Filecoin'de Veri Kullanılabilirliğine Derinlemesine Bir Bakış

Editör Notu: Bu makale, 5 Nisan 2024'te Fenbushi Capital'den Turan Vural Yuki Yuminaga tarafından yayınlanan orijinal içerikten yeniden basılmıştır. 2015 yılında kurulan Fenbushi Capital, $1,6 milyar varlık yönetimiyle Asya'nın önde gelen blockchain varlık yönetimi firmasıdır. Firma, araştırma ve yatırım yoluyla çeşitli sektörlerde blockchain teknolojisinin geleceğini şekillendirmede önemli bir rol oynamayı amaçlamaktadır. Bu makale bu çabaların bir örneğidir ve burada yayınlamayı kabul eden bu yazarların bağımsız görüşlerini temsil etmektedir.

Veri kullanılabilirliği (DA), düğümlerin söz konusu verileri barındırmadan ağda verinin mevcut olduğunu etkili bir şekilde doğrulamasını sağlayan Ethereum ölçekleme için temel bir teknolojidir. Bu, yuvarlanan ve diğer dikey ölçekleme biçimlerini etkili bir şekilde oluşturmak için kritiktir ve yürütme düğümlerinin işlem verilerinin yerleşim sırasında mevcut olduğundan emin olmasını sağlar. Bu, parçalama ve diğer yatay ölçekleme biçimleri (Ethereum ağında planlanan gelecekteki güncellemeler) için de kritiktir, çünkü düğümlerin bir ağ parçasında depolanan işlem verilerinin (veya blob'ların) gerçekten ağda mevcut olduğunu kanıtlaması gerekir.

Son zamanlarda çeşitli DA çözümleri (örneğin Celestia, EigenDA, Avail) tartışıldı ve yayınlandı; bunların hepsi uygulamaların DA yayınlaması için yüksek performanslı ve güvenli bir altyapı sağlamayı amaçlıyor.

Ethereum gibi L1'lere kıyasla harici bir DA çözümünün avantajı, zincir üstü veriler için ucuz ve performanslı bir taşıyıcı sağlamasıdır. DA çözümleri genellikle ucuz ve izinsiz depolamayı etkinleştirmek için tasarlanmış kendi genel zincirlerinden oluşur. Değişikliklerle bile, verileri blok zincirinden yerel olarak barındırmak hala son derece verimsizdir.

Bunu göz önünde bulundurarak, DA katmanının temeli olarak Filecoin gibi depolama optimizasyonu çözümlerini keşfetmeyi çok sezgisel buluyoruz. Filecoin, kullanıcılar ve depolama sağlayıcıları arasındaki depolama işlemlerini koordine etmek için blok zincirini kullanır, ancak verilerin zincir dışında depolanmasına izin verir.

Bu yazıda, merkezi olmayan bir depolama ağı (DSN) üzerine inşa edilmiş bir DA çözümünün uygulanabilirliğini araştırıyoruz. Özellikle Filecoin'i ele alıyoruz çünkü bugüne kadar en çok benimsenen DSN'dir. Böyle bir çözümün getireceği fırsatları ve onu inşa etmek için üstesinden gelinmesi gereken zorlukları özetliyoruz.

DA katmanı, kendisine bağlı servislere aşağıdaki işlevleri sağlar:

1. Kullanıcı güvenliği :Hiçbir düğüm, erişilemeyen verinin erişilebilir olduğundan emin olamaz.

2. Küresel güvenlik :Birkaç tanesi hariç tüm düğümler verilerin kullanılabilirliği/kullanılamazlığı konusunda hemfikirdir.

3. Verimli veri alma yetenekleri.

Tüm bunların ölçeklemeyi etkinleştirmek için verimli bir şekilde yapılması gerekir. DA katmanı, yukarıdaki üç noktada daha düşük maliyetle daha yüksek performans sağlar. Örneğin, herhangi bir düğüm, gözetimi kanıtlamak için verilerin tam bir kopyasını talep edebilir, ancak bu verimsizdir. Yukarıdaki üç noktayı sağlayan bir sistem sağlayarak, L2'nin L1 ile koordine olması için gereken güvenliği sağlayan ve kötü niyetli bir çoğunluğun varlığında daha güçlü bir alt sınır sağlayan bir DA katmanı uygularız.

Veri barındırma

Bir DA çözümüne yayınlanan verilerin geçerli bir ömrü vardır: bir anlaşmazlığı çözmek veya bir durum geçişini doğrulamak için yeterince uzun. İşlem verilerinin yalnızca doğru bir durum geçişini doğrulamak veya bir doğrulayıcıya dolandırıcılık kanıtı oluşturmak için yeterli fırsat vermek için yeterince uzun süre kullanılabilir olması gerekir. Bu yazının yazıldığı tarih itibarıyla, Ethereum calldata veri kullanılabilirliğine (toplamalar) ihtiyaç duyan projeler için en yaygın kullanılan çözümdür.

Verimli veri doğrulaması

Veri Kullanılabilirliği Örneklemesi (DAS), DA sorununu çözmek için standart bir yaklaşımdır. Ağ aktörlerinin eşlerinden durum bilgilerini doğrulama yeteneğini geliştirme gibi ek bir güvenlik avantajına sahiptir. Ancak, örneklemeyi gerçekleştirmek için düğümlere güvenir: DAS isteklerine yanıt vermek, çıkarılan işlemlerin reddedilmemesini sağlamak için gereklidir, ancak düğümlerin örnek istemek için olumlu veya olumsuz teşvikleri yoktur. Örnek isteyen düğümün bakış açısından, DAS gerçekleştirmemenin olumsuz bir cezası yoktur. Örneğin, Celestia, DAS gerçekleştiren ilk ve tek hafif istemci uygulamasını sunarak kullanıcılara daha güçlü güvenlik varsayımları sağlar ve veri doğrulama maliyetlerini azaltır.

Verimli erişim

DA'nın onu kullanan projeler için verimli veri erişimi sağlaması gerekir. Yavaş bir DA, ona güvenen hizmetler için bir darboğaz haline gelebilir, en iyi ihtimalle verimsizliklere ve en kötü ihtimalle sistem hatalarına neden olabilir.

Dağıtık depolama ağı

Merkezi Olmayan Depolama Ağı (DSN, Filecoin teknik dokümanında açıklandığı gibi), ağ kullanıcılarına depolama hizmetleri sağlayan izinsiz bir depolama sağlayıcıları ağıdır. Gayri resmi olarak, bağımsız depolama sağlayıcılarının depolama hizmetlerine ihtiyaç duyan kullanıcılarla depolama işlemlerini koordine etmesine olanak tanır ve ucuz depolama hizmetleri arayan kullanıcılara ucuz ve dayanıklı veri depolaması sağlar. Bu, depolama işlemlerini kaydeden ve akıllı sözleşme yürütmeyi destekleyen bir blok zinciri aracılığıyla koordine edilir.

DSN şeması üç protokolün bir tuple'ıdır: Put, Get ve Manage. Bu tuple'ın hata toleransı garantileri ve katılım teşvikleri gibi özellikleri vardır.

Koy(veri) → anahtar

Verileri benzersiz bir anahtar altında depolamak için istemci bir Put gerçekleştirir. Bu, verilerin ağda depolanacağı süreyi, yedeklilik için depolanacak veri kopyalarının sayısını ve depolama sağlayıcısıyla müzakere edilen bir fiyatı belirterek yapılır.

Al(anahtar) → veri

İstemci, anahtar altında saklanan verileri almak için Get'i çalıştırır.

Üstesinden gelmek

Ağ katılımcıları, sağlayıcılar tarafından sağlanan depolama alanını ve hizmetleri koordine etmek ve hataları düzeltmek için yönetim protokolünü çağırır. Filecoin için bu, blok zinciri aracılığıyla yönetilir. Blok zinciri, kullanıcılar ve veri sağlayıcıları arasındaki veri işlemlerini kaydeder ve verilerin doğru şekilde depolandığının kanıtlarını sunarak veri işlemlerinin sürdürülmesini sağlar. Verilerin doğru şekilde depolandığına dair kanıtlar, veri sağlayıcıları tarafından ağ zorluklarına yanıt olarak oluşturulan kanıtların yayınlanmasıyla kanıtlanır. Depolama hataları, depolama sağlayıcıları yönetim protokolünün gerektirdiği şekilde zamanında çoğaltma kanıtları veya uzay-zaman kanıtları üretemediğinde oluşur ve bu da depolama sağlayıcılarının payının azaltılmasıyla sonuçlanır. Birden fazla sağlayıcı ağda verilerin kopyalarını barındırıyorsa, depolama işlemini yerine getirmek için yeni depolama sağlayıcıları bulunarak işlemler kendi kendine iyileştirilebilir.

DSN Fırsatları

DA projesinin şimdiye kadar yaptığı şey, blok zincirlerini sıcak depolama platformlarına dönüştürmek oldu. DSN depolama için optimize edildiğinden, blok zincirlerini depolama platformlarına dönüştürmek yerine, depolama platformlarını veri kullanılabilirliği sağlayan platformlara dönüştürebiliriz. Depolama sağlayıcıları tarafından yerel FIL token'ları biçiminde sağlanan teminat, veri depolamasını garantilemek için kriptoekonomik güvenlik sağlayabilir. Son olarak, depolama işlemlerinin programlanabilirliği, veri kullanılabilirliği açısından esneklik sağlayabilir.

DSN işlevselliğini DA sorununu çözmek için dönüştürmenin en güçlü motivasyonu, bir DA çözümü altında veri depolama maliyetini azaltmaktır. Aşağıda tartışıldığı gibi, verileri Filecoin'de depolamanın maliyeti, verileri Ethereum'da depolamaktan çok daha ucuzdur. Mevcut ETH/USD fiyatı göz önüne alındığında, 1 GB çağrı verisini Ethereum'a yazmak $3 milyondan fazlaya mal olur ve 21 gün sonra kesilir. Bu çağrı verisi ücreti, Ethereum tabanlı toplamanın işlem maliyetinin yarısından fazlasını oluşturabilir. Ancak, Filecoin'de 1 GB depolamanın maliyeti ayda $0.0002'den azdır. DA'yı bu fiyattan veya benzer bir fiyattan güvence altına almak, kullanıcılar için işlem maliyetlerini düşürecek ve Web3'ün performansını ve ölçeklenebilirliğini iyileştirmeye yardımcı olacaktır.

Ekonomik güvenlik

Filecoin'de depolama alanı sağlamak teminat gerektirir. Sağlayıcı işlemi yerine getiremezse veya ağ garantilerine uymazsa teminat kesilir. Hizmet sağlayamayan depolama sağlayıcıları teminatlarını ve kazandıkları karları kaybetme riskiyle karşı karşıya kalır.

Teşvik mekanizması ayarlaması

Filecoin protokolündeki teşviklerin çoğu DA hedefleriyle uyumludur. Filecoin kötü niyetli veya tembel davranışlar için caydırıcılar sağlar: mutabakat sırasında, depolama sağlayıcıları proaktif olarak çoğaltma kanıtı ve uzay-zaman kanıtı biçiminde depolama kanıtı sağlamalı ve dürüst bir çoğunluk varsayımı olmadan depolama varlığını sürekli olarak kanıtlamalıdır. Depolama sağlayıcıları kanıt sağlamada başarısız olurlarsa, kesilecekler, mutabakattan çıkarılacaklar ve diğer cezalara tabi tutulacaklardır. Mevcut DA çözümlerinde, düğümlerin DAS gerçekleştirmesi için teşvikler yoktur ve DA'yı kanıtlamak için yalnızca geçici fedakar davranışlara güvenebilirler.

Programlanabilirlik

Veri işlemlerini özelleştirme yeteneği, DSN'yi çekici bir DA platformu haline getirir. Veri işlemleri farklı sürelere sahip olabilir, bu da DSN tabanlı DA kullanıcılarının yalnızca ihtiyaç duydukları DA ücretlerini ödemelerine olanak tanır ve hata toleransı, ağ genelinde depolanacak kopyaların sayısını ayarlayarak da ayarlanabilir. Daha fazla özelleştirme, FEVM üzerinde yürütülen Filecoin üzerindeki akıllı sözleşmeler (Aktörler) aracılığıyla desteklenir. Ayrıca, Bacalhau gibi hesaplama odaklı depolama çözümlerinden DeFi ve Glif gibi likidite staking çözümlerine kadar Filecoin'in büyüyen DApps ekosistemini de teşvik eder. Retriev, Filecoin Actors aracılığıyla lisanslı hakemlerle teşvik bağlantılı geri alma sağlar. Filecoin'in programlanabilirliği, farklı çözümler tarafından gerekli görülen DA gereksinimlerini özelleştirmek için kullanılabilir, böylece DA'ya güvenen platformların ihtiyaç duyduklarından daha fazla DA için ödeme yapması gerekmez.

DSN tabanlı DA mimarisinin zorlukları

Araştırmamızda, DSN'de DA hizmetleri oluşturmadan önce üstesinden gelinmesi gereken önemli zorluklar bulduk. Şimdi uygulamanın uygulanabilirliğini tartışıyoruz ve Filecoin'e odaklanacağız.

Gecikme Kanıtı

İşlemlerin ve Filecoin'de depolanan verilerin bütünlüğünün kriptografik kanıtlarının kanıtlanması zaman alır. Veriler ağa gönderildiğinde, 32 GB sektörlere bölünür ve sarılır. Veri kapsülleme, bir depolama sağlayıcısının bir veya daha fazla benzersiz veri kopyası sakladığını kanıtlayan Proof of Replication (PoRep) ve bir depolama sağlayıcısının depolama işlemi boyunca sürekli olarak benzersiz bir kopya sakladığını kanıtlayan Proof of Spacetime (PoST) için temeldir. Depolama sağlayıcılarının verileri talep üzerine kapsüllememesini ve dolayısıyla gerekli PoReP'i ihlal etmemesini sağlamak için kapsüllemenin hesaplama açısından pahalı olması gerekir. Protokol depolama sağlayıcılarından periyodik olarak benzersiz ve sürekli depolama kanıtları istediğinde, kapsülleme için gereken güvenli süre yanıt penceresinden daha uzun olmalıdır, böylece depolama sağlayıcıları geçici olarak kanıtları veya kopyaları taklit edemez. Bu nedenle, sağlayıcıların bir veri sektörünü kapsüllemesi yaklaşık üç saat sürebilir.

Depolama Eşiği

Paketleme hesaplama açısından pahalı olduğundan, paketlenmiş verilerin sektör boyutu ekonomik olarak uygulanabilir olmalıdır. Depolama sağlayıcıları için depolama fiyatı paketleme maliyetlerini haklı çıkarmalı ve benzer şekilde, ortaya çıkan veri depolama maliyeti kullanıcıların Filecoin'de veri depolamaya istekli olması için yeterince düşük olmalıdır (bu durumda, yaklaşık 32 GB blok). Daha küçük sektörler paketlenebilse de, bu depolama sağlayıcılarını telafi etmek için depolama fiyatını artıracaktır. Bu sorunu çözmek için, veri toplayıcıları kullanıcılardan daha küçük veri blokları toplar ve bunları 32 GB'a yakın bloklar halinde Filecoin'e gönderir. Veri toplayıcıları, kullanıcı verilerine segment dahil etme kanıtları (PoDSI) ve alt blok CID'leri (pCID'ler) aracılığıyla taahhütte bulunur; burada PoDSI'ler kullanıcı verilerinin sektörlerde bulunduğunu garanti eder ve kullanıcılar ağdan veri alırken pCID'ler kullanılır.

Konsensüs Kısıtlamaları

Filecoin'in mutabakat mekanizması Beklenen Mutabakat, 30 saniyelik bir blok süresine ve birkaç saatlik bir kesinlik süresine sahiptir ve yakın gelecekte bu süre iyileştirilebilir (Filecoin'in hızlı kesinliği için FIP-0086'ya bakın). Bu, genellikle işlem verilerini işlemek için DA'ya güvenen Katman 2 tarafından gerekli olan işlem verimini desteklemek için çok yavaştır. Filecoin'in blok süresi, depolama sağlayıcılarının donanım tabanıyla sınırlıdır. Blok süresi ne kadar kısa olursa, depolama sağlayıcılarının depolama kanıtları üretmesi ve sağlaması o kadar zorlaşır ve depolama sağlayıcıları, verileri doğru şekilde depolamak için kanıt penceresini kaçırdıkları için o kadar fazla hata cezası alırlar. Bu zorluğun üstesinden gelmek için, mutabakat sürelerini kısaltmak için Yıldızlararası Mutabakat (IPC) alt ağları kullanılabilir. IPC, rastgelelik için Tendermint ve DRAND'a benzer bir mutabakat kullanır: DRAND'ın bir darboğaz haline gelmesi durumunda, IPC alt ağını kullanarak 3 saniyelik blok sürelerine ulaşabileceğiz; Tendermint darboğazları durumunda, Narwhal gibi PoC'ler blok sürelerini yüzlerce milisaniye düzeyinde elde etmiştir.

Geri alma hızı

Son engel ise geri almadır. Yukarıdaki kısıtlamalardan, Filecoin'in soğuk veya sıcak depolama için uygun olduğu sonucunu çıkarabiliriz. Ancak, DA verileri sıcaktır ve yüksek performanslı uygulamaları desteklemesi gerekir. Teşvikli geri alma, Filecoin'de zordur; verilerin kullanıcıya sağlanmadan önce mühürlerinin açılması gerekir, bu da gecikmeyi artırır. Şu anda, hızlı geri alma, SLA'lar veya mühürsüz sektörlerde mühürsüz verilerin depolanması yoluyla elde edilir, bunların hiçbiri Filecoin'deki güvenli ve izinsiz uygulama mimarisinde güvenilir değildir. Özellikle, Geri Alma kanıtları, FVM aracılığıyla geri almayı garanti edebilir ve Filecoin'de teşvik bağlantılı hızlı geri alma, daha fazla araştırma için bir alan olmaya devam etmektedir.

maliyet analizi

Bu bölümde, bu tasarım faktörlerinin maliyetlerini ele alıyoruz. 32 GB'ı Ethereum calldata, Celestia blobdata, EigenDA blobdata ve Filecoin'deki sektörler olarak depolamanın maliyetini gösteriyoruz (güncel piyasa fiyatlarına yakın olarak).

Analiz, Ethereum calldata'nın fiyatını vurguluyor: 32 GB veri için $100 milyon. Bu fiyat, Ethereum konsensüsünün arkasındaki güvenlik maliyetini gösteriyor ve Ethereum ve Gas fiyatlarındaki dalgalanmalardan etkileniyor. Dencun yükseltmesi Proto-Danksharding'i (EIP-4844) tanıttı, her biri yaklaşık 125 KB boyutunda olan blok başına 3 blok hedefi olan Blob işlemlerini tanıttı ve değişken Gas Blob fiyatlandırmasını tanıttı, böylece blok başına hedeflenen blob sayısını korudu. Bu yükseltme, Ethereum DA maliyetini 1/5 oranında düşürdü: 32 GB blob verisi için $20 milyon.

Celestia ve EigenDA önemli gelişmelerdir: 32 GB verinin maliyeti sırasıyla $8.000 ve $26.000'dir. Her ikisi de piyasa fiyat dalgalanmalarına tabidir ve bir dereceye kadar fikir birliği veri güvenliğinin maliyetini yansıtır: Celestia yerel TIA token'ını kullanırken, EigenDA Ether kullanır.

Yukarıdaki tüm durumlarda, depolanan veriler kalıcı değildir. Ethereum calldata 3 hafta, blob'lar 18 gün boyunca depolanır ve EigenDA blob'ları varsayılan 14 günlük süre boyunca depolar. Mevcut Celestia uygulamasında, arşiv düğümleri blob verilerini süresiz olarak depolar, ancak hafif düğümler yalnızca 30 güne kadar örnekleyebilir.

Son iki tablo, Filecoin ile mevcut DA çözümleri arasında doğrudan bir karşılaştırmadır. Maliyet eşdeğerliği, önce belirli bir platformdaki tek bir bayt verinin maliyetini listeler ve ardından aynı maliyetle aynı miktarda zaman içinde depolanabilen Filecoin bayt sayısını gösterir.

Bu, Filecoin'in mevcut DA çözümlerinden kat kat daha ucuz olduğunu, aynı miktarda veriyi aynı sürede depolamak için yalnızca bir sentin bir kısmına mal olduğunu gösteriyor. Ethereum düğümlerinin ve diğer DA çözümlerinden gelen düğümlerin aksine, Filecoin düğümleri depolama hizmetleri sağlamak üzere optimize edilmiştir ve kanıt sistemleri, düğümlerin ağdaki her düğümde depolamayı çoğaltmak yerine depolamayı kanıtlamasına olanak tanır. Depolama sağlayıcı ekonomisini (örneğin, verileri kapsüllemenin enerji maliyeti gibi) dikkate almadan, Filecoin depolama sürecinin temel ek yükü önemsizdir. Ethereum ile karşılaştırıldığında, bu, Filecoin'de güvenli ve yüksek performanslı DA hizmetleri sağlayabilen sistemler için GB başına milyonlarca dolara kadar bir pazar fırsatı olduğunu gösteriyor.

Verim

Aşağıda DA çözümlerinin kapasitesini ve büyük Katman 2 toplamalarının yarattığı talebi ele alacağız.

Filecoin blok zinciri, her blok yüksekliğinde birden fazla blok bulunan ipucu kümeleri halinde düzenlendiğinden, yapılabilecek işlem sayısı konsensüs veya blok boyutuyla sınırlı değildir. Filecoin'in katı veri kısıtlaması, konsensüsün izin verdiği kapasite değil, ağ genelindeki depolama kapasitesidir.

Günlük DA talebi için, Terry Chung ve Wei Dai tarafından sağlanan Rollups DA ve Execution'dan veri alıyoruz; bu veriler 30 gün boyunca günlük ortalamaları ve tek bir örnekleme günü için verileri içeriyor. Bu şekilde, ortalamadan sapmaları göz ardı etmeden ortalama talebi dikkate alabiliriz (örneğin, Optimism'in 15 Ağustos 2023'teki talebi yaklaşık 261.000.000 bayttı; bu, 64.000.000 bayt olan 30 günlük ortalamasının dört katından fazlaydı).

Bu seçimden, DA maliyetlerini düşürme fırsatı olsa da, Filecoins 32GB sektör boyutunu etkili bir şekilde kullanmak için DA gereksinimlerinin önemli ölçüde artırılması gerektiğini görebiliriz. 32GB sektörleri 32GB'tan az veriyle doldurmak israf olsa da, bunu yine de maliyet avantajları elde ederek yapabiliriz.

Mimarlık

Bu bölümde, bugün inşa etmemiz durumunda mümkün olabilecek teknik mimariyi ele alacağız. Bu mimariyi, keyfi bir L2 uygulaması ve L2'nin hizmet verdiği L1 zinciri bağlamında ele alacağız. Çözüm, Celestia ve EigenDA gibi harici bir DA çözümü olduğu için Filecoin'i bir örnek L1 olarak görmüyoruz.

Bileşenler

Filecoin üzerindeki DA'lar, yüksek seviyede bile olsa, Filecoin ekosisteminin birçok farklı özelliğinden yararlanacaktır.

İşlemler :Alt akış kullanıcıları, L2 olabilecek DA gerektiren bir platformda işlem gerçekleştirirler.

DA kullanan platformlar :Bu platformlar, DA'yı bir hizmet olarak kullanırlar; bu, Filecoin DA'ya L2 yayın işlemi verileri veya L1'e (Ethereum gibi) bir taahhüt olabilir.

Katman 1 : Bu, bir DA çözümüne işaret eden veri taahhütlerini içeren herhangi bir L1'dir. Bu, Filecoin DA çözümünü kullanan bir L2'yi destekleyen Ethereum olabilir.

Toplayıcı : Filecoin tabanlı DA çözümünün ön ucu, L2 ve diğer DA kullanıcılarından işlem verilerini alan ve bunları pakete uyan 32 GB sektörlere toplayan merkezi bir bileşen olan bir toplayıcıdır. Basit kavram kanıtı merkezi bir toplayıcıyı içerse de, DA çözümünü kullanan platformlar kendi toplayıcılarını da çalıştırabilir. Örneğin, L2 sıralayıcısı için yardımcı bir cihaz olarak, toplayıcının merkezileştirilmesi L2 sıralayıcısına veya EigenDA'nın merkezi olmayanına benzerdir. Toplayıcı 32 GB'a yakın bir yükü derlediğinde, verileri depolamak için bir depolama sağlayıcısıyla bir depolama anlaşması yapar. Kullanıcılara verilerinin PoDSI (Veri Segmenti Dahil Etme Kanıtı) biçiminde sektöre dahil edileceği garanti edilir ve veriler ağa girdiğinde verilerini tanımlamak için bir pCID kullanılır. Bu pCID, işlemi destekleyen verilere referans vermek için L1'deki durum taahhüdüne dahil edilecektir.

Doğrulayıcılar : Doğrulayıcılar, devlet taahhütlerinin bütünlüğünü garanti altına almak ve kanıtlanabilir bir dolandırıcılık durumunda L1'e sunulan dolandırıcılık kanıtlarını oluşturmak için depolama sağlayıcılarından veri talep eder.

Depolama Fırsatları :Toplayıcı yaklaşık 32 GB'lık bir veri yükünü derlediğinde, toplayıcı verileri depolamak için bir depolama sağlayıcısıyla bir depolama anlaşması yapar.

Bir blob yayınlama (Put) : Bir Put başlatmak için, DA istemcisi toplayıcıya işlem verilerini içeren bir blob gönderir. Bu, zincir dışı veya zincir üstü bir toplama kahini aracılığıyla zincir üstü yapılabilir. Blob'un alındığını doğrulamak için, toplayıcı istemciye bir PoDSI döndürür ve blob'unun alt ağa gönderilecek toplanmış sektöre dahil olduğunu kanıtlar, ayrıca bir pCID (alt parça içerik tanımlayıcısı) ile birlikte. Blob Filecoin'de kullanılabilir olduğunda, istemci ve diğer ilgili taraflar blob'a başvurmak için bunu kullanır.

Veri işlemleri, işlem gerçekleştirildikten birkaç dakika sonra zincir üzerinde görünecektir. Gecikmenin en büyük engeli, üç saate kadar sürebilen kapsülleme süresidir. Bu, işlem tamamlanmış ve kullanıcı verilerin ağda görüneceğinden emin olsa da, kapsülleme işlemi tamamlanana kadar verilerin sorgulanabilir olduğundan emin olmanın bir yolu olmadığı anlamına gelir. Lotus istemcisi, kapsüllenmemiş bir veri kopyasının kapsüllenmiş kopya ile birlikte depolandığı ve kapsüllenmemiş veriler veri depolama sağlayıcısına iletilir iletilmez sunulabildiği hızlı bir alma özelliğine sahiptir, alma işlemi kapsüllenmiş verilerin ağda göründüğüne dair kanıta dayanmadığı sürece. Ancak, bu özellik veri sağlayıcısının takdirindedir ve protokolün bir parçası olarak kriptografik olarak garanti edilmez. Hızlı alma garantileri sağlamak için, bunu uygulamak üzere fikir birliğinde ve ceza/teşvik mekanizmalarında değişiklikler yapılması gerekir.

Bir blob'u alma (Get) : Alma, bir put işlemine benzer. Birkaç dakika içinde zincir üzerinde görünecek bir alma işlemi gereklidir. Alma gecikmesi, işlemin koşullarına ve verilerin mühürlenmemiş bir kopyasının hızlı alma için saklanıp saklanmadığına bağlı olacaktır. Hızlı alma durumunda gecikme, ağ koşullarına bağlı olacaktır. Hızlı alma olmadan, verilerin istemciye sunulmadan önce mühürlenmesinin açılması gerekir; bu da mühürlemeyle aynı süreyi alır, yaklaşık üç saat. Bu nedenle, optimizasyon olmadan, maksimum gidiş-dönüş süremiz altı saattir; bu da bunun uygulanabilir bir DA veya dolandırıcılığa karşı dayanıklı bir sistem haline gelmesi için veri hizmetlerinde önemli iyileştirmeler gerektirir.

DA Kanıtı : DA kanıtı iki adıma ayrılabilir: işlem süreci sırasında toplayıcıya veri gönderilirken sağlanan PoDSI aracılığıyla ve ardından Filecoin mutabakat mekanizması tarafından sağlanan PoRep ve PoST'un sürekli taahhüdü aracılığıyla. Yukarıda belirtildiği gibi, PoRep ve PoST, veri saklama ve kalıcılığı için planlı ve kanıtlanabilir garantiler sağlar.

Bu çözüm, DA'ya güvenen herhangi bir istemcinin (kanıtlar oluştursun veya oluşturmasın) Filecoin ile etkileşime girebilmesi gerekeceğinden, köprüleri yoğun bir şekilde kullanacaktır. L1'e yayınlanan durum geçişlerine dahil edilen pCID'ler için, doğrulayıcılar yanlış pCID'lerin gönderilmediğinden emin olmak için ön bir kontrol yapabilir. Bunu yapmanın birkaç yolu vardır, örneğin, Filecoin verilerini L1'de yayınlayan bir Oracle aracılığıyla veya pCID'ye karşılık gelen bir veri işlemi veya sektör olduğunu doğrulamak için bir doğrulayıcı aracılığıyla. Benzer şekilde, L1'e yayınlanan geçerlilik veya sahtecilik kanıtlarının doğrulanması, kanıtın geçerliliğini veya sahteciliğini sağlamak için bir köprünün kullanılmasını da gerektirebilir. Şu anda mevcut köprüler Axelar ve Celer'dir.

Güvenlik Analizi

Filecoin bütünlüğü, teminatı keserek elde edilir. Teminat iki durumda kesilebilir: depolama hataları veya fikir birliği hataları. Depolama hataları, depolama sağlayıcılarının depolanan verilerin kanıtlarını (PoRep veya PoST) sağlayamamasına atıfta bulunur ve bu, modelimizdeki veri kullanılabilirliğinin eksikliğiyle ilgilidir. Fikir birliği hataları, işlem defterini yöneten protokol olan fikir birliğinde kötü niyetli davranışa atıfta bulunur ve FEVM, işlem defterinden soyutlanır.

• Sektör hataları, depolamanın sürekli kanıtını yayınlamamanın cezalarıdır. Depolama sağlayıcılarının, depolama hataları nedeniyle ceza almayacakları bir günlük bir hoşgörü süresi vardır. Sektör hatasından 42 gün sonra, sektör sonlandırılır. Oluşan ücretler imha edilir.

  BR(t) = TahminiÖdülKesiri(t) * SektörKaliteAyarlıGüç

• Sektörün 42 gün boyunca hata vermesi veya bir depolama sağlayıcısının bir işlemi bilerek sonlandırması durumunda sektör sonlandırma gerçekleşir. Sonlandırma ücreti, sektörün sonlandırmadan önce kazandığı en yüksek miktara eşittir ve 90 günlük gelirle sınırlıdır. Ödenmemiş işlem ücretleri kullanıcılara iade edilir. Oluşan ücretler yok edilir.

  max(SP(t), BR(StartEpoch, 20 gün) + BR(StartEpoch, 1 gün) * sonlandırmaÖdülFaktörü * min(SektörYaşıGünlerİçinde, 140))

• Bir işlemin sonlanmasıyla birlikte, depolama sağlayıcısı tarafından işlem sonrasında sağlanan teminatın azaltılması anlamına gelen bir Depolama Piyasası Aktörü kesintisi gerçekleşir.

Filecoin'in sağladığı güvenlik, diğer blok zincirlerinin güvenliğinden çok farklıdır. Blok zinciri verileri genellikle fikir birliği yoluyla güvence altına alınırken, Filecoin fikir birliği yalnızca işlem defterini güvence altına alır, işlemler tarafından başvurulan verileri güvence altına almaz. Filecoin'de depolanan veriler, depolama sağlayıcılarını depolama sağlamaya teşvik etmek için yeterince güvenli olmalıdır. Bu, Filecoin'de depolanan verilerin hata cezaları ve iş teşvikleri (kullanıcı itibarı gibi) yoluyla güvence altına alındığı anlamına gelir. Başka bir deyişle, blok zincirindeki veri hataları, blok zincirinin güvenliğini veya işlem geçerliliği kavramını baltalayan fikir birliği ihlallerine eşdeğerdir. Filecoin, veri depolamasında hata toleranslıdır ve bu nedenle işlem defterini ve işlemle ilgili faaliyetleri güvence altına almak için yalnızca fikir birliğini kullanır. Depolama sağlayıcılarının veri işlemlerini yerine getirememesinin maliyeti, 90 güne kadar depolama ödülü cezası ve işlemi güvence altına almak için sağladıkları teminatın kaybıdır.

Bu nedenle, bir Filecoin sağlayıcısından gelen bir veri saklama saldırısının maliyeti, basitçe geri alma işleminin fırsat maliyetidir. Filecoin'de veri alma, depolama sağlayıcılarını teşvik etmek için kullanıcı tarafından ödenen ücretlere dayanır. Ancak, veri alma isteklerine yanıt vermemek depolama sağlayıcılarını olumsuz etkilemez. Tek bir depolama sağlayıcısının bir veri alma işlemini görmezden gelmesi veya reddetmesi riskini azaltmak için, Filecoin'deki veriler birden fazla depolama sağlayıcısı tarafından saklanabilir.

Filecoin verilerinin arkasındaki ekonomik güvenlik, blockchain tabanlı çözümlerden çok daha düşük olduğundan, veri manipülasyonuna karşı koruma da dikkate alınmalıdır. Veri manipülasyonu, Filecoin proof sistemi aracılığıyla korunur. Veriler, veri bozulmasının hemen tespit edilebildiği CID'ler tarafından referans alınır. Bu nedenle, veri sağlayıcıları bozuk veri sağlayamaz çünkü elde edilen verilerin talep edilen CID ile eşleştiğini doğrulamak kolaydır. Veri sağlayıcıları, bozulmamış verilerin yerine bozuk veri depolayamaz. Kullanıcı verilerini aldıktan sonra, sağlayıcı bir veri işlemi başlatmak için veri sektörünün doğru kapsüllenmesinin kanıtını sağlamalıdır (bu seçeneği işaretleyin). Bu nedenle, depolama işlemleri bozuk verilerle başlatılamaz. Depolama işleminin geçerlilik süresi boyunca, saklama iznini kanıtlamak için PoST sağlanır (bunun hem kapsüllenmiş veri sektörünün saklamasını hem de son PoST'tan bu yana saklamayı kanıtladığını unutmayın). PoST, kanıt üretildiğinde kapsülleme sektörüne dayandığından, bozuk bir sektör sahte bir PoST ile sonuçlanacak ve yanlış bir sektörle sonuçlanacaktır. Dolayısıyla depolama sağlayıcıları ne bozuk verileri depolayabilir ne de sağlayabilir, bozulmamış veriler için hizmet sağladıkları için ödüllendirilemez ve kullanıcı verilerinde değişiklik yaptıkları için cezalandırılmaktan kaçınamazlar.

Güvenlik, depolama sağlayıcılarının şu anda depolama sağlayıcısı ve kullanıcı tarafından belirlenen Depolama Piyasası Aktörüne taahhüt ettiği teminatı artırarak geliştirilebilir. Bu teminat miktarının sağlayıcıları temerrüde düşmemeye teşvik etmek için yeterince yüksek olduğunu (örneğin Ethereum doğrulayıcılarının teminatıyla aynı) varsayarsak, o zaman başka neyin güvence altına alınması gerektiğini hayal edebiliriz (ancak bu teminat her işlem gören blob veya toplu blob sektörünü güvence altına almak için gerekli olduğundan son derece sermaye açısından verimsiz olacaktır). Veri sağlayıcıları artık Depolama Piyasası Aktörü depolama anlaşmasını sonlandırmadan önce verilerini 41 güne kadar kullanılamaz hale getirmeyi seçebilirler. Veri anlaşmalarının kısa olduğunu varsayarsak, verilerin anlaşmanın son gününe kadar kullanılamaz olduğunu varsayabiliriz. Kötü niyetli aktörler tarafından koordinasyon sağlanamaması durumunda, veri hizmetinin sağlanmaya devam edebilmesi için birden fazla depolama sağlayıcısı arasında çoğaltılarak bu durum hafifletilebilir.

Saldırganın, yanlış kanıtları kabul ederek veya sorumlu depolama sağlayıcılarını cezalandırmadan emir defterinden işlemleri kaldırmak için muhasebe defteri geçmişini yeniden yazarak konsensüsü bozmanın maliyetini düşünebiliriz. Ancak, bu güvenlik ihlali durumunda saldırganın Filecoin'in muhasebe defterini istediği gibi manipüle edebileceğini belirtmekte fayda var. Bir saldırganın böyle bir saldırıyı gerçekleştirebilmesi için Filecoin zincirinde en azından çoğunluk hissesine sahip olması gerekir. Hisse, ağa sağlanan depolama ile ilgilidir ve mevcut Filecoin zinciri 25 EiB (10 ¹⁶ bayt) olduğundan, kötü niyetli bir aktörün çatal seçimi kuralını kazanmak için kendi zincirini sağlaması için en az 12,5 EiB'ye ihtiyacı olacaktır. Bu, konsensüs hatalarıyla ilişkili kesme yoluyla daha da hafifletilebilir ve cezası tüm yatırılmış teminatların ve blok ödüllerinin kaybı ve konsensüse katılımın askıya alınmasıdır.

Konu dışı: Diğer DA çözümlerine yönelik saldırıları önleme

Yukarıdaki örnek, Filecoin'in verileri saklama saldırılarından korumadaki eksikliklerini ortaya koysa da tek örnek bu değil.

• Ethereum : Genel olarak konuşursak, Ethereum ağına yapılan bir isteğe yanıt vermenin tek yolu tam bir düğüm çalıştırmaktır. Bu nedenle, tam bir düğümün fikir birliği dışındaki veri alma isteklerini karşılaması gerekmez. PeerDAS gibi yapılar, yeterince düşük puanlara (esas olarak DA itibarı) sahip düğümlerin ağdan izole edilebileceği, veri almaya yönelik düğüm yanıtları için bir eş puanlama sistemi sunar.

• Celestia : Celestia, Filecoin yapısından daha güçlü bayt başına güvenliğe sahiptir ve saklama saldırılarına karşı dayanıklıdır, ancak bu güvenlikten yararlanmanın tek yolu tam bir düğüm barındırmaktır. Celestia altyapısına yapılan ve dahili olarak sahip olunmayan ve işletilmeyen istekler ceza olmaksızın incelenecektir.

• EigenDA : Celestia'ya benzer şekilde, herhangi bir hizmet kendi verilerinin alınmasını sağlamak için bir EigenDA Operatör düğümü çalıştırabilir. Bu nedenle, protokol dışındaki herhangi bir veri alma isteği incelemeye tabidir. Ayrıca, EigenDA'nın toplayıcımıza benzer şekilde veri kodlama, KZG taahhütleri ve veri dağıtımından sorumlu merkezi ve güvenilir bir dağıtıcısı olduğunu unutmayın.

Geri Alma Güvenliği

DA için geri alınabilirlik gereklidir. İdeal olarak, piyasa güçleri ekonomik olarak rasyonel depolama sağlayıcılarını geri alma anlaşmalarını kabul etmeye ve kullanıcılar için fiyatları düşürmek için diğer sağlayıcılarla rekabet etmeye teşvik eder. Bunun veri sağlayıcılarının geri alma hizmetleri sunması için yeterli olduğunu varsayarsak, DA'nın önemi göz önüne alındığında daha yüksek güvenlik talep etmek mantıklıdır.

Şu anda, yukarıda açıklanan ekonomik güvenlik yoluyla geri alma garanti edilemez. Bunun nedeni, kullanıcı tarafının verileri almadığını güven açısından en aza indirilmiş bir şekilde kanıtlamanın kriptografik olarak zor olmasıdır (kullanıcı tarafının depolama sağlayıcılarının verileri gönderdiği iddiasını çürütmesi gerekir). Filecoins ekonomik güvenliği yoluyla geri alma güvenliğini sağlamak için, protokole özgü geri alma garantileri gereklidir. Protokolde minimum değişikliklerle, bu, geri alma işleminin bir sektör hatası veya işlem sonlandırma ile ilişkilendirilmesi gerektiği anlamına gelir. Geri alma, veri alma anlaşmazlıklarını arabuluculuk etmek için güvenilir hakemler kullanarak veri alma garantileri sağlayabilen bir kavram kanıtıdır.

Ek: Diğer DA çözümlerini arayın

Yukarıda belirtildiği gibi, Filecoin depolama (veya alma sağlayıcıları) tarafından bencil davranışları önlemek için gerekli protokol yerel alma garantilerinden yoksundur. Ethereum ve Celestia durumunda, protokol verilerinin okunabileceğini garantilemenin tek yolu tam bir düğümü kendi kendine barındırmak veya bir altyapı sağlayıcısının SLA'sına güvenmektir. Bir Filecoin depolama sağlayıcısı olarak, garantili alma önemsiz değildir. Filecoin'deki benzer kurulum, bir depolama sağlayıcısı olmak (önemli altyapı maliyetleriyle) ve bir kullanıcı tarafından gönderilen bir depolama sağlayıcısıyla aynı depolama anlaşmasını başarıyla kabul etmektir, bu noktada insanlar kendileri için depolama sağlamak için ödeme yapacaktır.

Gecikme Analizi

Filecoin gecikmesi, ağ, topoloji, depolama sağlayıcısı kullanıcı yapılandırması ve donanım yetenekleri gibi birden fazla faktör tarafından belirlenir. Bu faktörleri ele alan ve beklenebilecek performans üzerine inşa edilen teorik bir analiz sunuyoruz.

Filecoin'in kanıt sisteminin tasarımı ve geri alma teşviklerinin eksikliği nedeniyle, Filecoin verilerin ilk yayımlanmasından verilerin ilk geri alınmasına kadar yüksek performanslı gidiş-dönüş gecikmesi sağlamak üzere optimize edilmemiştir. Filecoin'de yüksek performanslı geri alma, depolama sağlayıcıları yeteneklerini geliştirdikçe ve Filecoin yeni özellikler tanıttıkça sürekli değişen aktif bir araştırma alanıdır. "Gidiş-dönüş"ü, bir veri işleminin gönderilmesinden Filecoin'e gönderilen en erken verinin indirilebileceği zamana kadar geçen süre olarak tanımlıyoruz.

Blok zamanı

Filecoin'in beklenen konsensüsüne göre, veri işlemleri 30 saniyelik blok süresi içerisinde tamamlanabiliyor. Zincirdeki hassas veriler (örneğin coin transferleri) için tipik onay süresi 1 saattir.

veri işleme

Veri işleme süreleri depolama sağlayıcısına ve yapılandırmaya göre değişir. Standart depolama sağlayıcısı donanımı kullanıldığında, kapsülleme işlemi 3 saat sürer. Depolama sağlayıcıları genellikle bu 3 saatlik süreyi özel istemci yapılandırmaları, paralellik ve daha güçlü donanımlara yatırım yaparak azaltır. Bu değişiklik ayrıca Lotus gibi Filecoin istemcilerindeki hızlı alma seçenekleriyle tamamen önlenebilen sektör mühürlemesinin süresini de etkiler. Hızlı alma ayarı, kapsüllenmiş verilerle birlikte verilerin kapsüllenmemiş bir kopyasını depolar ve alma sürelerini büyük ölçüde hızlandırır. Buna dayanarak, bir veri işleminin kabul edilmesinden verilerin zincir üzerinde kullanılabilir olmasına kadar en kötü durumda 3 saatlik bir gecikme olduğunu varsayabiliriz.

Sonuç ve Gelecek Yönlendirmeleri

Bu makale, mevcut DSN, yani Filecoin kullanarak DA'nın nasıl oluşturulacağını araştırıyor. DA'nın gereksinimlerini Ethereum'un ölçeklenebilir altyapısının temel bir unsuru olarak ele alıyoruz. Filecoin'e dayalı DSN üzerinde DA oluşturmanın uygulanabilirliğini ele alıyoruz ve bunu, Filecoin'deki çözümlerin Ethereum ekosistemine getireceği fırsatları veya uygun maliyetli bir DA katmanından faydalanacak fırsatları keşfetmek için kullanıyoruz.

Filecoin, DSN'nin blok zinciri tabanlı merkezi olmayan sistemlerde veri depolama verimliliğini önemli ölçüde artırabileceğini ve mevcut piyasa fiyatlarında yazılan her 32 GB veri için $100 milyon tasarruf sağlayabileceğini göstermektedir. DA talebi henüz 32 GB'lık bir sektörü doldurmaya yetmese de, boş sektörler paketlenirse DA'nın maliyet avantajı devam etmektedir. Filecoin'deki mevcut depolama ve alma gecikmesi sıcak depolama ihtiyaçları için uygun olmasa da, depolama sağlayıcılarının belirli işlemleri verilerin 3 saat içinde kullanılabilir olmasını sağlamak için makul bir performans sağlayabilir.

Filecoin depolama sağlayıcılarına olan artan güven, EigenDA gibi değişken teminatlar aracılığıyla ayarlanabilir. Filecoin, ağda çok sayıda replikanın depolanmasına izin vermek için bu ayarlanabilir güvenliği genişletir ve ayarlanabilir Bizans hata toleransı ekler. Veri saklama saldırılarını sağlam bir şekilde önlemek için, garantili ve yüksek performanslı veri alma sorununun çözülmesi gerekir, ancak diğer tüm çözümlerde olduğu gibi, alınabilirliği gerçekten garantilemenin tek yolu bir düğümü kendi kendinize barındırmak veya altyapı sağlayıcısına güvenmektir.

PoDSI'nin daha da geliştirilmesinde DA için fırsatlar görüyoruz, bu da (Filecoin'in mevcut kanıtlarıyla birlikte) daha büyük mühürlü sektörlerde veri dahil edilmesini garantilemek için DAS'ın yerini alabilir. Duruma bağlı olarak, bu yavaş veri devir hızını tolere edilebilir hale getirebilir, çünkü dolandırıcılık kanıtları 1 gün ila 1 hafta içinde verilebilirken, DA talep üzerine garanti verebilir. PoDSI hala yeni bir teknoloji ve yoğun bir geliştirme aşamasında, bu nedenle verimli PoDSI'nin nasıl görüneceğini veya bunun etrafında sistemler kurmak için gereken mekanizmaları henüz bilmiyoruz. Filecoin verileri üzerinde hesaplama için halihazırda çözümler olduğundan, mühürlü veya mühürsüz veriler üzerinde PoDSI hesaplamak için çözümlere sahip olmak çok da zor olmayabilir.

DA ve Filecoin alanı geliştikçe, çözümlerin ve destekleyici teknolojilerin yeni kombinasyonları yeni kavram kanıtlarına yol açabilir. Solana'nın Filecoin ağıyla entegrasyonunun gösterdiği gibi, DSN ölçeklenebilir bir teknoloji olarak potansiyele sahiptir. Filecoin'de veri depolama maliyeti, çok fazla optimizasyon alanı olan açık bir fırsat sunar. Bu makalede tartışılan zorluklar DA'yı destekleme bağlamında sunulurken, nihai çözümleri DA dışında bir dizi yeni araç ve sistem inşa edecektir.

İlgili grafik verileri Filecoin spesifikasyonundan, EIP-4844'ten, EigenDA'dan, Celestia uygulamasından, Celenium'dan, Starboard'dan, file.app'den, Rollups DA'dan ve Execution'dan ve ayrıca mevcut yaklaşık piyasa fiyatından gelmektedir.

Orijinal bağlantı

Bu makale internetten alınmıştır: Filecoin'de Veri Kullanılabilirliğine Derinlemesine Bir Bakış

İlgili: Yapay zekanın patlamasıyla Web3 neden vazgeçilmez hale geldi?

Orijinal yazar: Teng Yan Orijinal çeviri: Luffy, Foresight News Duyduğum bir metafor, üretken yapay zekanın, Dünya'da 100 milyar süper zeki insanın ücretsiz çalışmaya istekli olduğu yeni bir kıta keşfetmek anlamına geldiğini söylüyor. İnanılmaz, değil mi? 21. yüzyıl, insanlık için yapay zeka çağı olarak bilinecek. Elektriğin keşfinden, nükleer enerjinin kullanılmasından veya hatta ateşin kullanılmasından daha derin bir şekilde toplumu değiştirecek yeni nesil bir teknolojinin erken gelişimine tanık oluyoruz. Sözüme güvenmeyin, İngiltere Kralı şöyle demişti: Ne zamandı! Bir algoritmaya büyük miktarda veri besleyip devasa bilgi işlem kaynakları eklemenin yapay zekanın şaşırtıcı yeni yetenekler geliştirmesine olanak sağlayacağını kim bilebilirdi? Artık sentez yapabiliyor, akıl yürütebiliyor ve aslında...