ذخیره سازی فایل ها در بلاکچین موضوع مهمی برای بحث در بین علاقه مندان و توسعه دهندگان بلاکچین است. در حالی که از نظر فنی امکان ذخیره فایل ها به طور مستقیم بر روی بلاکچین وجود دارد، به دلیل هزینه های بالا و محدودیت در ظرفیت ذخیره سازی، این یک رویکرد عملی نیست. بیایید راه حل های جایگزین برای ذخیره سازی فایلها را به روشی غیرمتمرکز و مقرون به صرفه با استفاده از فناوری بلاکچین بررسی کنیم.
چرا ذخیره فایل ها به طور مستقیم در بلاکچین امکان پذیر نیست
ذخیره سازی فایل ها به طور مستقیم بر روی بلاکچین ممکن است راه حلی منطقی برای ذخیره سازی غیرمتمرکز فایل به نظر برسد. اما این یک راه حل عملی نیست. دلایل متعددی وجود دارد که چرا ذخیره فایل ها به طور مستقیم در بلاکچین امکان پذیر نیست.
اول اینکه، ذخیره فایل ها در بلاکچین میتواند بسیار گران باشد. تراکنش های بلاکچین با استفاده از «GAS» پردازش میشوند. که این هزینه ای است که برای اجرای تراکنش به شبکه پرداخت میشود. هزینه ذخیره یک فایل در بلاکچین متناسب با حجم فایل خواهد بود. به عنوان مثال، ذخیره یک فایل 1 مگابایتی در بلاکچین اتریوم حدود 57332.91 دلار به تنهایی هزینه کارمزد در زمان نگارش این مقاله دارد که برای اکثر کاربران گزینه مناسبی نیست.
در اتریوم، اندازه بلوک با حداکثر اندازه تعیین نمیشود، بلکه با محدودیت کارمزد تعیین میشود. حد کارمزد (GAS) حداکثر مقدار کارمزد(یا واحدهای انرژی) است که یک کاربر برای تکمیل تراکنش نیاز دارد. محدودیت GAS بیشتر به این معنی است که برای تکمیل تراکنش به کار بیشتری نیاز است. این هزینه با حجم کاری تراکنش در شبکه اتریوم متفاوت است.
به عنوان مثال،
برای ذخیره 1 کیلوبایت داده در یک بلوک (با قیمت استاندارد گاز 20000) حدود 640000 GAS لازم است. اتریوم دارای محدودیت فعلی 15 میلیون GAS است که میتواند بر اساس تقاضا تا 30 میلیون افزایش یابد. بنابراین، اندازه بلوک در اتریوم بسته به محدودیت GAS میتواند تا 46 کیلوبایت باشد.
برای ارائه مثالی از هزینه بالای ذخیره سازی فایل ها در بلاکچین، اجازه دهید بلاکچین اتریوم را به عنوان مثال در نظر بگیریم.
هزینه ذخیره 1 کیلوبایت در اتریوم
اتریوم داده ها را در اسلات ذخیره میکند. اندازه هر شکاف 256 بیت است. طبق مقاله اتریوم، برای ذخیره یک اسلات 256 بیتی به 20000 GAS نیاز است.
8 بیت یک بایت میسازد، بنابراین یک اسلات 32 بایت است (256/8 = 32 بایت).
1 کیلوبایت برابر با 1024 بایت است، بنابراین دارای 32 اسلات است (1024 بایت/32 بایت = 32 اسلات).
مقدار GAS مورد نیاز برای ذخیره 1 کیلوبایت 32 اسلات * 20000 = 640000 است.
برای گنجاندن فایل در فیلد تراکنش داده تماس، هزینه GAS اضافی خواهد داشت.
هر بایت 16 کارمزد (GAS) دارد بنابراین مجموعا 32 اسلات * 32 بایت * 16 = 16384 خواهد بود.
کارمزد پایه GAS برای هر معامله 21000 است.
بنابراین کل GAS مورد نیاز برای ذخیره 1 کیلوبایت = 640,000 + 16,384 + 21,000 = 677,384 .
1 GAS برابر با 0.00000005 اتریوم است.
بنابراین برای ذخیره 1 کیلوبایت 677384 هزینه دارد* 0.00000005 = 0.0338692 اتریوم .
قیمت فعلی اتریوم 1787.57 دلار است، بنابراین هزینه ذخیره سازی 1 کیلوبایت 60.66 دلار خواهد بود.
هزینه ذخیره 1 مگابایت در اتریوم
1 مگابایت = 1000000 بایت.
1,000,000 بایت / 32 بایت = 31,250 اسلات.
31,250 اسلات * 20,000 = 625,000,000 GAS.
31,250 اسلات * 32 بایت * 16 = 16,000,000 GAS برای داده تماس.
قیمت پایه کارمزد 21000 GAS است.
GAS کل = 625,000,000 + 16,000,000 + 21,000 = 641,021,000.
1 GAS برابر با 0.00000005 اتریوم است.
بنابراین 1 مگابایت ذخیره کنید 641,021,000 * 0.00000005 ETH = 32.05105 ETH = 57،332.91 دلار
واضح است که این هزینه برای اکثر کاربران و کسب و کارها گران است. و ذخیره فایلها را مستقیماً روی بلاکچین به گزینهای غیر واقعی تبدیل میکند. با این حال، روشهای جایگزینی برای ذخیره سازی غیرمتمرکز فایل وجود دارد که کاربردی تر و مقرون به صرفه تر هستند.که در بخش بعدی به بررسی آنها خواهیم پرداخت.
ذخیره سازی فایل ها به صورت غیرمتمرکز
تمرکز زدایی یک مفهوم اساسی در دنیای بلاکچین است و همین امر در مورد ذخیره سازی فایل نیز صدق میکند. ذخیره سازی غیرمتمرکز فایل تضمین میکند که دادهها در یک مکان مرکزی ذخیره نمیشوند، که میتواند یک نقطه شکست باشد. در یک سیستم ذخیرهسازی غیرمتمرکز، دادهها در چندین گره یا رایانه توزیع میشوند و آن را ایمنتر میکنند و در برابر حمله یا دستکاری آسیب پذیرتر میشوند. این معماری توزیع شده همچنین تضمین میکند که هیچ نهاد واحدی کنترل کاملی بر داده ها ندارد. و شفافیت و مسئولیت پذیری بیشتر را تضمین میکند.
در یک سیستم ذخیره سازی فایل غیرمتمرکز، ابرداده نقش مهمی ایفا میکند.
فراداده دادهای است که داده های دیگر را توصیف میکند. و زمینه را فراهم میکند و مدیریت و مکانیابی فایل های خاص را آسان تر میکند. در زمینه ذخیره سازی غیرمتمرکز فایل، ابر داده معمولاً شامل اطلاعاتی درباره مکان فایل، حقوق دسترسی و سایر ویژگیها میشود. ابرداده بر روی بلاکچین ذخیره میشود. و آن را غیرقابل تغییر و شفاف میسازد، که تضمین میکند دادهها نمیتوانند دستکاری شوند.
در حالی که به دلیل هزینه های بالا و محدودیتهای فنی، ذخیره فایلها بهطور مستقیم در بلاکچین امکانپذیر نیست، ذخیره هش سند در زنجیرهای در حالی که کل سند را در جای دیگری نگه میدارید یک راهحل عملی است. سند میتواند در یک پایگاه داده متمرکز یا در یک سیستم ذخیره سازی فایل توزیع شده ذخیره شود، در حالی که هش در زنجیره بلوکی ذخیره میشود. با قرار دادن سند از طریق یک الگوریتم هش ایمن مانند SHA-256 و ذخیره هش در یک بلوک، مقدار هش به یک اثر انگشت دیجیتال منحصر به فرد سند تبدیل میشود.
این رویکرد مقدار زیادی از فضا و هزینه را ذخیره میکند، زیرا مقادیر هش بسیار کوچکتر از کل اسناد است. علاوه بر این، یکپارچگی و اصالت سند اصلی را تضمین میکند. زیرا هر تغییری در ورودی منجر به یک مقدار هش کاملاً جدید، متفاوت از سند اصلی می شود.
شبکه های ذخیره سازی غیر متمرکز
شبکه های ذخیره سازی غیرمتمرکز راهی برای ذخیره داده ها به شیوه ای توزیع شده و ایمن ارائه میدهند. برخلاف سرویس های ذخیره سازی متمرکز سنتی، که دادهها را روی یک سرور یا مرکز داده ذخیره میکنند، شبکههای ذخیرهسازی غیرمتمرکز دادهها را در یک شبکه جهانی از گرهها ذخیره میکنند. این باعث میشود آنها کمتر در معرض نقض داده ها و از دست دادن داده ها باشند. زیرا داده ها به طور اضافی در چندین مکان ذخیره میشوند.
نمونه هایی از شبکه های ذخیره سازی غیرمتمرکز شامل Arweave، Filecoin و Storj هستند. این شبکهها به این ترتیب کار میکنند که به کاربران اجازه میدهند فضای ذخیره سازی بلااستفاده خود را در ازای توکنها یا پاداش های دیگر اجاره کنند. هنگامی که کاربر میخواهد یک فایل را ذخیره کند، آن را به چند قطعه تقسیم میکند و در سراسر شبکه گره ها توزیع میشود. داده ها رمزگذاری شده و در چندین گره تکثیر میشوند، تا اطمینان حاصل شود که حتی اگر یک گره از کار بیفتد، داده ها همچنان در دسترس هستند. بیایید Arweave و Filecoin را در بخشهای بعدی بیشتر بررسی کنیم.
Arweave
رویکرد نوآورانه Arweave برای ذخیره سازی غیرمتمرکز، permaweb نامیده میشود. یک وب دائمی و غیرمتمرکز که بر روی Arweave ساخته شده است. Permaweb از مجموعه ای از پروتکل های ماژولار و قابل تعویض تشکیل شده است. این نقص حیاتی وب سنتی، که کمبود حافظه است را برطرف میکند. هنگامی که اسناد از یک سرور در شبکه حذف میشوند، از پایگاه دانش گم میشوند. permaweb در Arweave به توسعه دهندگان و کاربران اجازه میدهد تا یک پایگاه دانش انعطاف پذیر را به اشتراک بگذارند. که در تعداد زیادی در سراسر جهان تکرار می شود.
پروتکل پایه permaweb ،Arweave است که از دو جزء اساسی پشتیبانی میکند:
یک ساختار بلاکچین مقیاس پذیر که از یک سیستم استخراج جدید استفاده میکند. و یک وقف پایدار برای اطمینان از در دسترس بودن و ماندگاری دادههای برچسبگذاری شده دلخواه. این رویکرد امکان ذخیره مقادیر زیادی از داده ها را به صورت غیرمتمرکز بدون هزینه های بالای ذخیره سازی بلاکچین فراهم میکند. در بالای پروتکل Arweave یک شبکه غیرمتمرکز از سرورهای دروازه وجود دارد که بدون نیاز به اصلاح یا نرم افزار تخصصی، داده ها را به راحتی در دسترس مرورگرهای وب قرار می دهد.
با ترکیب این عناصر، permaweb در Arweave یک راه حل ذخیره سازی امن و غیرمتمرکز ارائه می دهد که برای قرن ها دوام طراحی شده است. برخلاف راهحلهای ذخیرهسازی متمرکز، که میتوانند در برابر هک و نقض دادهها آسیبپذیر باشند، permaweb یک سیستم ذخیرهسازی انعطافپذیر و تغییرناپذیر ارائه میکند که در برابر دستکاری و سانسور مقاوم است. جای تعجب نیست که Arweave به سرعت به عنوان یکی از امیدوارکننده ترین شبکه های ذخیره سازی غیرمتمرکز در بازار امروز به رسمیت شناخته میشود.
Filecoin
Filecoin یک شبکه ذخیره سازی غیرمتمرکز منحصر به فرد است که انگیزه های اقتصادی داخلی و رمزنگاری را برای اطمینان از ذخیره مطمئن فایل ها در طول زمان ارائه میدهد. این سیستم بر روی پروتکل سیستم فایل بین سیارهای (IPFS) ساخته شده است که از آدرس دهی محتوا برای ارجاع دائمی به دادهها استفاده میکند. و از تکیه بر دستگاه های خاص یا سرورهای ابری برای آدرسدهی محتوا اجتناب میکند. Filecoin قابلیتهای IPFS را با افزودن یک لایه انگیزشی در بالا گسترش میدهد. و محتویات را برای ذخیره و دسترسی قابل اعتماد به محتوا تشویق میکند.
Filecoin از طریق یک شبکه همتا به همتا عمل میکند. که در آن کاربران برای ذخیره فایل های خود در ارائه دهندگان ذخیره سازی، که رایانه هایی مسئول ذخیره فایل ها و اثبات درست ذخیره آنها در طول زمان هستند، پول میپردازند. فضای ذخیره سازی موجود و قیمت آن ذخیره سازی توسط هیچ شرکتی کنترل نمیشود. در عوض، Filecoin بازارهای باز را برای ذخیره و بازیابی فایلها تسهیل میکند که هر کسی میتواند در آن شرکت کند. این تضمین میکند که هزینه های ذخیره سازی به طور مساوی در سراسر شبکه توزیع میشود، بدون اینکه هیچ مقام مرکزی قیمتها را کنترل کند.
Filecoin موارد استفاده متعددی دارد
از جمله ذخیره سازی NFT بومی وب۳ و دارایی های متاورس/بازی، ذخیره سازی دائمی انگیزشی، و بایگانی مجموعه داده های وب۲ به عنوان جایگزینی ارزان تر برای ذخیره سازی ابری. به عنوان مثال، ان اف تی از Filecoin برای ارائه یک راه حل ذخیره سازی غیرمتمرکز ساده برای محتویات و ابرداده های NFT استفاده میکند، در حالی که Shoah Foundation و Internet Archive از Filecoin برای پشتیبان گیری از محتوای خود استفاده میکنند. علاوه بر این، Filecoin از طیف گستردهای از فرمتهای داده، از جمله فایلهای صوتی و تصویری پشتیبانی میکند. و به پلتفرمهای وب۳ مانند Audius و Huddle01 اجازه میدهد تا از Filecoin به عنوان ذخیرهسازی غیرمتمرکز برای پخش موسیقی و کنفرانس ویدیویی استفاده کنند.
بهترین روش ها برای ذخیره سازی غیرمتمرکز فایل
وقتی صحبت از ذخیره سازی غیرمتمرکز فایل به میان می آید، چندین روش برتر وجود دارد که باید برای اطمینان از قابلیت اطمینان، حریم خصوصی و امنیت داده ها رعایت شود.
در مرحله اول،
توصیه میشود که ابرداده ها را در بلاکچین ذخیره کنید، در حالی که فایل واقعی را در یک شبکه ذخیره سازی غیرمتمرکز مانند Arweave یا Filecoin ذخیره کنید. به این ترتیب، ابرداده ها میتوانند به صورت عمومی در دسترس و قابل تأیید در بلاکچین باشند. در حالی که فایل واقعی به صورت ایمن و غیرمتمرکز ذخیره میشود.
ثانیا،
افزونگی داده ها برای اطمینان از اینکه داده ها همیشه در دسترس و قابل اعتماد هستند، بسیار مهم است. با ذخیره چندین نسخه از فایل در مکان های مختلف، خطر از دست رفتن داده ها به دلیل یک نقطه خرابی به میزان زیادی کاهش مییابد. شبکههای ذخیره سازی غیرمتمرکز اغلب مکانیزم های افزونگی داخلی دارند تا اطمینان حاصل شود که داده ها همیشه در دسترس هستند.
سوم،
حفاظت از حریم خصوصی و امنیت داده ها از اهمیت بالایی برخوردار است. رمزگذاری باید برای محافظت از داده ها در حین انتقال و در حالت استراحت استفاده شود. دسترسی به داده ها نیز باید کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که تنها اشخاص مجاز میتوانند به آن دسترسی داشته باشند. شبکه های ذخیره سازی غیرمتمرکز اغلب مکانیزم های رمزگذاری داخلی و کنترل دسترسی را ارائه میدهند.
بهترین روشها برای ذخیره سازی غیرمتمرکز فایل شامل ذخیره ابرداده در بلاکچین، استفاده از شبکه ذخیره سازی غیرمتمرکز برای فایل واقعی، اطمینان از افزونگی دادهها برای افزایش قابلیت اطمینان، و محافظت از حریم خصوصی و امنیت دادهها است. با پیروی از این بهترین شیوه ها، کاربران میتوانند اطمینان حاصل کنند که داده های آنها به شیوه ای امن و قابل اعتماد ذخیره میشود.
نتیجه
در حالی که امکان ذخیره فایلها به طور مستقیم بر روی بلاکچین وجود دارد، هزینه بالا و محدودیت های موجود در مقدار داده ای که میتوان ذخیره کرد، آن را به یک رویکرد غیرعملی تبدیل میکند. شبکههای ذخیرهسازی فایل غیرمتمرکز مانند Arweave و Filecoin روشی بسیار مطمئن تر و مقرون به صرفه تر برای ذخیره سازی فایلها به روش غیرمتمرکز ارائه میدهند. با استفاده از ترکیبی از ذخیره ابرداده در بلاکچین و فایل واقعی در یک شبکه ذخیره سازی غیرمتمرکز، میتوان از افزونگی داده ها برای افزایش قابلیت اطمینان حاصل کرد. همچنین اولویت دادن به حریم خصوصی و امنیت داده ها در فرآیند ذخیره سازی مهم است.
همانطور که صنعت بلاکچین به رشد خود ادامه میدهد، ذخیره سازی فایل های غیرمتمرکز بیشتر و بیشتر رایج میشود. درک محدودیت های روش های سنتی ذخیرهسازی فایل و کشف و استفاده از شبکههای ذخیرهسازی غیرمتمرکز مختلف موجود برای ذخیرهسازی امن و قابل اعتماد فایل، مهم است. با رویکرد و ابزار مناسب، ذخیرهسازی غیرمتمرکز فایل میتواند راهحل ذخیرهسازی قویتر و ایمنتری را برای افراد و کسبوکارها فراهم کند.
منبع: cryptopolitan