Desentralisasi penyimpanan: perjalanan panjang dari konsep ke aplikasi

Penyimpanan pernah menjadi salah satu jalur panas di industri blockchain. Filecoin sebagai proyek terkemuka di pasar bullish sebelumnya, pernah memiliki nilai pasar lebih dari 10 miliar dolar. Pada saat yang sama, Arweave dengan penyimpanan permanennya sebagai daya tarik, mencapai nilai pasar tertinggi 3,5 miliar dolar. Namun, dengan utilitas penyimpanan data dingin yang dipertanyakan, apakah penyimpanan desentralisasi benar-benar bisa terwujud menjadi tanda tanya.

Baru-baru ini, kemunculan Walrus membawa perhatian baru ke jalur penyimpanan yang telah lama sepi. Proyek Shelby yang diluncurkan oleh Aptos bekerja sama dengan Jump Crypto bertujuan untuk mengangkat penyimpanan desentralisasi ke tingkat baru dalam bidang data panas. Jadi, apakah penyimpanan desentralisasi bisa bangkit kembali, atau hanya sekadar putaran spekulasi lagi? Artikel ini akan menganalisis evolusi penyimpanan desentralisasi berdasarkan jalur pengembangan empat proyek: Filecoin, Arweave, Walrus, dan Shelby, serta mengeksplorasi prospek perkembangan di masa depan.

Filecoin: Nama Penyimpanan, Praktik Penambangan

Filecoin adalah salah satu proyek perwakilan yang muncul di awal, yang arah perkembangannya berfokus pada Desentralisasi. Ini sesuai dengan karakteristik umum dari altcoin awal — mencari skenario aplikasi Desentralisasi di berbagai bidang tradisional. Filecoin menggabungkan penyimpanan dengan Desentralisasi, dengan fokus untuk menyelesaikan masalah kepercayaan dari layanan penyimpanan terpusat. Namun, beberapa kompromi yang dibuat untuk mencapai Desentralisasi justru menjadi titik sakit yang coba diatasi oleh proyek-proyek berikutnya.

Untuk memahami bahwa Filecoin pada dasarnya hanya merupakan koin pertambangan, Anda perlu memahami batasan objektif dari teknologi dasar IPFS dalam aplikasi data panas.

IPFS: Bottleneck transmisi arsitektur Desentralisasi

IPFS( Sistem Berkas Antarbintang) diluncurkan sekitar tahun 2015, bertujuan untuk menggantikan protokol HTTP tradisional melalui pengalamatan konten. Namun, kelemahan terbesar IPFS adalah kecepatan pengambilan yang sangat lambat. Di era di mana layanan data tradisional dapat memberikan respons dalam milidetik, pengambilan sebuah berkas di IPFS masih memerlukan waktu belasan detik, yang menyulitkan untuk dipromosikan dalam aplikasi praktis, dan menjelaskan mengapa, kecuali untuk beberapa proyek blockchain, jarang digunakan 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 AI, protokol P2P tidak memiliki keuntungan yang jelas dibandingkan CDN tradisional.

Meskipun IPFS sendiri bukanlah blockchain, desain yang diadopsi berupa Directed Acyclic Graph (DAG) sangat sejalan dengan banyak blockchain publik dan protokol Web3, membuatnya secara alami cocok sebagai kerangka dasar untuk pembangunan blockchain. Oleh karena itu, bahkan tanpa nilai praktis, sebagai kerangka dasar yang mendukung narasi blockchain sudah cukup. Proyek awal hanya memerlukan kerangka kerja yang dapat dijalankan untuk memulai visi besar, tetapi ketika Filecoin berkembang ke tahap tertentu, keterbatasan yang dibawa oleh IPFS mulai menghalangi kemajuannya.

logika koin tambang di bawah penyimpanan luar

Desain awal IPFS adalah untuk memungkinkan pengguna menyimpan data sekaligus menjadi bagian dari jaringan penyimpanan. Namun, tanpa 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, dan juga tidak akan menyimpan file orang lain. Justru dalam konteks seperti ini, Filecoin lahir.

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

Model ini memiliki potensi ruang untuk perilaku jahat. Penambang penyimpanan mungkin mengisi data sampah setelah menyediakan ruang penyimpanan untuk mendapatkan imbalan. Karena data sampah ini tidak akan diambil, bahkan jika hilang, tidak akan memicu mekanisme penalti untuk 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 diam-diam, tetapi tidak dapat mencegah penambang mengisi data sampah.

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

Arweave: Pedang Bermata Dua dari Jangka Panjang

Jika desain tujuan Filecoin adalah untuk membangun "data cloud" shell yang dapat diinsentifkan dan dapat dibuktikan secara desentralisasi, maka Arweave mengambil arah ekstrem dalam penyimpanan: memberikan kemampuan penyimpanan permanen untuk data. Arweave tidak berusaha membangun platform komputasi terdistribusi, seluruh sistemnya berkembang di sekitar satu asumsi inti—data penting harus disimpan sekali dan selamanya ada di jaringan. Pendekatan jangka panjang yang ekstrem ini membuat Arweave berbeda jauh dari Filecoin, mulai dari mekanisme hingga model insentif, dari kebutuhan perangkat keras hingga sudut pandang naratif.

Arweave menggunakan Bitcoin sebagai objek pembelajaran, berusaha untuk terus mengoptimalkan jaringan penyimpanan permanennya dalam jangka waktu yang panjang yang dihitung dalam tahun. Arweave tidak peduli dengan pemasaran, juga tidak peduli dengan pesaing dan tren perkembangan pasar. Ia hanya terus maju dalam perjalanan iterasi arsitektur jaringan, meskipun tidak ada yang memperhatikannya, karena inilah esensi tim pengembang Arweave: jangka panjang. Berkat jangka panjang, Arweave mendapat dukungan besar pada bull market terakhir; dan juga karena jangka panjang, meskipun terjatuh ke titik terendah, Arweave mungkin masih bertahan melalui beberapa siklus bull dan bear. Hanya saja, apakah penyimpanan terdesentralisasi di masa depan akan memiliki tempat untuk Arweave? Nilai eksistensi penyimpanan permanen hanya dapat dibuktikan melalui waktu.

Jaringan utama Arweave dari versi 1.5 hingga versi 2.9 yang terbaru, meskipun telah kehilangan perhatian pasar, tetap berkomitmen untuk memungkinkan lebih banyak penambang berpartisipasi dalam jaringan dengan biaya minimal, 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 pendekatan konservatif, tidak merangkul komunitas penambang, ekosistem sepenuhnya terhenti, melakukan peningkatan jaringan utama dengan biaya minimal, sambil terus menurunkan ambang batas perangkat keras tanpa mengorbankan keamanan jaringan.

Tinjauan Jalan Menuju Peningkatan 1.5-2.9

Versi 1.5 Arweave mengungkapkan celah di mana penambang dapat mengandalkan tumpukan GPU daripada penyimpanan nyata untuk mengoptimalkan peluang pembuatan blok. Untuk menahan tren ini, versi 1.7 memperkenalkan algoritma RandomX, membatasi penggunaan kekuatan komputasi yang terampil, dan sebaliknya meminta CPU umum untuk terlibat dalam penambangan, sehingga melemahkan sentralisasi kekuatan komputasi.

Dalam versi 2.0, Arweave mengadopsi 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 kecenderungan 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 pembuatan blok yang efektif, dari segi mekanisme mengurangi efek penumpukan kekuatan komputasi. Hasilnya adalah, penambang mulai memperhatikan kecepatan akses penyimpanan, mendorong penggunaan SSD dan perangkat baca-tulis cepat. 2.6 memperkenalkan rantai hash untuk mengontrol ritme pembuatan blok, menyeimbangkan manfaat marginal perangkat berkinerja tinggi, dan memberikan ruang partisipasi yang adil bagi penambang kecil dan menengah.

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

Secara keseluruhan, jalur peningkatan Arweave dengan jelas menunjukkan strategi jangka panjang yang berorientasi pada penyimpanan: terus menahan kecenderungan konsentrasi daya komputasi sambil terus menurunkan ambang partisipasi, memastikan kemungkinan operasi jangka panjang dari protokol.

Walrus: Upaya Baru untuk Penyimpanan Data Panas

Desain Walrus berbeda sepenuhnya dari Filecoin dan Arweave. Filecoin berangkat dari menciptakan sistem penyimpanan yang dapat diverifikasi secara desentralisasi, dengan biaya penyimpanan data dingin; Arweave berangkat dari menciptakan perpustakaan Alexandria yang dapat menyimpan data secara permanen di blockchain, dengan biaya terlalu sedikitnya skenario; sedangkan Walrus berangkat dari mengoptimalkan biaya penyimpanan untuk protokol penyimpanan data panas.

Modifikasi kode penghapusan: inovasi biaya atau hanya botol baru untuk anggur lama?

Dalam hal desain biaya penyimpanan, Walrus berpendapat bahwa pengeluaran penyimpanan Filecoin dan Arweave tidak masuk akal. Keduanya menggunakan arsitektur replikasi penuh, yang memiliki keuntungan utama di mana setiap node menyimpan salinan lengkap, memberikan kemampuan toleransi kesalahan 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 sistem memerlukan redundansi salinan untuk mempertahankan ketahanan, yang pada gilirannya meningkatkan biaya penyimpanan. Terutama dalam desain Arweave, mekanisme konsensus itu sendiri mendorong penyimpanan redundansi node untuk meningkatkan keamanan data. Dibandingkan, Filecoin lebih fleksibel dalam pengendalian biaya, tetapi dengan harga yang lebih tinggi, beberapa penyimpanan berbiaya rendah mungkin memiliki risiko kehilangan data yang lebih tinggi. Walrus berusaha mencari keseimbangan antara keduanya, mekanismenya mengontrol biaya replikasi sekaligus meningkatkan ketersediaan melalui cara redundansi terstruktur, sehingga membangun jalur kompromi baru antara ketersediaan data dan efisiensi biaya.

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

Kode penghapusan memungkinkan pengguna untuk mendapatkan sebuah blok, misalnya berukuran 1MB, dan kemudian "memperbesar" menjadi 2MB, di mana tambahan 1MB disebut data khusus yang dikenal sebagai kode penghapusan. Jika ada byte yang hilang dalam blok, pengguna dapat dengan mudah memulihkan byte tersebut melalui kode. Bahkan jika hingga 1MB blok hilang, seluruh blok dapat dipulihkan. Teknik yang sama memungkinkan komputer membaca semua data di CD-ROM, bahkan jika telah rusak.

Saat ini yang paling umum digunakan adalah kode RS. Cara implementasinya adalah, mulai 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 melalui pengambilan sampel acak sangat kecil.

Apa ciri utama Redstuff? Dengan memperbaiki algoritma pengkodean penghapusan, Walrus dapat dengan cepat dan andal 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, bagian potongan dapat digunakan untuk dengan cepat merekonstruksi blok data asli. Ini menjadi mungkin dengan mempertahankan faktor replikasi hanya 4 hingga 5 kali.

Oleh karena itu, mendefinisikan Walrus sebagai protokol redundansi dan pemulihan ringan yang dirancang ulang di sekitar skenario desentralisasi adalah wajar. Berbeda dengan kode penghapusan tradisional ( seperti Reed-Solomon ), RedStuff tidak lagi mengejar konsistensi matematis yang ketat, tetapi melakukan kompromi realistis terhadap distribusi data, verifikasi penyimpanan, dan biaya komputasi. Pola ini melepaskan mekanisme dekode instan yang diperlukan untuk penjadwalan terpusat, dan sebagai gantinya memverifikasi melalui Proof di blockchain bahwa node memiliki salinan data tertentu, sehingga dapat beradaptasi dengan struktur jaringan yang lebih dinamis dan terpinggirkan.

Inti desain RedStuff adalah membagi data menjadi dua kategori: slice utama dan slice sekunder. Slice utama digunakan untuk memulihkan data asli, pembentukan dan distribusinya diatur secara ketat, ambang pemulihan adalah f+1, dan memerlukan tanda tangan 2f+1 sebagai dukungan ketersediaan; slice sekunder dihasilkan melalui kombinasi XOR dan operasi sederhana lainnya, dengan tujuan untuk menyediakan toleransi kesalahan yang fleksibel dan meningkatkan ketahanan keseluruhan sistem. Struktur ini pada dasarnya mengurangi kebutuhan akan konsistensi data—memungkinkan node yang berbeda menyimpan versi data yang berbeda dalam waktu singkat, menekankan jalur praktik "konsistensi akhir". Meskipun mirip dengan persyaratan longgar terhadap blok mundur dalam sistem seperti Arweave, yang telah mencapai beberapa efek dalam mengurangi beban jaringan, namun juga melemahkan jaminan ketersediaan dan integritas data secara instan.

Tidak bisa diabaikan bahwa RedStuff meskipun telah mewujudkan