Maggie@Foresight Ventures
Approfondimenti chiave
Per ottenere la completa decentralizzazione nelle applicazioni Web3, abbiamo bisogno di progressi tecnologici in quattro aree, tra cui disponibilità dei dati (scalabilità blockchain), file system decentralizzati, database decentralizzati e elaborazione decentralizzata.
La velocità di recupero dei dati, il modello di incentivi, la tokenomics e l'algoritmo di garanzia per la disponibilità dei dati sono fattori chiave che determinano se un protocollo di archiviazione di file/database sarà ampiamente utilizzato o meno.
L’obiettivo principale per migliorare i file system decentralizzati e i protocolli dei database sarà la riduzione dei tempi di recupero.
Il livello di disponibilità dei dati è un metodo promettente e importante per scalare la blockchain. La tecnologia di Celestia necessita ancora della convalida del mercato ed ETH e Celestia potrebbero convergere tecnicamente in futuro
Architetture di app di applicazioni Web2 e Web3.
Rispetto alle applicazioni Web2 che spesso consistono in un frontend, un backend e un livello dati con un database e un file system, le DApp Web3 possono essere più semplici in quanto necessitano solo di un frontend e di uno smart contract che funge sia da backend che da database.
Tuttavia, poiché queste DApp non dispongono di un file system per archiviare i file, le loro pagine frontend, immagini e altri file sono ancora ospitati su server centralizzati. Per ottenere la completa decentralizzazione, gli sviluppatori stanno ora utilizzando file system decentralizzati per archiviare i file richiesti, comprese le pagine frontend, i metadati NFT e le immagini, per le DApp.
Per migliorare l'archiviazione strutturata dei dati e le capacità di elaborazione backend, utilizziamo la tecnologia di disponibilità dei dati per scalare la blockchain. Inoltre, sono emersi due tipi di prodotti: database decentralizzati e elaborazione decentralizzata.
Utilizzando la blockchain, gli sviluppatori possono archiviare dati finanziari e altre informazioni critiche relative alle DApp. D'altra parte, i database decentralizzati possono essere utilizzati per archiviare dati strutturati come metadati NFT, dati di voto DAO, registri ordini DEX, dati sociali e così via. Inoltre, l’elaborazione decentralizzata può aiutare a ridimensionare il backend.
Nel complesso, per creare DApp Web3 completamente decentralizzate, flessibili e ricche, sono necessari quattro tipi di prodotti e progressi tecnologici.
File system decentralizzato: archivia pagine Web frontend DApp, immagini NFT, video e altri file di Dapps.
Database decentralizzato: archivia dati strutturati come metadati NFT, voti DAO e registro ordini DEX.
Disponibilità dei dati: scala la blockchain e archivia dati finanziari e importanti per le DApp.
Strumenti di elaborazione decentralizzati: ridimensiona il backend delle DApp.
1. File system decentralizzato
L'archiviazione di file decentralizzata funge da sostituto dell'archiviazione centralizzata, facilitando la realizzazione di DApp serverless. La domanda di DApp per file system decentralizzati è in crescita e sarà una componente vitale dello stack tecnologico Web3.
Rispetto all’utilizzo dell’archiviazione centralizzata, i principali vantaggi dell’archiviazione decentralizzata sono la rimozione di terze parti fidate, una maggiore ridondanza, l’eliminazione dei rischi di singolo punto di guasto e costi inferiori.
Secondo le statistiche di Messari, la capitalizzazione di mercato dei primi 4 protocolli di archiviazione decentralizzata di file era di quasi 1,6 miliardi di dollari, in calo dell’83% rispetto a 9,4 miliardi di dollari. Oltre 17 milioni di terabyte (TB) di capacità di storage totale, in crescita del 2% su base annua, e 532.500 TB di storage utilizzato, in crescita del 1.280% su base annua.
Diamo un’occhiata alla situazione attuale di diversi popolari progetti di storage decentralizzato. L'archiviazione dei dati utilizzando tutti questi protocolli di archiviazione decentralizzati è significativamente più economica rispetto ad AWS. Mentre AWS addebita circa 23 $/TB/mese, questi protocolli di storage decentralizzati vanno da 0,0002 $ a 20 $/TB/mese.
IPFS: IPFS è attualmente il protocollo più utilizzato per l'archiviazione di immagini e metadati per NFT. È ottimo per archiviare dati a cui si accede di frequente o "caldi". Tuttavia, IPFS non dispone di metodi integrati per incentivare l’archiviazione, dimostrare che i dati vengono archiviati correttamente o stabilire un accordo tra i partecipanti come fanno le blockchain. Ciò significa che esiste il rischio di perdere dati se vengono archiviati solo su IPFS. Ad esempio, il servizio IPFS di Infura elimina i dati a cui non si accede da sei mesi. Quindi, se vuoi mantenere i tuoi dati disponibili per molto tempo, è meglio eseguire il tuo nodo IPFS.
Filecoin: Filecoin offre bassi costi di archiviazione e viene utilizzato principalmente per archiviare dati “freddi”, come i dati di archivio. Filecoin non dispone di un meccanismo di addebito integrato per il recupero dei dati, alcuni minatori accettano dati di bassa qualità per guadagnare premi rifiutandosi di facilitare il recupero dei dati. La comunità Filecoin sta affrontando attivamente questo problema e implementando misure per migliorare la qualità complessiva dei dati archiviati.
Arweave: l’idea di Arweave di archiviazione permanente è benvenuta per l’archiviazione dei dati DApp. L'ecosistema si sta sviluppando bene, esistono sistemi di database decentralizzati che utilizzano Arweave per archiviare file di database, nonché soluzioni di scalabilità di secondo livello basate su Arweave. In Arweave, il prezzo non tiene conto della larghezza di banda, alcuni nodi forniscono solo servizi di archiviazione, non di recupero.
Swarm: vengono addebitate tariffe per la larghezza di banda sia per l'archiviazione che per il recupero in Swarm. Il sistema è altamente decentralizzato e presenta elevati requisiti di larghezza di banda per i nodi.
StorJ: StorJ è diverso dagli altri protocolli, è parzialmente decentralizzato e ha una buona velocità di recupero. Si è dimostrato efficace per la condivisione di file video di grandi dimensioni.
Sia: Skynet Labs, chiuso per mancanza di nuovi finanziamenti, che ha portato anche a un calo nell'utilizzo di Sia.
Valutiamo principalmente l'usabilità di un protocollo di archiviazione file decentralizzato in base a tre fattori:
Velocità di recupero dei dati. È di fondamentale importanza, perché determina l'efficienza di un sistema di archiviazione nel rispondere alle richieste delle DApp e influisce direttamente sull'esperienza dell'utente delle DApp. I fattori che possono influenzare la velocità di recupero dei dati includono: se è prevista una tariffa per le query di dati, il grado di decentralizzazione dei nodi, la qualità dei nodi, la logica di inoltro dei dati e strutture come CDN per query accelerate.
Modello di incentivi e tokenomics. I modelli di incentivi e l’economia dei token incidono sulla partecipazione dei nodi di storage, influenzandone il comportamento. Attualmente, il modello di prezzo tradizionale prevede tariffe di archiviazione più tariffe di larghezza di banda, il che significa che gli utenti devono pagare una tariffa di archiviazione quando archiviano i dati e una tariffa di larghezza di banda quando vi accedono. Se le query sui dati sono gratuite, i nodi spesso non hanno la motivazione per fornirle. Inoltre, i modelli di incentivi e l’economia dei token influiscono sui guadagni dei miner, che possono influenzare il numero di nodi e la capacità di stoccaggio dei servizi.
Algoritmo di garanzia della disponibilità dei dati. È un algoritmo utilizzato nelle reti decentralizzate per garantire la disponibilità continua dei dati e la corretta fornitura di servizi da parte dei nodi. Attualmente, il metodo più utilizzato è la prova di accesso casuale.
Nel complesso, crediamo che,
I prodotti e i servizi che sfruttano i protocolli di archiviazione decentralizzati sono ancora nelle fasi iniziali.
L'obiettivo principale del miglioramento dei protocolli di archiviazione sarà la riduzione dei tempi di recupero.
La velocità di recupero dei dati, il modello di incentivi, la tokenomics e l'algoritmo di garanzia per la disponibilità dei dati sono fattori chiave che determinano se un protocollo sarà ampiamente utilizzato o meno.
2. Database decentralizzato
I database sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni, i database decentralizzati sono una tecnologia cruciale per raggiungere la completa decentralizzazione nelle DApp.
I database decentralizzati possono sostituire i database centralizzati per archiviare i dati strutturati richiesti dalle DApp, come metadati NFT, voto DAO, registri degli ordini DEX, dati dei social media, ecc.
Esistono molti progetti di database decentralizzati, soprattutto negli ultimi due anni in cui sono emersi diversi progetti innovativi.
Ceramic: Ceramic è un progetto avviato nel 2019. I dati vengono archiviati e gestiti in unità di flussi e i registri eventi formattati vengono aggiunti ai flussi. Il registro verrà creato in un file e caricato su IPFS. Fornisce query API GraphQL. Ceramic non ha un modello di incentivi come IPFS e supporta la creazione, la lettura e l'aggiornamento dei dati (CRU).
OrbitDB: OrbitDB è un progetto precedente rispetto a Ceramic, che utilizza anche il file system IPFS per l'archiviazione dei file. Supporta l'archiviazione di database e file NoSQL.
Tableland: il progetto è iniziato nel 2022 ed è attualmente in fase di sperimentazione pubblica. La versione di produzione di Tableland sarà rilasciata nel 2023. L'archiviazione dei dati richiede l'uso di contratti intelligenti, che definiscono istruzioni SQL e impostano le autorizzazioni di utilizzo. La lettura dei dati viene eseguita off-chain e non richiede pagamento. Attualmente, il contratto è stato implementato su L2 come ETH e OP.
Polybase: il progetto è ora attivo sulla rete di test. È un database NoSQL che supporta le operazioni CRUD, ciascuna operazione comporta costi. Inoltre, Polybase offre supporto per vari file system per archiviare file di database, inclusi disco locale, IPFS, Filecoin, Polystore e persino AWS S3. Polybase utilizza inoltre canali di pagamento per i pagamenti con query di dati, riducendo la frequenza delle transazioni on-chain ed evitando ritardi nelle query causati dai pagamenti.
Web3Q: noto anche come EthStorage. Il progetto inizierà nel 2022. Il testnet è vivo. Proposto un nuovo modello URL Protocollo di accesso Web//per l'accesso ai dati
Kwill: Kwill è un sistema di database SQL basato su Arweave, che utilizza contratti intelligenti per il pagamento.
KYVE: KYVE è un sistema di database basato su Arwave.
Dal punto di vista tecnico:
Sia SQL che NoSQL possono essere utilizzati come database. La struttura dei dati di SQL richiede un'elevata coerenza, con un supporto più forte per le query congiunte, rendendola più matura ed efficiente. Il formato KV di NoSQL è più adatto al modello di progettazione di Ethereum, supporta tipi di dati avanzati ed è flessibile e facilmente scalabile.
In termini di funzionalità, l'opzione migliore è supportare CRUD, ma supportare UD aggiungerà complessità al sistema. Se il sistema utilizza l'archiviazione locale, le query sui valori storici potrebbero non essere supportate. Se si utilizzano IPFS e Arweave come file system, il database deve essere di sola aggiunta, altrimenti ci saranno più versioni degli stessi dati, raddoppiando i costi di archiviazione.
Quando si sceglie un file system sottostante, ci sono due opzioni: 1) Archiviare i file di database in file system decentralizzati come IPFS e Arweave; 2) Archiviarli localmente sui nodi o nel cloud S3. Se un progetto di database decentralizzato richiede una logica di recupero o ottimizzazione personalizzata, l'utilizzo dello storage locale o S3 rappresenta un approccio più flessibile.
Nel complesso, riteniamo che,
Vale la pena prestare attenzione al campo dei database decentralizzati, che presenta una domanda urgente, mentre non è ancora emerso un prodotto ampiamente accettato e utilizzato.
La maturità dei database decentralizzati è inferiore a quella dei sistemi di archiviazione di file decentralizzati. La tecnologia del database decentralizzato si basa sul file system decentralizzato e molti progetti verranno avviati nel 2022.
L'obiettivo principale per migliorare l'archiviazioneLa velocità di recupero dei dati, il modello di incentivi e la tokenomica e l'algoritmo di garanzia per la disponibilità dei dati sono fattori chiave che determinano se un protocollo sarà ampiamente utilizzato o meno. i protocolli riguarderanno la riduzione dei tempi di recupero.
3. Disponibilità dei dati
Il concetto di disponibilità dei dati si distingue dai file system e dai database decentralizzati, come chiarito sui siti web di Ethereum e Celestia.
Ethereum: la disponibilità dei dati è la garanzia che il proponente del blocco abbia pubblicato tutti i dati delle transazioni per un blocco e che i dati delle transazioni siano disponibili per gli altri partecipanti alla rete.
Celestia: La disponibilità dei dati riguarda la disponibilità dei dati pubblicati nell'ultimo blocco.
Mentre i file system e i database decentralizzati garantiscono principalmente che i dati archiviati dagli utenti siano disponibili, ma non affrontano specificamente i dati transazionali.
Attualmente, ci sono diversi progetti di disponibilità dei dati, tra cui:
Ethereum. ETH funge da livello DA (disponibilità dei dati) per il rollup di livello 2.
Celestia. Celestia è un livello DA appositamente progettato che gestisce solo la disponibilità dei dati e non esegue transazioni. Ha innescato una tendenza delle blockchain modulari nel 2022.
EigenDA e altri prodotti DA. Garantire la disponibilità dei dati attraverso i comitati.
Ethereum
ETH Layer 2 crea e invia batch di transazioni alla rete Ethereum e memorizza i dati in un contratto intelligente Ethereum sul Layer 1. Ciò garantisce la disponibilità garantita dei dati delle transazioni L2 attraverso la rete ETH.
Sebbene i rollup possano estendere il throughput di ETH attraverso il calcolo fuori catena, la loro capacità è limitata dal throughput dei dati della blockchain L1 ETH. Pertanto, Ethereum deve aumentare le proprie capacità di archiviazione ed elaborazione dei dati.
Per aumentare la capacità DA di Ethereum, Danksharding è stato incluso nella roadmap di ETH ed è considerato uno degli aggiornamenti più importanti e urgenti attualmente.
Danksharding è un progetto di sharding, la disponibilità dei dati è delegata a ciascun frammento e ciascun validatore deve eseguire solo un nodo completo per il proprio frammento, mentre esegue altri frammenti con capacità client ridotta.
Proto-danksharding (EIP-4844) è un'implementazione preliminare di Dankshading, la cui implementazione è prevista nella seconda metà del 2023. Introduce un blob di dati archiviato off-chain montato su ETH tramite transazioni, nonché codice precompilato per convalidare BLOB. Ogni BLOB ha una dimensione di circa 125 kB, mentre un blocco pesa solo 90 kB. Attualmente è possibile montare al massimo otto BLOB per blocco, con conseguente spazio di archiviazione aggiuntivo di 1 MB. In Proto-danksharding i dati non sono stati partizionati e i validatori devono comunque scaricare e verificare direttamente la disponibilità di tutti i dati BLOB. Dopo l'implementazione di EIP4844, Blob può archiviare 10 volte più dati di Calldata con lo stesso consumo di gas. I dati di Rollup potranno essere archiviati in BLOB in futuro, riducendo le spese di transazione di un ordine di grandezza. Una volta completamente implementato, Danksharding diventerà ancora più economico.
In sintesi, Danksharding può migliorare la capacità di archiviazione dei dati di Ethereum, ridurre il costo dell’ETH utilizzato come DA e diventare un livello DA più potente.
Celestia
Celestia è una blockchain minimale che ordina e pubblica solo transazioni e non le esegue. Disaccoppiando i livelli di consenso e di esecuzione delle applicazioni, Celestia modularizza lo stack tecnologico blockchain e sblocca nuove possibilità per i costruttori di applicazioni decentralizzate.
Celestia è responsabile del livello DA, mentre ETH gestisce il consenso e la risoluzione e la catena dell'applicazione è responsabile dell'esecuzione.
Celestia è responsabile sia del livello DA che del livello di consenso, mentre la risoluzione e l'esecuzione sono gestite dalla catena dell'applicazione. In alternativa, il regolamento può utilizzare Cevmos, mentre l’esecuzione resta di responsabilità della catena di applicazione.
Celestia integra uno schema di codifica Reed-Solomon bidimensionale e ha progettato uno schema di campionamento casuale per verificare la disponibilità dei dati e recuperarli, simile al metodo di validazione utilizzato dall'ETH.
E Celestia presenta anche differenze significative rispetto a ETH.
Celestia si concentra sul livello DA e sul livello di consenso, mentre ETH fungeva anche da livello di regolamento per i Rollup
Celestia non dispone di una macchina virtuale per contratti intelligenti Turing completa, pertanto non supporta i contratti intelligenti.
Il rollup sovrano di Celestia può biforcarsi in più catene, mentre il rollup di ETH no.
Celestia non ha contratti intelligenti, i bridge con rollup sovrani faciliterebbero principalmente il movimento del token del livello DA.
L'ecosistema di Celestia sta crescendo rapidamente.
DA fuori catena
I DA fuori catena includono principalmente
I comitati per la disponibilità dei dati (DAC) sono parti fidate che forniscono o attestano la disponibilità dei dati. I DAC sono utilizzati anche da alcuni validium.
I comitati di disponibilità dei dati Proof of Stake sono notevolmente più sicuri dei normali DAC perché incentivano direttamente il comportamento onesto. Qui chiunque può diventare un validatore e archiviare dati off-chain. Tuttavia, devono fornire un “vincolo”, che viene depositato in uno smart contract.
La panoramica dei prodotti per la disponibilità dei dati.
ETH: ETH attualmente funge da livello di disponibilità dei dati per i rollup ottimistici L2 e i rollup zk. L'adozione di EIP4844 (Proto-Danksharding) fornirà ulteriori vantaggi a L2. Anche se la capacità di stoccaggio di ETH potrebbe non essere grande quanto quella di Celestia, diventerà comparabile una volta che Danksharding sarà completamente implementato.
Celestia: Celestia è progettato per funzionare come livello di consenso e disponibilità dei dati. Il testnet Celestia è andato online nel giugno 2022 e il suo design modulare innovativo lo ha reso sempre più popolare dal 2022. Celestia deve stabilire un proprio ecosistema ed esistere in una relazione competitiva con Ethereum. Molti progetti sono basati su Celestia.
Avail: Avail è stato originariamente lanciato da Polygon nel giugno del 2022. Tuttavia, in seguito alla partenza del suo fondatore da Polygon, Avail è diventato un progetto blockchain modulare indipendente ed è stata rilasciata una testnet. Avail è un consenso autonomo e un livello DA come Celestia. La rete principale di Avail doveva essere collegata a Polygon e utilizzare MATIC come valuta di base. Rispetto ai token Celestia, MATIC è un token più maturo.
EigenDA: EigenDA è un livello DA basato su Ethereum che incentiva i validatori a mantenere la rete attraverso il re-staking di ETH, eliminando la necessità di un onere di avvio come quello richiesto da Celestia.
Altri DA fuori catena: Validium utilizza l'archiviazione fuori catena per la disponibilità dei dati, Ethereum per il consenso e la liquidazione e il rollup Validium per l'esecuzione. Validium potrebbe essere gradualmente eliminato man mano che Celestia e Danksharding ottengono un'adozione diffusa.
In conclusione, riteniamo che
Un livello di disponibilità dei dati è un approccio promettente e importante per scalare le blockchain.
Gli attuali prodotti DA hanno i loro vantaggi e meritano tutti un'attenzione continua.
La tecnologia di Celestia deve ancora essere verificata dal mercato e anche ETH e Celestia potrebbero convergere tecnicamente in futuro.
4. Calcolo decentralizzato
Sebbene abbiamo osservato alcuni progetti di calcolo decentralizzato, riteniamo che lo sviluppo del calcolo decentralizzato sia ancora nelle sue fasi nascenti. Una delle maggiori sfide affrontate in questo settore è verificare l’accuratezza dei calcoli.
Altro Spiega
Non sempre è necessaria una completa decentralizzazione. Attualmente sono disponibili tre tipi principali di architetture DApp. I servizi centralizzati possono essere utili in situazioni che richiedono prestazioni elevate e comportano calcoli complessi e arbitrari.
Sembra che alcuni individui potrebbero non avere una comprensione completa delle differenze tra lo strato di consenso e lo strato di regolamento. Per chiarire, elaborerò le quattro funzioni nella blockchain utilizzando come esempio lo ZK Rollup di Ethereum.
Dopo che le transazioni si sono verificate sul Livello 2, vengono inviate al Sequencer che le raggruppa e le raggruppa prima di inviarle al contratto intelligente sulla blockchain ETH. Quando il rollup viene aggiunto alla catena ETH, il consenso sull'ordine delle transazioni viene confermato e ETH diventa il livello di consenso del Rollup. Poiché le transazioni di livello 2 sono archiviate sulla blockchain ETH, ETH funge anche da livello DA (disponibilità dei dati) per il livello 2.
I nodi di livello 2 eseguono l’esecuzione delle transazioni, alterano lo stato globale di livello 2 e generano prove a conoscenza zero. Il livello 2 funge da livello di esecuzione.
Il livello 2 invia lo ZKP a ETH, dove il contratto ETH ne verifica la validità. Una volta accettata la prova, viene confermato il nuovo stato del Livello 2. ETH funge da livello di regolamento per il rollup zk di livello 2.
Esistono altri tipi di progetti relativi ai dati, come:
Progetti incentrati sull'indicizzazione dei dati on-chain, come The Graph e Space and Time, o sull'indicizzazione dei dati IPFS, come Filecoin Indexer.
Reti DNS, tra cui LivePeer, Meson Network, Media.network e altri.
Mercati di reputazione dei nodi di storage come Filgram, Filrep e Cidgravity, con esempi di UI/UX come Web3.storage e NFT.storage.
Informazioni sulle iniziative di previsione
Foresight Ventures si impegna a sostenere l’innovazione dirompente della blockchain per i prossimi decenni. Gestiamo più fondi: un fondo VC, un fondo secondario gestito attivamente, un FOF multistrategia e un fondo secondario del mercato privato, con un AUM superiore a 400 milioni di dollari. Foresight Ventures aderisce al credo di “mentalità unica, indipendente, aggressiva e a lungo termine” e fornisce ampio supporto alle società in portafoglio all’interno di un ecosistema in crescita. Il nostro team è composto da veterani delle principali società finanziarie e tecnologiche come Sequoia Capital, CICC, Google, Bitmain e molte altre.
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