Dezentraler Speicher

Im Gegensatz zu einem zentralisierten Server, der von einem einzigen Unternehmen oder einer einzigen Organisation betrieben wird, bestehen dezentrale Speichersysteme aus einem Peer-to-Peer-Netzwerk von Benutzer-Betreibern, die einen Teil der Gesamtdaten halten und so ein widerstandsfähiges System zur gemeinsamen Nutzung von Dateispeichern schaffen. Diese können sich in einer Blockchain-basierten Anwendung oder einem beliebigen Peer-to-Peer-basierten Netzwerk befinden.

Ethereum selbst kann als dezentrales Speichersystem verwendet werden, und das ist es auch, wenn es um die Speicherung von Code in all den Smart Contracts geht. Wenn es jedoch um große Datenmengen geht, ist Ethereum dafür nicht ausgelegt. Die Chain wächst stetig, aber zum Zeitpunkt des Schreibens ist die Ethereum-Chain etwa 500 GB - 1 TB groß (abhängig vom Client (opens in a new tab)), und jeder Knoten im Netzwerk muss in der Lage sein, alle Daten zu speichern. Wenn die Chain auf große Datenmengen (sagen wir 5 TB) anwachsen würde, wäre es für alle Knoten nicht mehr machbar, weiterzulaufen. Außerdem wären die Kosten für die Bereitstellung einer so großen Datenmenge im Mainnet aufgrund der Gas-Gebühren unerschwinglich teuer.

Aufgrund dieser Einschränkungen benötigen wir eine andere Chain oder Methodik, um große Datenmengen dezentral zu speichern.

Bei der Betrachtung von Optionen für dezentralen Speicher (dStorage) gibt es einige Dinge, die ein Benutzer beachten muss.

Persistenzmechanismus / Anreizstruktur
Durchsetzung der Datenaufbewahrung
Dezentralität
Konsens

Persistenzmechanismus / Anreizstruktur

Blockchain-basiert

Damit ein Datenelement für immer bestehen bleibt, müssen wir einen Persistenzmechanismus verwenden. Auf Ethereum besteht der Persistenzmechanismus beispielsweise darin, dass die gesamte Chain beim Ausführen eines Knotens berücksichtigt werden muss. Neue Datenelemente werden an das Ende der Chain angehängt, und sie wächst weiter – was erfordert, dass jeder Knoten alle eingebetteten Daten repliziert.

Dies ist als Blockchain-basierte Persistenz bekannt.

Das Problem bei der Blockchain-basierten Persistenz ist, dass die Chain viel zu groß werden könnte, um alle Daten praktikabel zu pflegen und zu speichern (z. B. schätzen viele Quellen (opens in a new tab), dass das Internet über 40 Zettabyte Speicherkapazität benötigt).

Die Blockchain muss auch eine Art Anreizstruktur haben. Bei der Blockchain-basierten Persistenz erfolgt eine Zahlung an den Validator. Wenn die Daten zur Chain hinzugefügt werden, werden die Validatoren dafür bezahlt, die Daten hinzuzufügen.

Plattformen mit Blockchain-basierter Persistenz:

Ethereum
Arweave (opens in a new tab)

Vertragsbasiert

Die vertragsbasierte Persistenz beruht auf der Intuition, dass Daten nicht von jedem Knoten repliziert und für immer gespeichert werden können, sondern stattdessen durch Vertragsvereinbarungen aufrechterhalten werden müssen. Dies sind Vereinbarungen, die mit mehreren Knoten getroffen wurden, die versprochen haben, ein Datenelement für einen bestimmten Zeitraum zu halten. Sie müssen erstattet oder erneuert werden, wenn sie ablaufen, um die Daten persistent zu halten.

In den meisten Fällen wird anstelle der Speicherung aller Daten Onchain der Hash des Speicherorts der Daten auf einer Chain gespeichert. Auf diese Weise muss nicht die gesamte Chain skalieren, um alle Daten zu behalten.

Plattformen mit vertragsbasierter Persistenz:

Zusätzliche Überlegungen

IPFS ist ein verteiltes System zum Speichern und Zugreifen auf Dateien, Websites, Anwendungen und Daten. Es verfügt über kein integriertes Anreizsystem, kann aber stattdessen mit einer der oben genannten vertragsbasierten Anreizlösungen für eine längerfristige Persistenz verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit, Daten auf IPFS persistent zu machen, ist die Zusammenarbeit mit einem Pinning-Dienst, der Ihre Daten für Sie „anpinnt“. Sie können sogar Ihren eigenen IPFS-Knoten betreiben und zum Netzwerk beitragen, um Ihre eigenen Daten und/oder die anderer kostenlos persistent zu machen!

IPFS (opens in a new tab)
Pinata (opens in a new tab) (IPFS-Pinning-Dienst)
web3.storage (opens in a new tab) (IPFS/Filecoin-Pinning-Dienst)
Infura (opens in a new tab) (IPFS-Pinning-Dienst)
IPFS Scan (opens in a new tab) (IPFS-Pinning-Explorer)
4EVERLAND (opens in a new tab)（IPFS-Pinning-Dienst）
Filebase (opens in a new tab) (IPFS-Pinning-Dienst)
Spheron Network (opens in a new tab) (IPFS/Filecoin-Pinning-Dienst)

Swarm ist eine dezentrale Datenspeicher- und Verteilungstechnologie mit einem Speicheranreizsystem und einem Orakel für Speichermietpreise.

Datenaufbewahrung

Um Daten aufzubewahren, müssen Systeme über eine Art Mechanismus verfügen, um sicherzustellen, dass die Daten erhalten bleiben.

Challenge-Mechanismus

Eine der beliebtesten Methoden, um sicherzustellen, dass Daten aufbewahrt werden, ist die Verwendung einer Art kryptographischer Herausforderung (Challenge), die an die Knoten ausgegeben wird, um sicherzustellen, dass sie die Daten noch haben. Ein einfaches Beispiel ist der Proof-of-Access von Arweave. Sie stellen den Knoten eine Challenge, um zu sehen, ob sie die Daten sowohl im aktuellsten Block als auch in einem zufälligen Block in der Vergangenheit haben. Wenn der Knoten die Antwort nicht liefern kann, wird er bestraft.

Arten von dStorage mit einem Challenge-Mechanismus:

Züs
Skynet
Arweave
Filecoin
Crust Network
4EVERLAND

Dezentralität

Es gibt keine großartigen Werkzeuge, um den Grad der Dezentralisierung von Plattformen zu messen, aber im Allgemeinen sollten Sie Werkzeuge verwenden, die keine Form von KYC haben, um den Beweis zu erbringen, dass sie nicht zentralisiert sind.

Dezentrale Werkzeuge ohne KYC:

Skynet
Arweave
Filecoin
IPFS
Ethereum
Crust Network
4EVERLAND

Konsens

Die meisten dieser Werkzeuge haben ihre eigene Version eines Konsensmechanismus, aber im Allgemeinen basieren sie entweder auf Proof-of-Work (PoW) oder Proof-of-Stake (PoS).

Proof-of-Work-basiert:

Skynet
Arweave

Proof-of-Stake-basiert:

Ethereum
Filecoin
Züs
Crust Network

IPFS - Das InterPlanetary File System ist ein dezentrales Speicher- und Dateireferenzierungssystem für Ethereum.

Storj DCS - Sicherer, privater und S3-kompatibler dezentraler Cloud-Objektspeicher für Entwickler.

Sia - Nutzt Kryptographie, um einen vertrauenslosen Cloud-Speicher-Marktplatz zu schaffen, der es Käufern und Verkäufern ermöglicht, direkt miteinander zu handeln.

Filecoin - Filecoin wurde vom selben Team entwickelt, das auch hinter IPFS steht. Es ist eine Anreizschicht, die auf den Idealen von IPFS aufbaut.

Arweave - Arweave ist eine dStorage-Plattform zur Speicherung von Daten.

Züs - Züs ist eine Proof-of-Stake-dStorage-Plattform mit Sharding und Blobbern.

Crust Network - Crust ist eine dStorage-Plattform, die auf IPFS aufbaut.

Swarm - Eine verteilte Speicherplattform und ein Content-Distribution-Service für den Ethereum-Web3-Stack.

OrbitDB - Eine dezentrale Peer-to-Peer-Datenbank, die auf IPFS aufbaut.

Aleph.im - Dezentrales Cloud-Projekt (Datenbank, Dateispeicher, Computing und dezentrale Identität (DID)). Eine einzigartige Mischung aus offchain und Onchain-Peer-to-Peer-Technologie. IPFS- und Multi-Chain-Kompatibilität.

Ceramic - Benutzergesteuerter IPFS-Datenbankspeicher für datenreiche und ansprechende Anwendungen.

Filebase - S3-kompatibler dezentraler Speicher und georedundanter IPFS-Pinning-Dienst. Alle Dateien, die über Filebase auf IPFS hochgeladen werden, werden automatisch mit dreifacher weltweiter Replikation an die Filebase-Infrastruktur angepinnt.

4EVERLAND - Eine Web 3.0-Cloud-Computing-Plattform, die Kernfunktionen für Speicher, Computing und Netzwerke integriert, S3-kompatibel ist und synchrone Datenspeicherung in dezentralen Speichernetzwerken wie IPFS und Arweave bietet.

Kaleido - Eine Blockchain-as-a-Service-Plattform mit IPFS-Knoten auf Knopfdruck

Spheron Network - Spheron ist eine Platform-as-a-Service (PaaS), die für Dapps entwickelt wurde, die ihre Anwendungen auf dezentraler Infrastruktur mit bester Leistung starten möchten. Sie bietet standardmäßig Computing, dezentralen Speicher, CDN und Webhosting.