Maggie@Foresight Ventures



Klíčové statistiky

  • Abychom dosáhli plné decentralizace ve Web3 aplikacích, potřebujeme technologický pokrok ve čtyřech oblastech včetně dostupnosti dat (škálovatelnost blockchainu), decentralizované systémy souborů, decentralizované databáze a decentralizované výpočty.

  • Rychlost získávání dat, motivační model a tokenomika a garanční algoritmus pro dostupnost dat jsou klíčovými faktory, které určují, zda bude protokol pro ukládání souborů/databází široce používán, či nikoli.

  • Hlavní důraz na zlepšení decentralizovaných souborových systémů a databázových protokolů bude zaměřen na zkrácení doby načítání.

  • Vrstva dostupnosti dat je slibnou a důležitou metodou pro škálování blockchainu. Technologie Celestia stále potřebuje tržní ověření a ETH a Celestia se mohou v budoucnu technicky sblížit

Architektury aplikací pro Web2 i Web3.

Ve srovnání s aplikacemi Web2, které se často skládají z frontendu, backendu a datové vrstvy s databází a souborovým systémem, mohou být Web3 DApps jednodušší, protože potřebují pouze frontend a inteligentní smlouvu, která slouží jako backend i databáze.



Protože však těmto DApps chybí souborový systém pro ukládání souborů, jejich frontendové stránky, obrázky a další soubory jsou stále hostovány na centralizovaných serverech. K dosažení úplné decentralizace nyní vývojáři používají decentralizované systémy souborů k ukládání požadovaných souborů, včetně frontendových stránek, NFT metadat a obrázků, pro DApps.



Abychom zlepšili strukturované ukládání dat a backendové výpočetní schopnosti, využíváme technologii dostupnosti dat pro škálování blockchainu. Kromě toho se objevily dva typy produktů: decentralizované databáze a decentralizované výpočty.

Využitím blockchainu mohou vývojáři ukládat finanční data a další důležité informace související s DApps. Na druhou stranu lze decentralizované databáze využít pro ukládání strukturovaných dat, jako jsou metadata NFT, hlasovací data DAO, knihy objednávek DEX, sociální data a tak dále. Decentralizované výpočty navíc mohou pomoci při škálování backendu.



Celkově vzato, k vybudování plně decentralizovaných, flexibilních a bohatých Web3 DApps jsou nutné čtyři typy produktů a technologický pokrok.

  1. Decentralizovaný systém souborů: Ukládejte webové stránky frontendu DApp, obrázky NFT, videa a další soubory Dapps.

  2. Decentralizovaná databáze: Uchovávejte strukturovaná data, jako jsou metadata NFT, hlasy DAO a kniha objednávek DEX.

  3. Dostupnost dat: Škálujte blockchain a ukládejte finanční a důležitá data pro DApps.

  4. Decentralizované výpočetní nástroje: Škálujte backend DApps.



1. Decentralizovaný systém souborů

Decentralizované úložiště souborů slouží jako náhrada za centralizované úložiště a usnadňuje realizaci DApps bez serveru. Poptávka po DApps po decentralizovaných souborových systémech roste a bude důležitou součástí technologického zásobníku Web3.

Ve srovnání s používáním centralizovaného úložiště jsou hlavními výhodami decentralizovaného úložiště odstranění důvěryhodných třetích stran, zvýšená redundance, eliminace rizika selhání jednoho bodu a nižší náklady.



Podle statistik Messari činila tržní kapitalizace 4 nejlepších protokolů pro decentralizované ukládání souborů téměř 1,6 miliardy dolarů, což je o 83 % méně než 9,4 miliardy dolarů. Více než 17 milionů terabajtů (TB) celkové úložné kapacity, meziroční nárůst o 2 %, a 532 500 TB využitého úložiště, meziroční nárůst o 1280 %.



Podívejme se na současnou situaci několika populárních projektů decentralizovaných úložišť. Ukládání dat pomocí všech těchto protokolů decentralizovaného úložiště je ve srovnání s AWS výrazně levnější. Zatímco AWS účtuje přibližně 23 USD/TB/měsíc, tyto decentralizované úložné protokoly se pohybují od 0,0002 USD do 20 USD/TB/měsíc.

  • IPFS: IPFS je v současnosti nejrozšířenějším protokolem pro ukládání obrázků a metadat pro NFT. Je to skvělé pro ukládání často používaných nebo „horkých“ dat. IPFS však nemá žádné vestavěné způsoby, jak podněcovat ukládání, dokazovat, že data jsou uložena správně, nebo vytvářet dohodu mezi účastníky, jako to dělají blockchainy. To znamená, že existuje riziko ztráty dat, pokud jsou uložena pouze na IPFS. Služba IPFS společnosti Infura například vymaže data, ke kterým se během šesti měsíců nepřistoupilo. Pokud tedy chcete mít svá data k dispozici po dlouhou dobu, je nejlepší provozovat vlastní uzel IPFS.

  • Filecoin: Filecoin poskytuje nízké náklady na ukládání a používá se hlavně pro ukládání „studených“ dat, jako jsou archivní data. Filecoin nemá vestavěný mechanismus zpoplatnění pro získávání dat, někteří těžaři přijímají data nízké kvality, aby získali odměny, zatímco odmítají usnadnit získávání dat. Filecoinová komunita aktivně řeší tento problém a zavádí opatření ke zlepšení celkové kvality uložených dat.

  • Arweave: Myšlenka Arweave na trvalé úložiště je vítána pro ukládání dat DApp. Ekosystém se vyvíjí dobře, existují decentralizované databázové systémy využívající Arweave k ukládání databázových souborů a také řešení škálovatelnosti druhé vrstvy založená na Arweave. V Arweave cena nezohledňuje šířku pásma, některé uzly poskytují pouze úložné služby, nikoli načítání.

  • Swarm: Poplatky za šířku pásma jsou účtovány za ukládání i načítání ve Swarmu. Systém je vysoce decentralizovaný a má vysoké požadavky na šířku pásma pro uzly.

  • StorJ: StorJ je jiný než ostatní protokoly, je částečně decentralizovaný a má dobrou rychlost načítání. Osvědčil se při sdílení velkých video souborů.

  • Sia: Skynet Labs, uzavřena kvůli nedostatku nových finančních prostředků, což také vedlo k poklesu využití Sia.



Použitelnost protokolu decentralizovaného ukládání souborů hodnotíme především na základě tří faktorů:

  1. Rychlost načítání dat. Je to zásadně důležité, protože určuje efektivitu úložného systému v reakci na požadavky z DApps a přímo ovlivňuje uživatelskou zkušenost DApps. Mezi faktory, které mohou ovlivnit rychlost načítání dat, patří: zda je za datové dotazy účtován poplatek, stupeň decentralizace uzlů, kvalita uzlů, logika předávání dat a zařízení jako CDN pro zrychlené dotazy.

  2. Motivační model a tokenomika. Motivační modely a ekonomika tokenů ovlivňují účast storage uzlů a ovlivňují jejich chování. V současné době se hlavní cenový model skládá z poplatků za úložiště plus poplatků za šířku pásma, což znamená, že uživatelé musí platit poplatek za úložiště při ukládání dat a poplatek za šířku pásma, když k nim přistupují. Pokud jsou datové dotazy bezplatné, uzly často nemají motivaci je poskytovat. Kromě toho motivační modely a ekonomika tokenů ovlivňují výdělky těžařů, což může ovlivnit počet uzlů a kapacitu úložiště služeb.

  3. Algoritmus garance dostupnosti dat. Jde o algoritmus používaný v decentralizovaných sítích k zajištění nepřetržité dostupnosti dat a řádného poskytování služeb uzly. V současnosti je nejrozšířenější metodou Proof of Random Access.



Celkově se domníváme, že

  1. Produkty a služby, které využívají protokoly decentralizovaného úložiště, jsou stále v rané fázi.

  2. Hlavním zaměřením na zlepšení protokolů úložiště bude zkrácení doby načítání.

  3. Rychlost získávání dat, motivační model a tokenomika a zaručený algoritmus dostupnosti dat jsou klíčové faktory, které určují, zda bude protokol široce používán, či nikoli.



2. Decentralizovaná databáze

Databáze jsou široce používány v aplikacích, decentralizované databáze jsou zásadní technologií pro dosažení plné decentralizace v DApps.

Decentralizované databáze mohou nahradit centralizované databáze pro ukládání strukturovaných horkých dat, která DApps vyžadují, jako jsou metadata NFT, hlasování DAO, knihy objednávek DEX, data sociálních médií atd.



Existuje mnoho projektů decentralizovaných databází, zejména v posledních dvou letech, kdy se objevilo několik inovativních projektů.

  • Ceramic: Ceramic je projekt zahájený v roce 2019. Data jsou ukládána a spravována v jednotkách streamů a do streamů jsou přidávány formátované protokoly událostí. Protokol bude vytvořen jako soubor a nahrán do IPFS. Poskytuje dotazy GraphQL API. Ceramic nemá žádný motivační model jako IPFS a podporuje vytváření, čtení a aktualizaci dat (CRU).

  • OrbitDB: OrbitDB je starší projekt ve srovnání s Ceramic, který také používá souborový systém IPFS pro ukládání souborů. Podporuje ukládání jak NoSQL databází, tak souborů.

  • Tableland: Projekt byl zahájen v roce 2022 a v současné době je ve fázi veřejného testování. Produkční verze Tablelandu bude vydána v roce 2023. Ukládání dat vyžaduje použití chytrých kontraktů, které definují příkazy SQL a nastavují oprávnění k použití. Čtení dat se provádí mimo řetězec a nevyžaduje platbu. V současné době je smlouva nasazena na L2, jako je ETH a OP.

  • Polybase: Projekt je nyní aktivní v testovací síti. Jedná se o NoSQL databázi, která podporuje operace CRUD, přičemž každá operace je zpoplatněna. Polybase navíc nabízí podporu pro různé systémy souborů pro ukládání databázových souborů, včetně lokálního disku, IPFS, Filecoin, Polystore a dokonce AWS S3. Polybase také využívá platební kanály pro platby za dotazy na data, čímž snižuje frekvenci transakcí v řetězci a zabraňuje zpoždění dotazů způsobenému platbami.

  • Web3Q: Také známý jako EthStorage.Project začne v roce 2022. Testnet žije. Navrhl nový vzor URL Web//access protokol pro přístup k datům

  • Kwill: Kwill je databázový systém SQL založený na Arweave, využívající k platbě chytré kontrakty.

  • KYVE: KYVE je databázový systém založený na Arwave.

Z technického hlediska:

  • Jako databáze lze použít SQL i NoSQL. Datová struktura SQL vyžaduje vysokou konzistenci se silnější podporou společných dotazů, díky čemuž je vyspělejší a efektivnější. Formát KV NoSQL je vhodnější pro návrhový vzor Ethereum, podporuje bohaté datové typy a je flexibilní a snadno škálovatelný.

  • Z hlediska funkčnosti je nejlepší možností podpora CRUD, ale podpora UD přidá systému na složitosti. Pokud systém používá místní úložiště, dotazy na historické hodnoty nemusí být podporovány. Pokud jako systémy souborů používáte IPFS a Arweave, databáze musí být pouze připojená, jinak bude existovat více verzí stejných dat, což zdvojnásobí náklady na úložiště.

  • Při výběru základního souborového systému existují dvě možnosti: 1) Ukládat databázové soubory v decentralizovaných souborových systémech, jako je IPFS a Arweave; 2) Uložte je lokálně v uzlech nebo v cloudu S3. Pokud projekt decentralizované databáze vyžaduje přizpůsobenou logiku vyhledávání nebo optimalizaci, je použití místního úložiště nebo S3 flexibilnějším přístupem.



Celkově se domníváme, že

  1. Oblast decentralizovaných databází stojí za pozornost, s naléhavou poptávkou, přičemž dosud nevznikl široce akceptovaný a používaný produkt.

  2. Vyspělost decentralizovaných databází je nižší než u decentralizovaných systémů pro ukládání souborů. Technologie decentralizovaných databází je založena na decentralizovaném souborovém systému a mnoho projektů je zahájeno v roce 2022.

  3. Hlavní důraz na zlepšení rychlosti získávání dat pro ukládání dat, motivační model a tokenomika a zaručený algoritmus pro dostupnost dat jsou klíčovými faktory, které určují, zda bude protokol široce používán, nebo ne. protokoly budou na zkrácení doby vyhledávání.





3. Dostupnost dat

Koncept dostupnosti dat se liší od decentralizovaných souborových systémů a databází, jak je vysvětleno na webových stránkách Ethereum a Celestia.

  • Ethereum: Dostupnost dat je záruka, že navrhovatel bloku zveřejnil všechna data transakce pro blok a že data transakce jsou dostupná ostatním účastníkům sítě.

  • Celestia: Dostupnost dat se týká toho, zda jsou dostupná data publikovaná v posledním bloku.

Zatímco decentralizované systémy souborů a databáze zajišťují především dostupnost dat uložených uživateli, ale konkrétně se nezabývají transakčními daty.





V současné době existuje několik projektů dostupnosti dat, včetně:

  1. Ethereum. ETH slouží jako vrstva DA (dostupnost dat) pro Layer 2 Rollup.

  2. Celestia. Celestia je speciálně navržená DA vrstva, která se zabývá pouze dostupností dat a neprovádí transakce. V roce 2022 to vyvolalo trend modulárních blockchainů.

  3. EigenDA a další produkty DA. Zajištění dostupnosti dat prostřednictvím výborů.



Ethereum

ETH Layer 2 vytváří a odesílá dávky transakcí do sítě Ethereum a ukládá data v Ethereum smart kontraktu na vrstvě 1. To zajišťuje zaručenou dostupnost transakčních dat L2 prostřednictvím sítě ETH.

Přestože rollupy mohou rozšířit propustnost ETH prostřednictvím off-chain počítání, jejich kapacita je omezena propustností dat blockchainu L1 ETH. Ethereum proto potřebuje zvýšit možnosti ukládání a zpracování dat.



Aby se zvýšila kapacita DA Etherea, byl Danksharding zahrnut do cestovní mapy ETH a je považován za jednu z nejdůležitějších a naléhavých aktualizací v současnosti.

Danksharding je design shardingu, dostupnost dat je delegována na každý shard a každý validátor potřebuje pouze provozovat úplný uzel pro svůj vlastní shard, zatímco ostatní shardy spouští s lehkou kapacitou klienta.

Proto-danksharding (EIP-4844) je předběžná implementace Dankshading, jejíž implementace se očekává v druhé polovině roku 2023. Představuje datový blob uložený mimo řetězec, který je připojen k ETH prostřednictvím transakcí, a také předkompilovaný kód pro ověření Blob. Každý blob má velikost přibližně 125 kB, zatímco blok má pouze 90 kB. V současné době lze na jeden blok připojit maximálně osm objektů BLOB, což má za následek další úložiště o velikosti 1 MB. V Proto-danksharding nebyla data shardována a validátoři stále potřebují stáhnout a přímo ověřit dostupnost všech dat BLOB. Po implementaci EIP4844 může Blob uložit 10krát více dat než Calldata při stejné spotřebě plynu. Data Rollup mohou být v budoucnu uložena v Blob, čímž se řádově sníží transakční poplatky. Po úplné implementaci bude Danksharding ještě levnější.

Stručně řečeno, Danksharding může zlepšit kapacitu úložiště dat Etherea, snížit náklady na ETH používané jako DA a stát se výkonnější DA vrstvou.



Celestia

Celestia je minimální blockchain, který transakce pouze objednává a zveřejňuje a neprovádí je. Oddělením vrstev konsenzu a provádění aplikací Celestia modularizuje zásobník technologií blockchain a otevírá nové možnosti pro tvůrce decentralizovaných aplikací.

  • Celestia je zodpovědná za DA vrstvu, zatímco ETH se stará o konsensus a urovnání a aplikační řetězec je zodpovědný za provádění.

  • Celestia je zodpovědná jak za DA vrstvu, tak za konsenzuální vrstvu, zatímco vypořádání a provedení jsou řešeny aplikačním řetězcem. Alternativně může vypořádání použít Cevmos, přičemž provedení je stále v odpovědnosti aplikačního řetězce.



Celestia integruje 2-rozměrné kódovací schéma Reed-Solomon a navrhla schéma náhodného vzorkování pro ověření dostupnosti dat a jejich obnovení, podobné metodě ověřování používané ETH.

A Celestia má také významné rozdíly od ETH.

  • Celestia se zaměřuje na vrstvu DA a konsensuální vrstvu, zatímco ETH také sloužil jako vypořádací vrstva pro Rollups

  • Celestia nemá kompletní inteligentní kontraktový virtuální stroj Turing, proto nepodporuje chytré kontrakty.

  • Suverénní rollup Celestie se může rozdělit do několika řetězců, zatímco Rollup ETH nikoli.

  • Celestia nemá chytré smlouvy, mosty se suverénními rollupy by hlavně usnadnily pohyb tokenu DA vrstvy.



Ekosystém Celestie rychle roste.



DA mimo řetěz

Off-chain DA hlavně zahrnují

  • Výbory pro dostupnost dat (DAC) jsou důvěryhodné strany, které poskytují nebo potvrzují dostupnost dat. DAC také používají některá validia.

  • Proof-of-stake Data Availability Committees jsou podstatně bezpečnější než běžné DAC, protože přímo podněcují čestné chování. Zde se může kdokoli stát validátorem a ukládat data mimo řetězec. Musí však poskytnout „bond“, který je uložen v chytré smlouvě.



Přehled produktů dostupnosti dat.

  • ETH: ETH v současnosti slouží jako vrstva dostupnosti dat pro optimistické souhrny L2 a souhrny zk. Přijetí EIP4844 (Proto-Danksharding) poskytne L2 další výhody. Přestože úložná kapacita ETH nemusí být tak velká jako u Celestie, bude srovnatelná, jakmile bude Danksharding plně implementován.

  • Celestia: Celestia je navržena tak, aby fungovala jako vrstva konsensu a dostupnosti dat. Testovací síť Celestia byla spuštěna v červnu 2022 a díky inovativnímu modulárnímu designu je od roku 2022 stále populárnější. Celestia potřebuje vytvořit svůj vlastní ekosystém a existovat v konkurenčním vztahu s Ethereem. Mnoho projektů je postaveno na Celestii.

  • Avail: Avail původně spustil Polygon v červnu 2022. Po odchodu svého zakladatele z Polygonu se však Avail stal nezávislým modulárním blockchainovým projektem a byl uvolněn testovací síť. Avail je samostatný konsensus a DA vrstva jako Celestia. Hlavní síť Avail byla plánována jako přemostění na Polygon a jako základní měna by měla používat MATIC. Ve srovnání s tokeny Celestia je MATIC vyzrálejší token.

  • EigenDA: EigenDA je vrstva DA založená na Ethereu, která motivuje validátory k udržování sítě prostřednictvím opětovného skládání ETH, čímž eliminuje potřebu počáteční zátěže, jakou vyžaduje Celestia.

  • Další off-chain DA: Validium používá off-chain úložiště pro dostupnost dat, Ethereum pro konsensus a vypořádání a Validium rollup pro realizaci. Validium může být postupně vyřazeno, protože Celestia a Danksharding získávají široké přijetí.



Na závěr si myslíme,

  • Vrstva dostupnosti dat je slibný a důležitý přístup ke škálování blockchainů.

  • Současné produkty DA mají své výhody a všechny si zaslouží neustálou pozornost.

  • Technologie Celestia ještě musí být ověřena trhem a ETH a Celestia se mohou v budoucnu také technicky sblížit.



4. Decentralizované výpočty

Přestože jsme pozorovali několik decentralizovaných počítačových projektů, věříme, že vývoj decentralizovaného výpočetního systému je stále ve fázi zrodu. Jednou z hlavních výzev v této oblasti je ověřování přesnosti výpočtů.



Více Vysvětlete

Plná decentralizace není vždy nutná. V současné době jsou k dispozici tři hlavní typy architektur DApp. Centralizované služby mohou být přínosné v situacích vyžadujících vysoký výkon a zahrnujících libovolné složité výpočty.



Zdá se, že někteří jedinci nemusí zcela chápat rozdíly mezi konsensuální vrstvou a sídelní vrstvou. Abych to objasnil, rozvedu čtyři funkce v blockchainu na příkladu ZK Rollup společnosti Ethereum.

  1. Poté, co transakce proběhnou na vrstvě 2, jsou odeslány do sekvenceru, který je dávková a sroluje před jejich odesláním do chytré smlouvy na blockchainu ETH. Když je rollup přidán do řetězce ETH, je potvrzen konsenzus o pořadí transakcí a ETH se stává konsensuální vrstvou souhrnu. Protože transakce vrstvy 2 jsou uloženy na blockchainu ETH, slouží ETH také jako vrstva DA (Data Availability) pro vrstvu 2.

  2. Uzly vrstvy 2 provádějí provádění transakcí, mění globální stav vrstvy 2 a generují důkazy s nulovými znalostmi. Vrstva 2 slouží jako prováděcí vrstva.

  3. Vrstva 2 předkládá ZKP do ETH, kde smlouva ETH ověřuje jeho platnost. Jakmile je důkaz přijat, je potvrzen nový stav vrstvy 2. ETH slouží jako vypořádací vrstva pro kumulativní vrstvu 2 zk.



Existují další typy projektů souvisejících s daty, jako například:

  1. Projekty, které se zaměřují na indexování dat v řetězci, jako je The Graph a Space and Time, nebo indexování dat IPFS, jako je Filecoin Indexer.

  2. Sítě DNS, včetně LivePeer, Meson Network, Media.network a dalších.

  3. Trhy reputace uzlů úložiště jako Filgram, Filrep a Cidgravity s příklady uživatelského rozhraní/UX, jako jsou Web3.storage a NFT.storage.

O Foresight Ventures

Foresight Ventures se věnuje podpoře rušivých inovací blockchainu v příštích několika desetiletích. Spravujeme několik fondů: fond rizikového kapitálu, aktivně spravovaný sekundární fond, multistrategický FOF a soukromý tržní sekundární fond s AUM přesahující 400 milionů USD. Foresight Ventures se drží víry „Unikátní, nezávislé, agresivní, dlouhodobé myšlení“ a poskytuje rozsáhlou podporu portfoliovým společnostem v rámci rostoucího ekosystému. Náš tým se skládá z veteránů špičkových finančních a technologických společností jako Sequoia Capital, CICC, Google, Bitmain a mnoha dalších.

Web: https://www.foresightventures.com/

Twitter: https://twitter.com/ForesightVen

Střední: https://foresightventures.medium.com

Substack: https://foresightventures.substack.com

Discord: https://discord.com/invite/maEG3hRdE3

Linktree: https://linktr.ee/foresightventures

Upozornění: Všechny články Foresight Ventures nejsou určeny jako investiční poradenství. Jednotlivci by měli posoudit svou vlastní toleranci k riziku a činit investiční rozhodnutí obezřetně.