Introdução

No Web3, o armazenamento de dados lança as bases para criar uma economia digital descentralizada, eficiente, segura e centrada no usuário. A disponibilidade de dados (DA) e as plataformas de armazenamento são dois pilares interligados do ecossistema Web3, trabalhando juntos para alimentar soluções de armazenamento descentralizadas.

O que é DA?

Disponibilidade de dados (DA) refere-se à capacidade dos participantes em sistemas blockchain e distribuídos de acessar, recuperar e verificar dados que sejam completos, precisos e atualizados, garantindo a confiabilidade e a confiabilidade do sistema. No espaço Web3 e blockchain, DA desempenha um papel fundamental em garantir que as soluções de armazenamento de dados atendam aos seguintes requisitos essenciais:

• Acessibilidade: os dados devem estar prontamente disponíveis para usuários e aplicativos, exigindo interfaces de acesso robustas e mecanismos de recuperação em soluções de armazenamento.
• Integridade: Os dados armazenados devem permanecer inalterados e intactos, protegendo seu estado e precisão originais.
• Confiabilidade: Os sistemas de armazenamento precisam garantir acesso oportuno aos dados, evitando interrupções devido a falhas do sistema ou outros problemas.
• Durabilidade: A preservação de dados a longo prazo é um aspecto crucial da DA, garantindo que os dados permaneçam acessíveis e recuperáveis por períodos prolongados.
• Consistência: DA garante que os sistemas distribuídos mantenham a uniformidade entre nós ou réplicas, evitando divisões ou discrepâncias de dados.
• Desempenho: O acesso rápido e os tempos de resposta são vitais, especialmente em casos de uso que exigem manipulação rápida de dados.
• Interoperabilidade: Em cenários de várias cadeias ou intercadeias, a DA envolve o compartilhamento e integração contínuos de dados entre diferentes redes blockchain.

O que são plataformas de armazenamento de dados?

As plataformas de armazenamento de dados referem-se a serviços e tecnologias que fornecem soluções de armazenamento descentralizado. Essas plataformas utilizam blockchain e sistemas distribuídos para armazenar, gerenciar e proteger dados, garantindo segurança, acessibilidade e imutabilidade dos dados. As plataformas de armazenamento de dados podem ser classificadas em armazenamento a frio e armazenamento a quente com base na frequência de acesso e importância dos dados.

Armazenamento a frio

O armazenamento a frio armazena principalmente dados que raramente são acessados. Esse tipo de dados pode precisar de preservação a longo prazo, mas não é usado com frequência. As características do armazenamento a frio incluem:

• Baixo custo: O armazenamento a frio geralmente é de baixo custo porque a frequência de acesso aos dados é baixa e os requisitos de desempenho de armazenamento são mínimos.
• Alta Capacidade: Projetado para armazenar grandes quantidades de dados, é adequado para a preservação a longo prazo de conjuntos de dados extensos.
• Velocidade de Acesso Lenta: As velocidades de acesso são mais lentas, pois os meios de armazenamento e os mecanismos de recuperação priorizam o custo em relação à velocidade.
• Alta Confiabilidade: Mídias como bibliotecas de fitas ou sistemas de armazenamento de arquivamento oferecem alta confiabilidade, adequadas para a preservação de dados a longo prazo.

Exemplo: Protocolo Arweave

A Arweave é especializada em armazenamento de dados frios, como registros históricos, arquivos de backup e conjuntos de dados extensos que requerem preservação a longo prazo, mas acesso infrequente. As soluções de armazenamento a frio da Arweave são caracterizadas por alta confiabilidade e baixo custo. Seu mecanismo exclusivo de verificação de dados garante a integridade e segurança dos dados. Além disso, a natureza descentralizada da rede Arweave capacita os usuários com controle completo sobre seus dados, aumentando a resistência à censura e a privacidade. Assim, a Arweave oferece uma opção segura, econômica e eficiente de armazenamento para dados que requerem preservação a longo prazo com acesso mínimo.

Diagram of Arweave’s Mechanism (Source: arweave)

Armazenamento a Quente

O armazenamento a quente é usado para armazenar dados que são acessados com frequência. Esse tipo de dado exige alto desempenho em tempo real, necessitando de capacidades de leitura e gravação rápidas. As características do armazenamento a quente incluem:

• Alto Desempenho: Os sistemas de armazenamento a quente fornecem acesso a dados em alta velocidade para atender às necessidades de solicitações frequentes de dados.
• Baixa latência: a latência de acesso aos dados é mínima, adequada para aplicações que exigem respostas rápidas.
• Alto custo: devido às altas demandas de desempenho, o armazenamento a quente normalmente custa mais que o armazenamento a frio.
• Acesso rápido: Os dados podem ser rapidamente recuperados e modificados, tornando-os adequados para conjuntos de dados atualizados com frequência e acessados rapidamente.

Exemplo: Protocolo IPFS

O Sistema de Arquivos Interplanetários (IPFS) é um protocolo de sistema de arquivos distribuído projetado para criar uma rede de armazenamento de arquivos descentralizada e com endereço de conteúdo. Ao dividir arquivos em vários blocos armazenados em diversos nós, o IPFS aumenta a redundância de dados e a resistência à censura. Ele suporta características de armazenamento em cache, permitindo que dados frequentemente acessados sejam recuperados e transmitidos rapidamente. Isso torna o IPFS ideal para aplicativos que exigem alto rendimento e acesso rápido, como conteúdo dinâmico de sites, streaming de mídia e compartilhamento de dados em tempo real. Sua descentralização e eficiência tornam o IPFS uma solução de armazenamento de dados em cache ideal dentro do ecossistema Web3.

Diagrama do Fluxo de Trabalho do IPFS (Fonte: gate.io)

Distinção entre DA e plataformas de armazenamento de dados

As plataformas de armazenamento de dados e a Disponibilidade de Dados (DA) desempenham papéis distintos e servem funções diferentes no ecossistema Web3. Abaixo está uma comparação de suas principais diferenças:

Integração e Desenvolvimento de Plataformas de DA e Armazenamento de Dados

Uma Camada de Disponibilidade de Dados (DAL) é uma blockchain especializada que fornece funcionalidade DA. Através de métodos de verificação descentralizada, como Amostragem de Disponibilidade de Dados (DAS), o DAL garante que qualquer pessoa possa verificar dados de forma eficiente sem depender de terceiros confiáveis. A integração do DAL com plataformas de armazenamento de dados torna o armazenamento de dados mais eficiente e seguro. Por exemplo, a Celestia fornece uma camada de disponibilidade de dados eficiente por meio de seu design modular, enquanto o Filecoin se concentra no armazenamento de dados frios e incentiva os usuários a contribuir com recursos de armazenamento por meio de mecanismos de incentivo.

Impacto dos Blockchains Modulares nas Plataformas de Armazenamento de Dados

A tecnologia modular é um dos principais impulsionadores do desenvolvimento do DA, fornecendo infraestrutura para sua construção. No ecossistema Ethereum, a tecnologia modular é aplicada em dois níveis:

1. Modularização horizontal: alcançada por meio da tecnologia de fragmentação.
2. Vertical Modularização: Alcançada através de uma arquitetura em camadas, onde os rollups lidam com o processamento de transações, enquanto a mainnet se concentra em DA e mecanismos de consenso.

Vantagens do Design Modular:

• Separa as funções do sistema em camadas independentes.
• Permite a intercambiabilidade entre as camadas.
• Suporta desenvolvimento personalizado para aplicativos ou indústrias específicas.
• Aprimora a flexibilidade e escalabilidade para sistemas otimizados e expandidos.

Origem: celestia.org

Essas diversas opções de design oferecem soluções adaptáveis ​​sob medida para diferentes cenários e requisitos, criando novas oportunidades e impulsionando avanços adicionais no espaço DA.

O Papel do DA nas Decisões de Armazenamento de Dados

A DA oferece suporte crítico ao selecionar a solução de armazenamento mais adequada por:

• Análise de Demanda: Analisando características de dados como frequência de acesso, volume, sensibilidade e pontualidade para determinar as necessidades de armazenamento.
• Avaliação de custo-efetividade: Avaliando os custos de armazenamento, recuperação e manutenção para encontrar a opção mais econômica.
• Correspondência de desempenho: Garantindo que a solução de armazenamento atenda aos requisitos de desempenho, como velocidade, latência e taxa de transferência.
• Segurança e conformidade: Considerando segurança, proteção de privacidade e conformidade regulatória.
• Avaliação de Suporte Técnico e Comunidade: Avaliando a reputação dos provedores de serviços, apoio da comunidade e confiabilidade para soluções de longo prazo.

Ao ajudar os usuários a entender suas necessidades de armazenamento de dados e escolher as melhores soluções, DA melhora a eficiência de gerenciamento de dados, garante a segurança e conformidade dos dados e otimiza a relação custo-benefício.

Comparação de diferentes DALs

Celestia: Conhecida por custos baixos de DA e excelente throughput, ideal para blockchains de camada 2 (L2) pequenos a médios e appchains. Celestia reduz significativamente os custos de DA, permitindo que essas cadeias alocem mais recursos para compartilhamento de lucros, desenvolvimento de ecossistemas e aumento de liquidez.

EigenDA: Competitivo devido à sua forte conexão com a segurança e legitimidade do Ethereum, tornando-o uma escolha razoável para L2s grandes que precisam de custo-benefício.

NEAR DA: Recursos de simplicidade, facilidade de implementação e melhorias de eficiência. Com as taxas de transação mais baixas na Web3, é uma opção rápida e econômica, 85.000 vezes mais barata do que as submissões de bloco do Ethereum e 30 vezes mais barata do que a Celestia.

Avail: Aumenta a usabilidade ao permitir que clientes leves verifiquem a integridade dos dados sem baixar todo o blockchain. Desde que se tornou independente da Polygon, Avail tem explorado diversas parcerias, mostrando potencial em múltiplos cenários de aplicação.

A imagem abaixo mostra uma comparação dos principais componentes dos principais DALs, conforme analisado pela Avail:

Origem: blog.availproject.org

Exemplo Prático: NEAR DA

NEAR DA alavanca uma parte fundamental do mecanismo de consenso NEAR chamado 'Nightshade'. Este sistema divide a rede em vários shards paralelos, funcionando como blockchains independentes. Cada shard produz uma pequena parte de um bloco, conhecida como chunk ou segmento de shard.

Origem: near.org

Esses chunks são combinados em blocos completos, e todo o processo acontece no nível do protocolo. Usuários e desenvolvedores não percebem esse processo diretamente. Esse design garante que o NEAR mantenha sua velocidade de consenso, mesmo com grandes quantidades de dados, ao mesmo tempo em que dá aos usuários do NEAR DA tempo suficiente para acessar os dados de transação. Essa configuração oferece uma solução de disponibilidade de dados com custo efetivo para rollups, especialmente para cadeias de alto volume de transações, como cadeias de jogos.

À medida que a NEAR expande o número de shards, os dados que cada shard precisa armazenar diminuem. Cada conta na NEAR eventualmente poderia ter seu próprio shard. Isso permitiria nós RPC leves que seguem apenas os shards que os usuários se importam. Para L2s que usam o NEAR DA, clientes RPC leves poderiam rastrear apenas o shard que mantém o contrato de blob de dados durante o período de retenção (por exemplo, para provas de fraude) ou uma janela de tempo especificada (ajustável no nó RPC). Rollups não precisaria contar com a amostragem de disponibilidade de dados (DAS) e poderia, em vez disso, usar a disponibilidade de dados específicos do shard com RPCs leves.

Em resumo, NEAR oferece uma solução DA poderosa com benefícios claros: custo-efetivo, escalável, seguro e construído com tecnologia pronta para o futuro.

Conclusão

No ecossistema Web3, as plataformas de DA e armazenamento de dados trabalham juntas para fornecer soluções robustas de armazenamento descentralizado. DA é dedicado a garantir a acessibilidade e integridade dos dados, aproveitando a tecnologia blockchain para acesso seguro aos dados e interações de contrato inteligente sem problemas. Por outro lado, as plataformas de armazenamento de dados fornecem serviços de armazenamento descentralizados, garantindo a persistência e backup dos dados. Juntos, eles melhoram a eficiência na gestão de dados, fortalecem a segurança e a conformidade e otimizam os custos. À medida que a tecnologia blockchain evolui, a colaboração entre DA e plataformas de armazenamento de dados desempenhará um papel ainda mais crucial, promovendo a inovação e impulsionando novas oportunidades em armazenamento descentralizado.

Origem

1. Ethereum, https://ethereum.org/en/developers/docs/data-availability/
2. X, https://x.com/AvailProject/status/1826060156427448452
3. Perto,https://docs.near.org/build/chain-abstraction/data-availability
4. Perto, https://pages.near.org/blog/why-near-data-availability/

Verificado como preciso. O artigo é original. Após a aceitação, os direitos autorais pertencerão a Gate.io.

Alawn Liu

2025.01.13