Maggie@Foresight Ventures
Informații cheie
Pentru a atinge o descentralizare completă în aplicațiile Web3, avem nevoie de progrese tehnologice în patru domenii, inclusiv disponibilitatea datelor (scalabilitatea blockchain), sistemele de fișiere descentralizate, bazele de date descentralizate și calculul descentralizat.
Viteza de recuperare a datelor, modelul de stimulare & tokenomics și algoritmul de garantare a disponibilității datelor sunt factori cheie care determină dacă un protocol de stocare a fișierelor/bazei de date va fi utilizat pe scară largă sau nu.
Punctul principal pentru îmbunătățirea sistemelor de fișiere descentralizate și a protocoalelor de baze de date va fi reducerea timpilor de recuperare.
Stratul de disponibilitate a datelor este o metodă promițătoare și importantă pentru scalarea blockchain-ului. Tehnologia Celestia încă mai necesită validare pe piață, iar ETH și Celestia ar putea converge tehnic în viitor.
Arhitecturi de aplicații atât pentru aplicațiile Web2 cât și pentru cele Web3.
Comparativ cu aplicațiile Web2 care constau adesea dintr-un frontend, backend și un strat de date cu o bază de date și un sistem de fișiere, DApps Web3 pot fi mai simple, deoarece au nevoie doar de un frontend și un contract inteligent care să servească atât ca backend, cât și ca bază de date.
Dar, deoarece aceste DApps nu au un sistem de fișiere pentru a stoca fișiere, paginile lor frontale, imaginile și alte fișiere sunt încă găzduite pe servere centralizate. Pentru a atinge o descentralizare completă, dezvoltatorii folosesc acum sisteme de fișiere descentralizate pentru a stoca fișierele necesare, inclusiv paginile frontale, metadatele NFT și imaginile, pentru DApps.
Pentru a îmbunătăți stocarea datelor structurate și capabilitățile de calcul backend, utilizăm tehnologia de disponibilitate a datelor pentru a scala blockchain. În plus, au apărut două tipuri de produse: baze de date descentralizate și calcul descentralizat.
Prin utilizarea blockchain-ului, dezvoltatorii pot stoca date financiare și alte informații critice legate de DApps. Pe de altă parte, bazele de date descentralizate pot fi utilizate pentru stocarea datelor structurate, cum ar fi metadatele NFT, datele voturilor DAO, cărțile de comenzi DEX, datele sociale etc. În plus, calculul descentralizat poate ajuta la scalarea backend-ului.
În general, pentru a construi DApps Web3 complet descentralizate, flexibile și bogate, sunt necesare patru tipuri de produse și progrese tehnologice.
Sistem de fișiere descentralizat: Stocați paginile web frontend ale DApp-ului, imaginile NFT, videoclipurile și alte fișiere ale DApps.
Bază de date descentralizată: Stocați date structurate, cum ar fi metadatele NFT, voturile DAO și cărțile de comenzi DEX.
Disponibilitatea datelor: Scalarea blockchain-ului și stocarea datelor financiare și importante pentru DApps.
Instrumente de calcul descentralizat: Scalarea backend-ului DApps.
1. Sistem de fișiere descentralizat
Stocarea fișierelor descentralizate servește ca un substitut pentru stocarea centralizată, facilitând realizarea DApps fără server. Cererea DApps pentru sisteme de fișiere descentralizate este în creștere și va fi un component vital al stivei tehnologice Web3.
Comparativ cu utilizarea stocării centralizate, principalele avantaje ale stocării descentralizate sunt eliminarea părților terțe de încredere, creșterea redundanței, eliminarea riscurilor de punct unic de eșec și costuri mai mici.
Conform statisticilor Messari, capitalizarea de piață a celor 4 protocoale de stocare a fișierelor descentralizate a fost de aproape 1,6 miliarde de dolari, cu 83% mai puțin față de 9,4 miliarde de dolari. Peste 17 milioane de terabytes (TB) de capacitate totală de stocare, cu 2% mai mult față de anul trecut, și 532.500 TB de stocare utilizată, cu 1280% mai mult față de anul trecut.
Să aruncăm o privire asupra situației actuale a mai multor proiecte populare de stocare descentralizată. Stocarea datelor utilizând toate aceste protocoale de stocare descentralizate este semnificativ mai ieftină comparativ cu AWS. În timp ce AWS percepe aproximativ 23 USD/TB/lună, aceste protocoale de stocare descentralizate variază de la 0,0002 USD la 20 USD/TB/lună.
IPFS: IPFS este în prezent cel mai utilizat protocol pentru stocarea imaginilor și a metadatelor pentru NFT-uri. Este excelent pentru stocarea datelor accesate frecvent sau a datelor „fierbinți”. Cu toate acestea, IPFS nu are modalități încorporate de a stimula stocarea, de a dovedi că datele sunt stocate corect sau de a stabili acorduri între participanți, așa cum fac blockchain-urile. Aceasta înseamnă că există un risc de pierdere a datelor dacă sunt stocate doar pe IPFS. De exemplu, serviciul IPFS al Infura șterge datele care nu au fost accesate timp de șase luni. Așadar, dacă doriți să păstrați datele disponibile pentru o perioadă lungă, este cel mai bine să rulați propriul nod IPFS.
Filecoin: Filecoin oferă costuri de stocare reduse și este utilizat în principal pentru stocarea datelor „reci”, cum ar fi datele arhivistice. Filecoin nu are un mecanism de taxare încorporat pentru recuperarea datelor, unii mineri acceptă date de calitate scăzută pentru a câștiga recompense, refuzând în același timp să faciliteze recuperarea datelor. Comunitatea Filecoin abordează activ această problemă și implementează măsuri pentru a îmbunătăți calitatea generală a datelor stocate.
Arweave: Ideea Arweave de stocare permanentă este binevenită pentru stocarea datelor DApp. Ecosistemul se dezvoltă bine, există sisteme de baze de date descentralizate care utilizează Arweave pentru a stoca fișiere de baze de date, precum și soluții de scalabilitate de al doilea strat bazate pe Arweave. În Arweave, prețul nu este calculat în funcție de lățimea de bandă, unele noduri oferă doar servicii de stocare, nu și recuperare.
Swarm: Taxele de lățime de bandă sunt percepute atât pentru stocare, cât și pentru recuperare în Swarm. Sistemul este foarte descentralizat și are cerințe ridicate de lățime de bandă pentru noduri.
StorJ: StorJ este diferit de celelalte protocoale, este parțial descentralizat și are o viteză bună de recuperare. S-a dovedit a fi eficient pentru partajarea fișierelor video mari.
Sia: Skynet Labs, închis din cauza lipsei de noi fonduri, ceea ce a dus la o scădere a utilizării Sia.
Evaluăm în principal utilizabilitatea unui protocol de stocare a fișierelor descentralizate pe baza a trei factori:
Viteza de recuperare a datelor. Este extrem de importantă, deoarece determină eficiența unui sistem de stocare în a răspunde cererilor din partea DApps și afectează direct experiența utilizatorului a DApps. Factorii care pot afecta viteza de recuperare a datelor includ: dacă există o taxă pentru interogările de date, gradul de descentralizare a nodurilor, calitatea nodului, logica de redirecționare a datelor și facilități precum CDN-urile pentru interogări accelerate.
Modelul de stimulare și tokenomics. Modelele de stimulare și economia token-urilor afectează participarea nodurilor de stocare, influențând comportamentul lor. În prezent, modelul de prețuri de bază constă în taxe de stocare plus taxe de lățime de bandă, ceea ce înseamnă că utilizatorii trebuie să plătească o taxă de stocare atunci când stochează date și o taxă de lățime de bandă atunci când le accesează. Dacă interogările de date sunt gratuite, nodurile adesea nu au motivația de a le furniza. În plus, modelele de stimulare și economia token-urilor afectează câștigurile minerilor, ceea ce poate afecta numărul de noduri și capacitatea de stocare a serviciilor.
Algoritmul de garantare a disponibilității datelor. Este un algoritm utilizat în rețelele descentralizate pentru a asigura disponibilitatea continuă a datelor și furnizarea corectă a serviciilor de către noduri. În prezent, cea mai utilizată metodă este Proba de Acces Aleator.
În general, credem că,
Produsele și serviciile care valorifică protocoalele de stocare descentralizată sunt încă în stadii incipiente.
Punctul principal pentru îmbunătățirea protocoalelor de stocare va fi reducerea timpilor de recuperare.
Viteza de recuperare a datelor, modelul de stimulare & tokenomics și algoritmul de garantare a disponibilității datelor sunt factori cheie care determină dacă un protocol va fi utilizat pe scară largă sau nu.
2. Bază de date descentralizată
Bazele de date sunt utilizate pe scară largă în aplicații, bazele de date descentralizate sunt o tehnologie crucială pentru a atinge descentralizarea completă în DApps.
Bazele de date descentralizate pot înlocui bazele de date centralizate pentru a stoca date structurate fierbinți de care DApps au nevoie, cum ar fi metadatele NFT, votarea DAO, cărțile de comenzi DEX, datele din rețelele sociale etc.
Există multe proiecte de baze de date descentralizate, mai ales în ultimii doi ani în care au apărut mai multe proiecte inovatoare.
Ceramic: Ceramic este un proiect început în 2019. Datele sunt stocate și gestionate în unități de fluxuri, iar jurnalele de evenimente formatate sunt adăugate la fluxuri. Jurnalul va fi transformat într-un fișier și încărcat pe IPFS. Oferă interogări API GraphQL. Ceramic nu are un model de stimulare ca IPFS și suportă crearea, citirea și actualizarea datelor (CRU).
OrbitDB: OrbitDB este un proiect mai vechi în comparație cu Ceramic, care utilizează de asemenea sistemul de fișiere IPFS pentru stocarea fișierelor. Suportă stocarea atât a bazelor de date NoSQL, cât și a fișierelor.
Tableland: Proiectul a început în 2022 și este în prezent în faza de testare publică. Versiunea de producție a Tableland va fi lansată în 2023. Stocarea datelor necesită utilizarea contractelor inteligente, care definesc instrucțiuni SQL și stabilesc permisiuni de utilizare. Citirea datelor se efectuează off-chain și nu necesită plată. În prezent, contractul a fost implementat pe L2-uri precum ETH și OP.
Polybase: Proiectul este acum activ pe rețeaua de testare. Este o bază de date NoSQL care suportă operații CRUD, fiecare operație implicând taxe. În plus, Polybase oferă suport pentru diverse sisteme de fișiere pentru a stoca fișierele de baze de date, inclusiv disc local, IPFS, Filecoin, Polystore și chiar AWS S3. Polybase utilizează de asemenea canale de plată pentru plățile interogărilor de date, reducând frecvența tranzacțiilor on-chain și evitând întârzierile la interogări cauzate de plăți.
Web3Q: De asemenea, cunoscut ca EthStorage. Proiectul a început în 2022. Testnet-ul este activ. A propus un nou model de URL protocol Web//access pentru accesarea datelor.
Kwill: Kwill este un sistem de baze de date SQL bazat pe Arweave, folosind contracte inteligente pentru plată.
KYVE: KYVE este un sistem de baze de date bazat pe Arweave.
Dintr-o perspectivă tehnică:
Atât SQL cât și NoSQL pot fi utilizate ca baze de date. Structura de date a SQL necesită o consistență ridicată, cu un suport mai puternic pentru interogările comune, făcându-l mai matur și eficient. Formatul KV al NoSQL este mai potrivit pentru modelul de design al Ethereum, suportând tipuri de date bogate și fiind flexibil și ușor scalabil.
În ceea ce privește funcționalitatea, cea mai bună opțiune este să se suporte CRUD, dar susținerea UD va adăuga complexitate sistemului. Dacă sistemul folosește stocare locală, interogările de valoare istorică pot să nu fie acceptate. Dacă se utilizează IPFS și Arweave ca sisteme de fișiere, baza de date trebuie să fie append-only, altfel vor exista mai multe versiuni ale aceleași date, dublând costurile de stocare.
Atunci când alegeți un sistem de fișiere de bază, există două opțiuni: 1) Stocați fișierele de baze de date în sisteme de fișiere descentralizate, cum ar fi IPFS și Arweave; 2) Stocați-le local pe noduri sau în cloud-ul S3. Dacă un proiect de bază de date descentralizată necesită o logică de recuperare personalizată sau optimizare, utilizarea stocării locale sau S3 este o abordare mai flexibilă.
În general, credem că,
Domeniul bazelor de date descentralizate merită să fie urmărit cu atenție, având o cerere urgentă, în timp ce un produs acceptat pe scară largă și utilizat nu a apărut încă.
Maturitatea bazelor de date descentralizate este mai mică decât cea a sistemelor de stocare a fișierelor descentralizate. Tehnologia bazelor de date descentralizate se bazează pe sistemul de fișiere descentralizat și multe proiecte au fost începute în 2022.
Punctul principal pentru îmbunătățirea stocării Viteza de recuperare a datelor, modelul de stimulare & tokenomics și algoritmul de garantare a disponibilității datelor sunt factori cheie care determină dacă un protocol va fi utilizat pe scară largă sau nu. protocoalele vor fi reducerea timpilor de recuperare.
3. Disponibilitatea datelor
Conceptul de disponibilitate a datelor este distins de sistemele de fișiere descentralizate și bazele de date, așa cum este elucidat pe site-urile Ethereum și Celestia.
Ethereum: Disponibilitatea datelor este garanția că propunătorul de blocuri a publicat toate datele tranzacției pentru un bloc și că datele tranzacției sunt disponibile pentru ceilalți participanți la rețea.
Celestia: Disponibilitatea datelor se preocupă de faptul dacă datele publicate în ultimul bloc sunt disponibile.
În timp ce, sistemele de fișiere descentralizate și bazele de date asigură în principal că datele stocate de utilizatori sunt disponibile, dar nu abordează specific datele tranzacționale.
În prezent, există mai multe proiecte de disponibilitate a datelor, inclusiv:
Ethereum. ETH servește ca strat DA (disponibilitatea datelor) pentru Layer 2 Rollup.
Celestia. Celestia este un strat DA proiectat special care se ocupă doar de disponibilitatea datelor și nu execută tranzacții. A generat o tendință de blockchain-uri modulare în 2022.
EigenDA și alte produse DA. Asigurarea disponibilității datelor prin comitete.
Ethereum
ETH Layer 2 creează și trimite loturi de tranzacții către rețeaua Ethereum și stochează datele într-un contract inteligent Ethereum pe Layer 1. Acest lucru asigură disponibilitatea garantată a datelor tranzacțiilor L2 prin rețeaua ETH.
Deși rollup-urile pot extinde capacitatea ETH prin calcul off-chain, capacitatea lor este limitată de capacitatea de printe a datelor blockchain-ului L1 ETH. Prin urmare, Ethereum trebuie să-și crească capacitățile de stocare și procesare a datelor.
Pentru a crește capacitatea DA a Ethereum, Danksharding a fost inclus în foaia de parcurs a ETH și este considerat una dintre cele mai importante și urgente actualizări în prezent.
Danksharding este un design de fragmentare, disponibilitatea datelor este delegată fiecărui fragment, iar fiecare validator trebuie să ruleze doar un nod complet pentru propriul său fragment, în timp ce rulează alte fragmente cu capacitate de client ușor.
Proto-danksharding (EIP-4844) este o implementare preliminară a Danksharding-ului, care se așteaptă să fie implementată în a doua jumătate a anului 2023. Introduce un blob de date stocat off-chain care este montat pe ETH prin tranzacții, precum și cod precompilat pentru validarea Blob-ului. Fiecare blob are aproximativ 125 kB, în timp ce un bloc are doar 90 kB. În prezent, cel mult opt blob-uri pot fi montate pe fiecare bloc, rezultând o stocare suplimentară de 1 MB. În Proto-danksharding, datele nu au fost fragmentate, iar validatorii trebuie să descarce și să verifice direct disponibilitatea tuturor datelor Blob. După implementarea EIP4844, Blob poate stoca de 10 ori mai multe date decât Calldata cu același consum de gaz. Datele de Rollup pot fi stocate în Blob în viitor, reducând taxele de tranzacție cu un ordin de mărime. Odată ce va fi implementat complet, Danksharding va deveni și mai ieftin.
În rezumat, Danksharding poate îmbunătăți capacitatea de stocare a datelor Ethereum, reduce costul ETH utilizat ca DA și deveni un strat DA mai puternic.
Celestia
Celestia este un blockchain minimal care doar ordonează și publică tranzacții și nu le execută. Prin decuplarea straturilor de consens și execuție a aplicației, Celestia modularizează stiva tehnologică a blockchain-ului și deblochează noi posibilități pentru constructorii de aplicații descentralizate.
Celestia este responsabilă pentru stratul DA, în timp ce ETH se ocupă de consens și de decontare, iar lanțul aplicației este responsabil pentru execuție.
Celestia este responsabilă atât pentru stratul DA cât și pentru stratul de consens, în timp ce decontarea și execuția sunt gestionate de lanțul aplicației. Alternativ, decontarea poate folosi Cevmos, cu execuția fiind în continuare responsabilitatea lanțului aplicației.
Celestia integrează un sistem de codare Reed-Solomon bidimensional și a proiectat un sistem de eșantionare aleatorie pentru a verifica disponibilitatea datelor și a le recupera, similar cu metoda de validare utilizată de ETH.
Și Celestia are de asemenea diferențe semnificative față de ETH.
Celestia se concentrează pe stratul DA și stratul de consens, în timp ce ETH a servit de asemenea ca strat de decontare pentru Rollups.
Celestia nu are o mașină virtuală complet Turing pentru contracte inteligente, prin urmare, nu acceptă contracte inteligente.
Rollup-ul suveran al Celestia poate fork-ui în mai multe lanțuri, în timp ce Rollup-ul ETH nu poate.
Celestia nu are contracte inteligente, podurile cu rollup-uri suverane ar facilita în principal mișcarea token-ului stratului DA.
Ecosistemul Celestia crește rapid.
DA off-chain
DA off-chain include în principal
Comitetele de Disponibilitate a Datelor (DAC-uri) sunt părți de încredere care oferă sau atestă disponibilitatea datelor. DAC-urile sunt de asemenea utilizate de unele validii.
Comitetele de Disponibilitate a Datelor bazate pe dovada de miză sunt considerabil mai sigure decât DAC-urile obișnuite, deoarece încurajează comportamentul onest. Aici, oricine poate deveni validator și să stocheze date off-chain. Cu toate acestea, trebuie să ofere un „garant”, care este depus într-un contract inteligent.
Prezentarea produselor de disponibilitate a datelor.
ETH: ETH servește în prezent ca strat de disponibilitate a datelor pentru L2 rollup-uri optimiste și zk rollup-uri. Adoptarea EIP4844 (Proto-Danksharding) va oferi beneficii suplimentare pentru L2. Deși capacitatea de stocare a ETH poate să nu fie la fel de mare ca cea a Celestia, va deveni comparabilă odată ce Danksharding va fi implementat complet.
Celestia: Celestia este proiectată pentru a funcționa ca un strat de consens și disponibilitate a datelor. Testnet-ul Celestia a fost pus online în iunie 2022, iar designul său modular inovator a devenit din ce în ce mai popular din 2022. Celestia trebuie să își stabilească propriul ecosistem și să existe într-o relație competitivă cu Ethereum. Multe proiecte sunt construite pe Celestia.
Avail: Avail a fost lansat inițial de Polygon în iunie 2022. Cu toate acestea, după plecarea fondatorului său de la Polygon, Avail a devenit un proiect de blockchain modular independent și a fost lansat un testnet. Avail este un strat de consens și DA de sine stătător, similar cu Celestia. Mainnet-ul Avail a fost planificat să fie conectat la Polygon și să folosească MATIC ca monedă de bază. Comparativ cu token-urile Celestia, MATIC este un token mai matur.
EigenDA: EigenDA este un strat DA bazat pe Ethereum care încurajează validatorii să mențină rețeaua prin re-staking de ETH, eliminând necesitatea unei poveri de startup, cum ar fi cea necesară de Celestia.
Alte DA off-chain: Validium utilizează stocarea off-chain pentru disponibilitatea datelor, Ethereum pentru consens și decontare și rollup-ul Validium pentru execuție. Validium ar putea fi eliminat pe măsură ce Celestia și Danksharding câștigă o adopție pe scară largă.
În concluzie, credem că,
Un strat de disponibilitate a datelor este o abordare promițătoare și importantă pentru scalarea blockchain-urilor.
Produsele DA actuale au propriile avantaje și merită o atenție continuă.
Tehnologia Celestia încă mai trebuie să fie verificată de piață, iar ETH și Celestia ar putea de asemenea să convergă tehnic în viitor.
4. Calcul descentralizat
Deși am observat câteva proiecte de calcul descentralizat, credem că dezvoltarea acestuia este încă în stadii incipiente. Una dintre principalele provocări întâmpinate în acest domeniu este verificarea acurateței calculului.
Mai multe explicații
Descentralizarea completă nu este întotdeauna necesară. În prezent, există trei tipuri principale de arhitecturi DApp disponibile. Serviciile centralizate pot fi benefice în situații care necesită performanțe ridicate și implică computații complexe arbitrare.
Se pare că unii indivizi nu au o înțelegere completă a diferențelor dintre stratul de consens și stratul de decontare. Pentru a clarifica, voi detalia cele patru funcții din blockchain folosind ZK Rollup-ul Ethereum ca exemplu.
După ce tranzacțiile au loc pe Layer 2, acestea sunt trimise la Sequencer care le grupează și le rolupează înainte de a le trimite către contractul inteligent de pe blockchain-ul ETH. Pe măsură ce rollup-ul este adăugat la lanțul ETH, consensul asupra ordinii tranzacțiilor este confirmat și ETH devine stratul de consens al Rollup-ului. Pe măsură ce tranzacțiile Layer 2 sunt stocate pe blockchain-ul ETH, ETH servește, de asemenea, ca strat DA (Disponibilitatea Datelor) pentru Layer 2.
Nodurile Layer 2 efectuează execuția tranzacțiilor, alterează starea globală a Layer 2 și generează dovezi de cunoștințe zero. Layer 2 servește ca strat de execuție.
Layer 2 trimite ZKP către ETH, unde contractul ETH îi verifică validitatea. Odată ce dovada este acceptată, noua stare a Layer 2 este confirmată. ETH servește ca strat de decontare pentru Layer 2 zk rollup.
Există alte tipuri de proiecte legate de date, cum ar fi:
Proiecte care se concentrează pe indexarea datelor on-chain, cum ar fi The Graph și Space and Time, sau indexarea datelor IPFS, cum ar fi Filecoin Indexer.
Rețele DNS, inclusiv LivePeer, Meson Network, Media.network și altele.
Piețele de reputație pentru nodurile de stocare precum Filgram, Filrep și Cidgravity, cu exemple UI/UX precum Web3.storage și NFT.storage.
Despre Foresight Ventures
Foresight Ventures se dedică susținerii inovației disruptive a blockchain-ului pentru următoarele decenii. Gestionăm mai multe fonduri: un fond VC, un fond secundar gestionat activ, un fond multi-strategie FOF și un fond secundar de piață privată, cu AUM ce depășește 400 de milioane de dolari. Foresight Ventures aderă la credința „Unic, Independent, Agresiv, Mentalitate pe termen lung” și oferă un sprijin extins pentru companiile din portofoliu într-un ecosistem în creștere. Echipa noastră este compusă din veterani de la cele mai bune companii financiare și tehnologice, cum ar fi Sequoia Capital, CICC, Google, Bitmain și multe altele.
Website: https://www.foresightventures.com/
Twitter: https://twitter.com/ForesightVen
Medium: https://foresightventures.medium.com
Substack: https://foresightventures.substack.com
Discord: https://discord.com/invite/maEG3hRdE3
Linktree: https://linktr.ee/foresightventures
Declinare de responsabilitate: Toate articolele Foresight Ventures nu sunt destinate a fi sfaturi de investiții. Individuile ar trebui să evalueze propria toleranță la risc și să ia decizii de investiții cu prudență.
