Evolusi Penyimpanan Desentralisasi: dari FIL ke Shelby

Penyimpanan pernah menjadi salah satu jalur paling populer di industri blockchain. Filecoin sebagai proyek terkemuka di putaran bull market sebelumnya, pernah memiliki nilai pasar lebih dari sepuluh miliar dolar. Arweave menonjolkan penyimpanan permanen, dengan nilai pasar tertinggi mencapai 3,5 miliar dolar. Namun, seiring dengan terungkapnya keterbatasan penyimpanan data dingin, kebutuhan akan penyimpanan permanen menjadi dipertanyakan, dan apakah penyimpanan desentralisasi dapat benar-benar terwujud memicu diskusi yang luas. Kehadiran Walrus membawa harapan baru bagi jalur penyimpanan yang sudah lama sepi, sementara proyek Shelby yang diluncurkan oleh Aptos dan Jump Crypto bertujuan untuk membawa penyimpanan desentralisasi ke tingkat baru di bidang data panas. Artikel ini akan menganalisis proses perubahan narasi penyimpanan desentralisasi dengan mengambil jalur perkembangan dari empat proyek representatif: Filecoin, Arweave, Walrus, dan Shelby, serta mengeksplorasi prospek perkembangan masa depan penyimpanan desentralisasi.

FIL: Penyimpanan permukaan, sebenarnya adalah penambangan

Filecoin adalah salah satu proyek representatif yang muncul di awal, dengan arah pengembangan yang berfokus pada Desentralisasi, yang merupakan karakteristik umum dari proyek blockchain awal. Filecoin menggabungkan penyimpanan dengan Desentralisasi, berusaha untuk menyelesaikan masalah kepercayaan dari penyedia layanan penyimpanan data terpusat. Namun, beberapa aspek yang牺牲 untuk mencapai Desentralisasi menjadi titik nyeri yang diatasi oleh proyek-proyek seperti Arweave atau Walrus. Untuk memahami bahwa Filecoin sebenarnya adalah proyek koin pertambangan, perlu dipahami batasan objektif dari teknologi dasar IPFS yang tidak cocok untuk menangani data panas.

IPFS:Kendala transmisi arsitektur Desentralisasi

IPFS( Sistem Berkas Antarbintang) muncul sekitar tahun 2015, bertujuan untuk merevolusi protokol HTTP tradisional melalui pengalamatan konten. Kekurangan terbesar IPFS adalah kecepatan pengambilan yang sangat lambat. Di era di mana layanan data tradisional dapat mencapai respons dalam milidetik, pengambilan satu berkas di IPFS masih memerlukan waktu beberapa detik, hal ini membuatnya sulit untuk dipromosikan dalam aplikasi praktis, dan juga menjelaskan mengapa, kecuali untuk beberapa proyek blockchain, IPFS jarang diadopsi oleh industri tradisional.

Protokol P2P dasar IPFS terutama cocok untuk "data dingin", yaitu konten statis yang tidak sering berubah, seperti video, gambar, dan dokumen. Namun, dalam menangani data panas, seperti halaman web dinamis, permainan online, atau aplikasi kecerdasan buatan, protokol P2P tidak memiliki keunggulan yang jelas dibandingkan dengan CDN tradisional.

Meskipun IPFS itu sendiri bukan blockchain, tetapi desain berbasis Directed Acyclic Graph (DAG) yang digunakan sangat cocok dengan banyak blockchain publik dan protokol Web3, membuatnya secara alami cocok sebagai kerangka konstruksi dasar untuk blockchain. Oleh karena itu, meskipun tidak memiliki nilai praktis, sebagai kerangka dasar yang memuat narasi blockchain sudah cukup, proyek awal hanya memerlukan kerangka yang dapat dijalankan untuk membuka ruang imajinasi baru, tetapi ketika Filecoin berkembang ke tahap tertentu, keterbatasan yang dibawa oleh IPFS mulai menghambat perkembangan lebih lanjut.

logika koin tambang di bawah lapisan penyimpanan

Desain awal dari IPFS adalah untuk memungkinkan pengguna menyimpan data sambil juga menjadi bagian dari jaringan penyimpanan. Namun, dalam keadaan kurangnya 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, tetapi tidak akan menyumbangkan ruang penyimpanan mereka sendiri, dan tidak akan menyimpan file orang lain. Dalam konteks inilah, FIL muncul.

Dalam model ekonomi token Filecoin, ada tiga peran utama: pengguna bertanggung jawab untuk membayar biaya untuk menyimpan data; penambang penyimpanan memperoleh insentif token karena menyimpan data pengguna; penambang pengambilan menyediakan data saat dibutuhkan oleh pengguna dan mendapatkan insentif.

Model ini memiliki ruang untuk potensi penyalahgunaan. Penambang penyimpanan mungkin mengisi data sampah setelah menyediakan ruang penyimpanan untuk mendapatkan imbalan. Karena data sampah ini tidak akan diambil kembali, meskipun 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 sembarangan, tetapi tidak dapat mencegah penambang dari mengisi data sampah.

Operasi Filecoin sangat bergantung pada investasi berkelanjutan dari para penambang terhadap ekonomi token, bukan berdasarkan kebutuhan nyata pengguna akhir terhadap penyimpanan terdistribusi. Meskipun proyek ini masih dalam iterasi berkelanjutan, pada tahap ini, pembangunan ekosistem Filecoin lebih sesuai dengan definisi proyek penyimpanan "logika penambangan" daripada "aplikasi yang didorong".

Arweave: Pedang bermata dua dari jangka panjang

Jika tujuan desain Filecoin adalah untuk membangun "cloud data" desentralisasi yang dapat memotivasi dan membuktikan, maka Arweave berjalan ke arah ekstrem lainnya dalam penyimpanan: memberikan kemampuan penyimpanan permanen untuk data. Arweave tidak mencoba membangun platform komputasi terdistribusi, seluruh sistemnya berpusat pada satu asumsi inti—data penting harus disimpan sekali dan selamanya ada di jaringan. Ekstremisme jangka panjang ini membuat Arweave sangat berbeda dari Filecoin dalam hal mekanisme, model insentif, kebutuhan perangkat keras, dan 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, juga tidak peduli dengan pesaing dan tren perkembangan pasar. Ia hanya terus maju dalam proses iterasi arsitektur jaringan, bahkan jika tidak ada yang peduli, karena inilah esensi tim pengembang Arweave: jangka panjang. Berkat jangka panjang, Arweave sangat diminati pada bull market sebelumnya; juga karena jangka panjang, meskipun terjun ke bawah, Arweave mungkin masih dapat bertahan melalui beberapa putaran bull dan bear. Hanya saja, apakah penyimpanan desentralisasi di masa depan memiliki tempat untuk Arweave? Nilai eksistensi penyimpanan permanen hanya dapat dibuktikan oleh waktu.

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

Tinjauan Jalan Upgrade 1.5-2.9

Versi 1.5 Arweave mengungkapkan kerentanan di mana penambang dapat mengandalkan penumpukan GPU daripada penyimpanan nyata untuk mengoptimalkan probabilitas pembuatan blok. Untuk menahan tren ini, versi 1.7 memperkenalkan algoritma RandomX, membatasi penggunaan daya komputasi khusus, dan beralih untuk meminta CPU umum berpartisipasi dalam penambangan, sehingga melemahkan sentralisasi daya komputasi.

Dalam versi 2.0, Arweave menggunakan 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 cepat terpusat.

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

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

Secara keseluruhan, jalur peningkatan Arweave dengan jelas menunjukkan strategi jangka panjang yang berorientasi pada penyimpanan: sambil terus melawan tren konsentrasi daya komputasi, secara terus-menerus menurunkan hambatan partisipasi, dan menjamin kemungkinan operasi jangka panjang dari protokol.

Walrus: Upaya Baru untuk Penyimpanan Data Panas

Desain Walrus berbeda sepenuhnya dengan Filecoin dan Arweave. Filecoin berangkat dari menciptakan sistem penyimpanan terdesentralisasi yang dapat diverifikasi, dengan biaya penyimpanan data dingin; Arweave berangkat dari menciptakan perpustakaan Alexandria on-chain yang dapat menyimpan data secara permanen, dengan biaya skenario yang terlalu sedikit; Walrus berangkat dari mengoptimalkan protokol penyimpanan data panas dengan biaya penyimpanan.

RedStuff: versi perbaikan dari kode penghapusan

Dalam desain biaya penyimpanan, Walrus menganggap bahwa Filecoin dan Arweave memiliki pengeluaran penyimpanan yang tidak wajar, keduanya menggunakan arsitektur replikasi penuh, dengan keuntungan utama bahwa setiap node menyimpan salinan lengkap, memiliki 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 bahwa sistem memerlukan redundansi salinan ganda untuk mempertahankan ketahanan, yang pada gilirannya meningkatkan biaya penyimpanan. Terutama dalam desain Arweave, mekanisme konsensus itu sendiri mendorong penyimpanan redundan node untuk meningkatkan keamanan data. Sebaliknya, Filecoin lebih fleksibel dalam pengendalian biaya, tetapi dengan konsekuensi bahwa beberapa penyimpanan berbiaya rendah mungkin memiliki risiko kehilangan data yang lebih tinggi. Walrus berusaha mencari keseimbangan antara keduanya, mekanismenya mengendalikan biaya replikasi sambil meningkatkan ketersediaan melalui cara redundansi terstruktur, sehingga membangun jalur kompromi baru antara ketersediaan data dan efisiensi biaya.

Teknologi Redstuff yang diciptakan oleh Walrus adalah teknologi kunci untuk mengurangi redundansi node, yang berasal dari pengkodean Reed-Solomon(RS). Pengkodean RS adalah algoritma kode penghapusan tradisional yang sangat umum, di mana kode penghapusan adalah teknik yang memungkinkan penggandaan kumpulan data dengan menambahkan fragmen redundan(erasure code), yang dapat digunakan untuk merekonstruksi data asli. Dari CD-ROM hingga komunikasi satelit hingga kode QR, teknologi ini sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Code penghapusan memungkinkan pengguna untuk mengambil sebuah blok, misalnya sebesar 1MB, kemudian "memperbesarnya" 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, Anda masih dapat memulihkan seluruh blok. Teknologi yang sama dapat memungkinkan komputer untuk membaca semua data di CD-ROM, bahkan jika telah rusak.

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

Misalnya: membagi satu file menjadi 6 blok data dan 4 blok pemeriksaan, total 10 bagian. Dengan hanya menyimpan 6 bagian mana pun, Anda dapat sepenuhnya memulihkan data asli.

Kelebihan: Kemampuan toleransi kesalahan yang kuat, banyak digunakan dalam CD/DVD, array hard disk tahan kesalahan (RAID), serta sistem penyimpanan awan ( seperti Azure Storage, Facebook F4).

Kekurangan: Dekode perhitungan kompleks, biaya relatif tinggi; tidak cocok untuk skenario data yang sering berubah. Oleh karena itu, biasanya digunakan untuk pemulihan dan penjadwalan data di lingkungan terpusat off-chain.

Dalam arsitektur Desentralisasi, Storj dan Sia telah menyesuaikan pengkodean RS tradisional untuk memenuhi kebutuhan nyata jaringan terdistribusi. Walrus juga telah mengusulkan variannya sendiri—algoritma pengkodean RedStuff—untuk mencapai mekanisme penyimpanan redundansi yang lebih rendah biaya dan lebih fleksibel.

Apa fitur terbesar dari Redstuff? Dengan meningkatkan algoritma pengkodean penghapusan, Walrus dapat dengan cepat dan kokoh 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 dengan cepat direkonstruksi menggunakan sebagian potongan. Ini menjadi mungkin dengan mempertahankan faktor duplikasi 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 realistis terkait 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 memeriksa apakah node memiliki salinan data tertentu, sehingga dapat beradaptasi dengan struktur jaringan yang lebih dinamis dan terpinggirkan.

RedSt