 1.5-2.9

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

Dalam versi 2.0, Arweave mengadopsi SPoA, mengubah bukti data menjadi jalur ringkas dalam struktur pohon Merkle, dan memperkenalkan transaksi format 2 untuk mengurangi beban sinkronisasi. Arsitektur ini mengurangi tekanan bandwidth jaringan, sehingga kemampuan kolaborasi node meningkat secara signifikan. Namun, beberapa penambang masih dapat menghindari tanggung jawab kepemilikan data yang sebenarnya melalui strategi kolam penyimpanan berkualitas tinggi yang terpusat.

Untuk mengoreksi kecenderungan tersebut, 2.4 memperkenalkan mekanisme SPoRA, yang memperkenalkan indeks global dan akses acak hash lambat, sehingga penambang harus benar-benar memiliki blok data untuk berpartisipasi dalam pembuatan blok yang valid, secara mekanis melemahkan efek penumpukan daya komputasi. Hasilnya adalah, penambang mulai memperhatikan kecepatan akses penyimpanan, mendorong penggunaan SSD dan perangkat baca tulis cepat. 2.6 memperkenalkan rantai hash untuk mengontrol ritme pembuatan blok, menyeimbangkan manfaat marginal dari perangkat berkinerja tinggi, serta memberikan ruang partisipasi yang adil bagi penambang kecil dan menengah.

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

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

Walrus: Apakah memeluk data panas adalah sekadar hype atau ada makna lain?

Pemikiran desain Walrus sangat berbeda dari Filecoin dan Arweave. Filecoin berangkat dari menciptakan sistem penyimpanan yang dapat diverifikasi secara desentralisasi, dengan biaya penyimpanan data dingin; Arweave berangkat dari menciptakan perpustakaan Aleksandria di atas blockchain yang dapat menyimpan data secara permanen, dengan biaya terlalu sedikitnya kasus penggunaan; Walrus berangkat dari mengoptimalkan biaya penyimpanan untuk protokol penyimpanan data panas.

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

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

Redstuff yang dibuat oleh Walrus adalah teknologi kunci untuk mengurangi redundansi node, yang berasal dari pengkodean Reed-Solomon ( RS ). Pengkodean RS adalah algoritma kode penghapusan yang sangat tradisional, yang memungkinkan untuk menggandakan dataset dengan menambahkan fragmen redundan, dan dapat digunakan untuk membangun kembali data asli. Dari CD-ROM hingga komunikasi satelit hingga kode QR, ini sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Kode penghapusan memungkinkan pengguna untuk mendapatkan satu blok, misalnya berukuran 1MB, dan kemudian "memperbesar" menjadi 2MB, di mana tambahan 1MB adalah data khusus yang disebut kode penghapusan. Jika ada byte yang hilang dalam blok, pengguna dapat dengan mudah memulihkan byte tersebut melalui kode. Bahkan jika hingga 1MB blok hilang, seluruh blok masih dapat dipulihkan. Teknologi yang sama memungkinkan komputer untuk membaca semua data dalam CD-ROM, bahkan jika telah rusak.

Saat ini yang paling umum digunakan adalah kode RS. Cara implementasinya adalah, mulai dari k blok informasi, membangun polinomial terkait, dan mengevaluasinya pada berbagai koordinat x untuk mendapatkan blok kode. Dengan menggunakan kode penghapus RS, kemungkinan kehilangan blok data besar secara acak sangat kecil.

Sebagai contoh: membagi sebuah file menjadi 6 blok data dan 4 blok paritas, total 10 bagian. Selama salah satu dari 6 bagian itu disimpan, data asli dapat dipulihkan sepenuhnya.

Keuntungan: kemampuan toleransi kesalahan yang kuat, digunakan secara luas dalam CD/DVD, array disk tahan kesalahan (RAID), serta sistem penyimpanan awan ( seperti Azure Storage, Facebook F4).

Kekurangan: perhitungan dekode yang kompleks, biaya yang tinggi; tidak cocok untuk skenario data yang sering berubah. Oleh karena itu, biasanya digunakan untuk pemulihan dan penjadwalan data di lingkungan terpusat di luar rantai.

Dalam arsitektur Desentralisasi, Storj dan Sia telah menyesuaikan pengkodean RS tradisional untuk memenuhi kebutuhan nyata jaringan terdistribusi. Walrus juga mengusulkan varian sendiri - algoritma pengkodean RedStuff, untuk mencapai mekanisme penyimpanan redundan yang lebih murah dan lebih fleksibel.

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

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

Inti desain RedStuff adalah membagi data menjadi dua jenis potongan: potongan utama digunakan untuk memulihkan data asli, yang pembentukan dan distribusinya terikat ketat, ambang pemulihan adalah f+1, dan memerlukan 2f+1 tanda tangan sebagai dukungan ketersediaan; potongan sekunder dihasilkan melalui kombinasi eksklusif dan operasi sederhana lainnya, berfungsi untuk menyediakan toleransi kesalahan yang fleksibel, meningkatkan ketahanan keseluruhan sistem.