Мэгги@Foresight Ventures
Ключевые выводы
Чтобы добиться полной децентрализации приложений Web3, нам нужны технологические достижения в четырех областях, включая доступность данных (масштабируемость блокчейна), децентрализованные файловые системы, децентрализованные базы данных и децентрализованные вычисления.
Скорость получения данных, модель стимулирования и токеномика, а также алгоритм гарантии доступности данных являются ключевыми факторами, определяющими, будет ли широко использоваться протокол хранения файлов/баз данных.
Основное внимание при улучшении децентрализованных файловых систем и протоколов баз данных будет уделяться сокращению времени поиска.
Уровень доступности данных — многообещающий и важный метод масштабирования блокчейна. Технология Celestia все еще нуждается в проверке на рынке, и ETH и Celestia могут технически объединиться в будущем.
Архитектуры приложений Web2 и Web3.
По сравнению с приложениями Web2, которые часто состоят из внешнего интерфейса, внутреннего интерфейса и уровня данных с базой данных и файловой системой, DApps Web3 могут быть проще, поскольку им нужен только внешний интерфейс и смарт-контракт, который служит одновременно серверной частью и базой данных.
Но поскольку в этих DApps отсутствует файловая система для хранения файлов, их внешние страницы, изображения и другие файлы по-прежнему размещаются на централизованных серверах. Чтобы добиться полной децентрализации, разработчики теперь используют децентрализованные файловые системы для хранения необходимых файлов, включая страницы внешнего интерфейса, метаданные NFT и изображения, для DApps.
Чтобы улучшить структурированное хранение данных и возможности серверных вычислений, мы используем технологию доступности данных для масштабирования блокчейна. Кроме того, появились два типа продуктов: децентрализованные базы данных и децентрализованные вычисления.
Используя блокчейн, разработчики могут хранить финансовые данные и другую важную информацию, связанную с DApps. С другой стороны, децентрализованные базы данных могут использоваться для хранения структурированных данных, таких как метаданные NFT, данные голосования DAO, книги заказов DEX, социальные данные и т. д. Кроме того, децентрализованные вычисления могут помочь в масштабировании серверной части.
В целом, для создания полностью децентрализованных, гибких и многофункциональных приложений Web3 необходимы четыре типа продуктов и технологические достижения.
Децентрализованная файловая система: храните веб-страницы внешнего интерфейса DApp, изображения NFT, видео и другие файлы Dapps.
Децентрализованная база данных: храните структурированные данные, такие как метаданные NFT, голоса DAO и книгу заказов DEX.
Доступность данных: масштабируйте блокчейн и храните финансовые и важные данные для DApps.
Инструменты децентрализованных вычислений: масштабируйте серверную часть DApps.
1. Децентрализованная файловая система.
Децентрализованное хранилище файлов служит заменой централизованному хранилищу, облегчая реализацию бессерверных DApps. Спрос со стороны DApps на децентрализованные файловые системы растет и станет жизненно важным компонентом стека технологий Web3.
По сравнению с использованием централизованного хранилища основными преимуществами децентрализованного хранилища являются отсутствие доверенных третьих сторон, повышенная избыточность, устранение рисков единой точки отказа и более низкие затраты.
Согласно статистике Messari, рыночная капитализация четырех крупнейших протоколов децентрализованного хранения файлов составила почти 1,6 миллиарда долларов, что на 83% меньше, чем 9,4 миллиарда долларов. Общая емкость хранилища составляет более 17 миллионов терабайт (ТБ), что на 2 % больше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года, и 532 500 ТБ использованного хранилища, что на 1 280 % больше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.
Давайте посмотрим на текущую ситуацию с несколькими популярными проектами децентрализованных хранилищ. Хранение данных с использованием всех этих децентрализованных протоколов хранения значительно дешевле по сравнению с AWS. В то время как AWS взимает около 23 долларов США за ТБ в месяц, эти протоколы децентрализованного хранения варьируются от 0,0002 до 20 долларов США за ТБ в месяц.
IPFS: IPFS в настоящее время является наиболее широко используемым протоколом для хранения изображений и метаданных для NFT. Он отлично подходит для хранения часто используемых или «горячих» данных. Однако в IPFS нет встроенных способов стимулирования хранения, подтверждения правильности хранения данных или установления соглашения между участниками, как это происходит в блокчейнах. Это означает, что существует риск потери данных, если они хранятся только в IPFS. Например, служба IPFS от Infura удаляет данные, к которым не было доступа в течение шести месяцев. Поэтому, если вы хотите, чтобы ваши данные были доступны в течение длительного времени, лучше всего запустить собственный узел IPFS.
Filecoin: Filecoin обеспечивает низкие затраты на хранение и в основном используется для хранения «холодных» данных, таких как архивные данные. Filecoin не имеет встроенного механизма взимания платы за извлечение данных, некоторые майнеры принимают данные низкого качества для получения вознаграждения, отказываясь при этом облегчить извлечение данных. Сообщество Filecoin активно решает эту проблему и реализует меры по улучшению общего качества хранимых данных.
Arweave: Идея постоянного хранилища Arweave приветствуется для хранения данных DApp. Экосистема развивается хорошо, существуют децентрализованные системы баз данных, использующие Arweave для хранения файлов базы данных, а также решения масштабируемости второго уровня на базе Arweave. В Arweave цена не учитывает пропускную способность, некоторые узлы предоставляют только услуги хранения, а не извлечения.
Swarm: плата за пропускную способность взимается как за хранение, так и за извлечение данных в Swarm. Система сильно децентрализована и предъявляет высокие требования к пропускной способности узлов.
StorJ: StorJ отличается от других протоколов: он частично децентрализован и имеет хорошую скорость извлечения. Доказал свою эффективность при совместном использовании больших видеофайлов.
Sia: Skynet Labs, закрытая из-за отсутствия нового финансирования, что также привело к снижению использования Sia.
В первую очередь мы оцениваем удобство использования децентрализованного протокола хранения файлов на основе трех факторов:
Скорость получения данных. Это крайне важно, поскольку определяет эффективность системы хранения при реагировании на запросы от DApps и напрямую влияет на пользовательский опыт DApps. Факторы, которые могут повлиять на скорость получения данных, включают в себя: взимается ли плата за запросы данных, степень децентрализации узлов, качество узлов, логика пересылки данных и такие средства, как CDN для ускоренных запросов.
Модель стимулирования и токеномика. Модели стимулирования и экономика токенов влияют на участие узлов хранения, влияя на их поведение. В настоящее время основная модель ценообразования состоит из платы за хранение плюс плата за пропускную способность. Это означает, что пользователям необходимо платить плату за хранение при хранении данных и плату за пропускную способность при доступе к ним. Если запросы данных бесплатны, узлам часто не хватает мотивации для их предоставления. Более того, модели стимулирования и экономика токенов влияют на доходы майнеров, что может повлиять на количество узлов и емкость хранилища сервисов.
Алгоритм гарантии доступности данных. Это алгоритм, используемый в децентрализованных сетях для обеспечения постоянной доступности данных и надлежащего предоставления услуг узлами. В настоящее время наиболее широко используемым методом является доказательство произвольного доступа.
В целом мы считаем, что
Продукты и услуги, использующие протоколы децентрализованного хранения, все еще находятся на ранней стадии своего развития.
Основное внимание при улучшении протоколов хранения будет уделяться сокращению времени извлечения данных.
Скорость получения данных, модель стимулирования и токеномика, а также алгоритм гарантии доступности данных являются ключевыми факторами, определяющими, будет ли протокол широко использоваться или нет.
2. Децентрализованная база данных
Базы данных широко используются в приложениях, децентрализованные базы данных являются важной технологией для достижения полной децентрализации в DApps.
Децентрализованные базы данных могут заменить централизованные базы данных для хранения структурированных «горячих» данных, которые требуются DApps, таких как метаданные NFT, голосование DAO, книги заказов DEX, данные социальных сетей и т. д.
Существует множество проектов децентрализованных баз данных, особенно за последние два года появилось несколько инновационных проектов.
Ceramic: Ceramic — это проект, начатый в 2019 году. Данные хранятся и управляются в виде потоков, а к потокам добавляются отформатированные журналы событий. Журнал будет преобразован в файл и загружен в IPFS. Предоставляет запросы API GraphQL. У Ceramic нет модели стимулирования, такой как IPFS, и она поддерживает создание, чтение и обновление данных (CRU).
OrbitDB: OrbitDB — более ранний проект по сравнению с Ceramic, который также использует файловую систему IPFS для хранения файлов. Он поддерживает хранение как баз данных, так и файлов NoSQL.
Tableland: Проект стартовал в 2022 году и в настоящее время находится на этапе публичного тестирования. Производственная версия Tableland будет выпущена в 2023 году. Хранение данных требует использования смарт-контрактов, которые определяют операторы SQL и устанавливают разрешения на использование. Чтение данных осуществляется оффчейн и не требует оплаты. В настоящее время контракт развернут на L2, таких как ETH и OP.
Polybase: Проект сейчас доступен в тестовой сети. Это база данных NoSQL, которая поддерживает операции CRUD, при этом за каждую операцию взимается плата. Кроме того, Polybase предлагает поддержку различных файловых систем для хранения файлов базы данных, включая локальный диск, IPFS, Filecoin, Polystore и даже AWS S3. Polybase также использует платежные каналы для платежей по запросам данных, сокращая частоту внутрисетевых транзакций и избегая задержек запросов, вызванных платежами.
Web3Q: Также известный как EthStorage.Project стартует в 2022 году. Тестовая сеть жива. Предложен новый шаблон URL-адреса. Протокол веб-//доступа для доступа к данным.
Kwill: Kwill — это система баз данных SQL, основанная на Arweave, использующая смарт-контракты для оплаты.
KYVE: KYVE — это система баз данных, основанная на Arwave.
С технической точки зрения:
В качестве баз данных можно использовать как SQL, так и NoSQL. Структура данных SQL требует высокой согласованности и более сильной поддержки совместных запросов, что делает ее более зрелой и эффективной. Формат KV NoSQL больше подходит для шаблона проектирования Ethereum, поддерживает разнообразные типы данных, а также является гибким и легко масштабируемым.
С точки зрения функциональности лучший вариант — поддержка CRUD, но поддержка UD добавит сложности системе. Если система использует локальное хранилище, запросы исторических значений могут не поддерживаться. При использовании IPFS и Arweave в качестве файловых систем база данных должна быть доступна только для добавления, в противном случае будет существовать несколько версий одних и тех же данных, что удваивает затраты на хранение.
При выборе базовой файловой системы есть два варианта: 1) Хранить файлы базы данных в децентрализованных файловых системах, таких как IPFS и Arweave; 2) Храните их локально на узлах или в облаке S3. Если проект децентрализованной базы данных требует индивидуальной логики поиска или оптимизации, использование локального хранилища или S3 является более гибким подходом.
В целом мы считаем, что
Область децентрализованных баз данных заслуживает внимания, поскольку она пользуется острой потребностью, хотя широко распространенного и используемого продукта еще не появилось.
Зрелость децентрализованных баз данных ниже, чем у децентрализованных систем хранения файлов. Технология децентрализованных баз данных основана на децентрализованной файловой системе, и многие проекты будут запущены в 2022 году.
Основное внимание уделяется повышению скорости извлечения данных из хранилища, модели стимулирования и токеномики, а также алгоритму гарантии доступности данных — это ключевые факторы, определяющие, будет ли протокол широко использоваться или нет. протоколы будут направлены на сокращение времени поиска.
3. Доступность данных
Концепция доступности данных отличается от децентрализованных файловых систем и баз данных, как поясняется на веб-сайтах Ethereum и Celestia.
Ethereum: доступность данных — это гарантия того, что предлагающий блок опубликовал все данные транзакций для блока и что данные транзакций доступны другим участникам сети.
Celestia: Доступность данных связана с тем, доступны ли данные, опубликованные в последнем блоке.
В то время как децентрализованные файловые системы и базы данных в основном обеспечивают доступность данных, хранящихся пользователями, но не касаются конкретно транзакционных данных.
В настоящее время существует несколько проектов обеспечения доступности данных, в том числе:
Эфириум. ETH служит уровнем DA (доступность данных) для накопительного уровня 2.
Селестия. Celestia — это специально разработанный уровень DA, который обрабатывает только доступность данных и не выполняет транзакции. Это положило начало тенденции модульных блокчейнов в 2022 году.
EigenDA и другие продукты DA. Обеспечение доступности данных через комитеты.
Эфириум
Уровень 2 ETH создает и отправляет пакеты транзакций в сеть Ethereum и сохраняет данные в смарт-контракте Ethereum на уровне 1. Это обеспечивает гарантированную доступность данных транзакций L2 через сеть ETH.
Хотя объединения могут увеличить пропускную способность ETH за счет вычислений вне цепочки, их емкость ограничена пропускной способностью данных блокчейна L1 ETH. Следовательно, Ethereum необходимо расширить возможности хранения и обработки данных.
Чтобы расширить возможности DA Ethereum, Danksharding был включен в дорожную карту ETH и считается одним из самых важных и срочных обновлений на данный момент.
Danksharding — это конструкция шардирования, доступность данных делегируется каждому шарду, и каждому валидатору необходимо запустить только полный узел для своего собственного шарда, одновременно запуская другие шарды с небольшой клиентской мощностью.
Протоданкшардинг (EIP-4844) — это предварительная реализация Dankshading, которая, как ожидается, будет реализована во второй половине 2023 года. Он представляет собой блок данных, хранящийся вне цепочки и монтируемый в ETH посредством транзакций, а также предварительно скомпилированный код. для проверки Blob. Размер каждого большого двоичного объекта составляет примерно 125 КБ, тогда как размер блока составляет всего 90 КБ. В настоящее время на каждый блок можно смонтировать не более восьми больших двоичных объектов, что дает дополнительный объем хранилища в 1 МБ. В прото-данкшардинге данные не были сегментированы, и валидаторам по-прежнему необходимо загружать и напрямую проверять доступность всех данных Blob. После реализации EIP4844 Blob может хранить в 10 раз больше данных, чем Calldata, при том же расходе газа. Данные Rollup в будущем могут храниться в Blob, что на порядок снижает комиссию за транзакцию. После полной реализации Данкшардинг станет еще дешевле.
Таким образом, Danksharding может улучшить емкость хранилища данных Ethereum, снизить стоимость ETH, используемого в качестве DA, и стать более мощным уровнем DA.
Селестия
Celestia — это минимальный блокчейн, который только заказывает и публикует транзакции, но не выполняет их. Разделяя уровни консенсуса и выполнения приложений, Celestia модульизирует стек технологий блокчейна и открывает новые возможности для разработчиков децентрализованных приложений.
Celestia отвечает за уровень DA, ETH отвечает за консенсус и расчеты, а цепочка приложений отвечает за выполнение.
Celestia отвечает как за уровень DA, так и за уровень консенсуса, а расчет и исполнение выполняются цепочкой приложений. В качестве альтернативы для расчета можно использовать Cevmos, при этом ответственность за выполнение по-прежнему будет лежать на цепочке приложений.
Celestia интегрирует двумерную схему кодирования Рида-Соломона и разработала схему случайной выборки для проверки доступности данных и их восстановления, аналогично методу проверки, используемому ETH.
А еще у Celestia есть существенные отличия от ETH.
Celestia фокусируется на уровне DA и уровне консенсуса, в то время как ETH также служил уровнем расчетов для Rollups.
В Celestia нет виртуальной машины с полным смарт-контрактом Тьюринга, поэтому она не поддерживает смарт-контракты.
Суверенный накопительный пакет Celestia может разделяться на несколько цепочек, а накопительный пакет ETH — нет.
У Celestia нет смарт-контрактов, мосты с суверенными накопительными пакетами в основном облегчат перемещение токена уровня DA.
Экосистема Селестии быстро растет.
Оффчейн DA
Внесетевые DA в основном включают в себя
Комитеты доступности данных (DAC) — это доверенные стороны, которые обеспечивают или подтверждают доступность данных. DAC также используются некоторыми валидиями.
Комитеты по доступности данных на основе доказательства доли значительно более безопасны, чем обычные DAC, поскольку они напрямую стимулируют честное поведение. Здесь любой желающий может стать валидатором и хранить данные оффчейн. Однако они должны предоставить «залог», который заложен в смарт-контракте.
Обзор продуктов обеспечения доступности данных.
ETH: ETH в настоящее время служит уровнем доступности данных для оптимистических объединений L2 и zk. Принятие EIP4844 (Proto-Danksharding) предоставит дополнительные преимущества L2. Хотя емкость хранилища ETH может быть не такой большой, как у Celestia, она станет сопоставимой, как только Danksharding будет полностью реализован.
Celestia: Celestia предназначена для работы в качестве уровня консенсуса и доступности данных. Тестовая сеть Celestia была запущена в эксплуатацию в июне 2022 года, а ее инновационный модульный дизайн сделал ее все более популярной с 2022 года. Celestia необходимо создать собственную экосистему и существовать в конкурентных отношениях с Ethereum. Многие проекты построены на Celestia.
Avail: Avail был первоначально запущен Polygon в июне 2022 года. Однако после ухода его основателя из Polygon Avail стал независимым проектом модульного блокчейна, и была выпущена тестовая сеть. Avail — это автономный уровень консенсуса и DA, такой как Celestia. Планировалось, что сеть Avail будет соединена с Polygon и будет использовать MATIC в качестве базовой валюты. По сравнению с токенами Celestia, MATIC является более зрелым токеном.
EigenDA: EigenDA — это уровень DA на базе Ethereum, который стимулирует валидаторов поддерживать сеть посредством повторной ставки ETH, устраняя необходимость в бремени запуска, подобном тому, которое требуется Celestia.
Другой оффчейн DA: Validium использует оффчейн хранилище для доступности данных, Ethereum для консенсуса и расчетов и накопительный пакет Validium для исполнения. Валидиум может быть прекращен, поскольку Селестия и Данкшардинг получат широкое распространение.
В заключение мы думаем,
Уровень доступности данных — это многообещающий и важный подход к масштабированию блокчейнов.
Нынешние продукты DA имеют свои преимущества, и все они заслуживают постоянного внимания.
Технология Celestia еще нуждается в проверке рынком, а ETH и Celestia также могут технически объединиться в будущем.
4. Децентрализованные вычисления
Хотя мы наблюдали несколько проектов децентрализованных вычислений, мы считаем, что развитие децентрализованных вычислений все еще находится на начальной стадии. Одной из основных задач, стоящих в этой области, является проверка точности вычислений.
Подробнее Объяснить
Полная децентрализация не всегда необходима. В настоящее время доступно три основных типа архитектур DApp. Централизованные сервисы могут быть полезны в ситуациях, требующих высокой производительности и связанных с произвольными сложными вычислениями.
Похоже, что некоторые люди могут не иметь полного понимания различий между уровнем консенсуса и уровнем урегулирования. Чтобы внести ясность, я подробно остановлюсь на четырех функциях блокчейна на примере ZK Rollup от Ethereum.
После того, как транзакции происходят на уровне 2, они передаются секвенсору, который группирует и сворачивает их перед отправкой в смарт-контракт в блокчейне ETH. Когда объединение добавляется в цепочку ETH, подтверждается консенсус в отношении порядка транзакций, и ETH становится уровнем консенсуса в объединении. Поскольку транзакции уровня 2 хранятся в блокчейне ETH, ETH также служит уровнем DA (доступности данных) для уровня 2.
Узлы уровня 2 выполняют транзакции, изменяют глобальное состояние уровня 2 и генерируют доказательства с нулевым разглашением. Уровень 2 служит исполнительным уровнем.
Уровень 2 передает ZKP в ETH, где контракт ETH проверяет его действительность. Как только доказательство принято, новое состояние уровня 2 подтверждается. ETH служит расчетным слоем для объединения zk уровня 2.
Существуют и другие типы проектов, связанных с данными, такие как:
Проекты, ориентированные на индексацию данных в цепочке, такие как The Graph и Space and Time, или индексацию данных IPFS, например Filecoin Indexer.
Сети DNS, включая LivePeer, Meson Network, Media.network и другие.
Рынки репутации узлов хранения, такие как Filgram, Filrep и Cidgradity, с примерами UI/UX, такими как Web3.storage и NFT.storage.
О Форсайт Венчурс
Foresight Ventures стремится поддерживать революционные инновации в области блокчейна в течение следующих нескольких десятилетий. Мы управляем несколькими фондами: фондом венчурного капитала, активно управляемым вторичным фондом, многостратегическим FOF и вторичным фондом частного рынка, с AUM, превышающим 400 миллионов долларов США. Foresight Ventures придерживается принципа «уникального, независимого, агрессивного и долгосрочного мышления» и предоставляет всестороннюю поддержку портфельным компаниям в рамках растущей экосистемы. В нашу команду входят ветераны ведущих финансовых и технологических компаний, таких как Sequoia Capital, CICC, Google, Bitmain и многих других.
Сайт: https://www.foresightventures.com/.
Твиттер: https://twitter.com/ForesightVen
Среда: https://foresightventures.medium.com.
Подстек: https://foresightventures.substack.com.
Дискорд: https://discord.com/invite/maEG3hRdE3
Линктри: https://linktr.ee/foresightventures
Отказ от ответственности: все статьи Foresight Ventures не предназначены для предоставления инвестиционных советов. Физические лица должны оценивать свою толерантность к риску и принимать инвестиционные решения осмотрительно.