Короткий опис

Децентралізовані хмарні сервіси вже давно вважаються одним із найважливіших застосувань технології блокчейн у реальному світі. Інтеграція Web3 та хмарних сервісів представляє захоплюючу розповідь, яка ще більше посилюється завдяки впровадженню штучного інтелекту. Однак досягнення миттєвого консенсусу для обчислень у суто асинхронному середовищі, такому як хмарні сервіси, створює значні технічні проблеми для DFINITY IC. Arweave AO звільняється від обмежень традиційних блокчейнів, не обробляючи безпосередньо обчислення або консенсус. Замість цього він використовує економічну модель і ліниву верифікацію, щоб гарантувати точність результатів обчислень, пропонуючи новий підхід до децентралізованих обчислень.

Основне введення

Хмара - це ІТ-середовище, яке абстрагує, агрегує та ділиться масштабованими ресурсами по всій мережі. До цих ресурсів входить обчислювальна потужність, зберігання та мережева пропускна здатність. Основні технічні характеристики включають технологію віртуалізації, розподілене управління ресурсами та технологію паралельного виконання. Порівняно з традиційними ІТ-середовищами на основі фізичних машин, хмара є більш ефективною з точки зору вартості, масштабованою та легше керованою.

Хмарні служби, хмарне обчислення та хмарне сховище є підконцепціями, походящими від ширшого поняття хмари. Хмарне обчислення відноситься до надання обчислювальних послуг через хмару, хмарне сховище відноситься до надання послуг сховища через хмару, а хмарні служби охоплюють різноманітні ІТ-послуги, що надаються через хмару, включаючи як обчислювальні, так і сховища. Варто зазначити, що хмарне обчислення та хмарні служби часто вважаються синонімами в багатьох контекстах, але ця стаття робить різницю між ними.

Наразі ринок хмарних послуг контролюється кількома основними гравцями. На глобальному рівні Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform (GCP) та Microsoft Azure складають понад 60% ринку. У внутрішньому плані Alibaba Cloud, Tencent Cloud та Huawei Cloud утримують близько 60% ринку в Китаї, демонструючи значний Метью ефект.

Децентралізовані хмарні служби, з іншого боку, руйнують поточну модель хмарних служб за допомогою технології блокчейн. Вони покладаються на ринкові сили для визначення вартості та розподілу обчислювальної потужності, простору для зберігання та пропускної здатності.Це не тільки досягає більш ефективного та прямого розподілу ресурсів, але й руйнує монополію гігантів хмарних сервісів. Оскільки всі підґрунтяні ресурси надаються користувачами, якщо економічна структура децентралізованої мережі хмарних сервісів стає непридатною, користувачі можуть вибрати покинути мережу або приєднатися до інших децентралізованих мереж хмарних сервісів. Це обмежує здатність постачальників децентралізованих хмарних сервісів займатися шкідливою діяльністю.

Шлях розвитку децентралізованої хмарної служби

Децентралізоване обчислення тут не згадується, оскільки автор вважає його хибною пропозицією. По-перше, розумні контракти в блокчейні несуть в собі вбудовану відповідальність за децентралізоване обчислення. По-друге, для складних обчислювальних завдань децентралізація означає втрату обчислювальної потужності. Не слід прагнути до децентралізації лише ради неї самої; перевірне розподілене обчислення може бути кращим вибором, про що автор пояснить пізніше.

Порівняно з миттєвим обчисленням, постійне зберігання є чудовим сценарієм для децентралізації. Це дозволяє зберігати та розподіляти дані в децентралізованій мережі, роблячи їх незмінними та стійкими до цензури. Фактично, децентралізоване зберігання вже стало однією з найуспішніших застосувань блокчейну в нефінансових сценаріях.

У 2014 році Protocol Labs запропонував IPFS, міжпланетна файлова система, відчиняючи двері передецентралізоване сховище на космічному масштабі. IPFS реалізував адресацію файлів на основі вмісту, що запобігає збереженню одного й того ж файлу кілька разів і значно заощаджує місце для зберігання. Він також використовує мережу P2P, що дозволяє одночасно завантажувати дані з кількох вузлів, що значно зменшує витрати на пропускну здатність. Це зробило IPFS основним протоколом для багатьох проектів децентралізованого зберігання, де Filecoin є найбільш репрезентативним.

У липні 2017 року Protocol Labs, розробник IPFS, оголосив про створення проекту Filecoin. Filecoin - це інцентивний рівень застосування та блокчейн-система громадського ланцюжка на верхньому рівні мережі IPFS. Вона використовує гібридний механізм консенсусу, в основному на основі очікуваного консенсусу (EC), і доповнений Proof of Spacetime (PoSt) та Proof of Replication (PoRep). Візія Filecoin полягає в стимулюванні великої кількості вузлів по всьому світу для надання послуг зберігання та відновлення, сприяючи широкому використанню протоколу зберігання та передачі файлів IPFS.

Також у липні 2017 року Stroj Labs заснував Storj, майже одночасно з Filecoin. Storj позиціонує себе як сервіс зберігання на рівні підприємства, нахиляючись більше до комерціалізації, прямо конкуруючи з AWS’s S3 сервісом. Однак його архітектура є псевдо-децентралізованою. Хоча він почав випускати токени в 2018 році, управління його метаданими, вироблення блоків, винагороди та штрафи здійснюються за допомогою супутникових вузлів, які наразі обслуговуються лише командою проекту. Хоча майбутній план включає децентралізацію супутникових вузлів, проблема здається важкою для вирішення на даний момент. У результаті, його поточний стан все ще нагадує традиційне зберігання, замасковане під видом блокчейну.

У червні 2018 року було запущено основну мережу Arweave.Arweave - це не стимулюючий шар, заснований на IPFS, а замість цього інтегрує зберігання даних та стимули, з фокусом на забезпеченні постійного зберігання даних та доступу. Arweave не вимагає від шахтарів зберігання всіх блочних записів, але заохочує шахтарів зберігати якомога більше блоків, особливо ті, що мають менше зайвості, за допомогою спрощених доказів випадкового доступу (SPoRA). Шахтарі, які це роблять, мають більшу ймовірність отримання винагороди за видобуток. Фактично, Arweave забезпечує копіювання даних якомога більше для підвищення надійності зберігання даних за допомогою підходу гри в теорії.

У травні 2021 року Інтернет-комп'ютер (IC), розроблений Фондом DFINITY, вийшов у мережу. IC є першим повністю децентралізованим хмарним сервісом, визнаним як блокчейн архітектури третього покоління. Через інноваційну технологію блокчейну IC може забезпечити необмежену масштабованість та швидку обробку транзакцій, і він може обробляти HTTP-запити для підтримки масштабних децентралізованих додатків, від платформ соціальних мереж, хостинг-сервісів проектів з відкритим кодом до різноманітних корпоративних додатків, а навіть великих моделей штучного інтелекту. Теоретично будь-який існуючий інтернет-сервіс може бути перебудований на IC як децентралізована версія.

У листопаді 2022 року поява ChatGPT відзначила важливий етап у сильному штучному інтелекті та спровокувала нову хвилю хиблення штучного інтелекту. Компанії, які випускають штучний інтелект, з'явилися як гриби після дощу. З ітеративним оновленням генеративних великих моделей, попит та витрати обчислювальної потужності зросли експоненційно. В результаті з'явився шлях децентралізованої обчислювальної потужності, яка прагне використовувати спільну обчислювальну потужність для зменшення витрат на навчання великих моделей для компаній, які випускають штучний інтелект, що послаблює недобру конкуренцію, спричинену гігантами хмарних сервісів, що використовують своє домінуюче положення.

Відомі проекти в гонці за децентралізованою обчислювальною потужністю включаютьio.net, Render, Akash, Gensyn, тощо. Хоча їх також можна категоризувати як децентралізовані хмарні сервіси, їхня основна протокольна робота полягає в створенні ринку обчислювальної потужності та стимулюванні постачальників обчислювальної потужності. Це більш відповідає визначенню DePIN (Децентралізованих Фізичних Інфраструктурних Мереж).

У лютому 2024 року Arweave офіційно запустив суперпаралельний комп'ютер AO*,стає другим повноцінним децентралізованим хмарним сервісом після IC від DFINITY. Шлях розвитку децентралізованої хмарної служби триває.

Arweave AO: Розділення обчислення та узгодження

Як DFINITY IC, так і Arweave AO - цілком децентралізовані хмарні сервіси, які мають значні схожості. По-перше, функціонально вони обидва підтримують децентралізацію великої кількості інтернет-сервісів та впровадження великих моделей штучного інтелекту для запуску в смарт-контрактах блокчейну. По-друге, їхні архітектури обидві розроблені на основі моделі Актора. Актор - це базова одиниця моделі конкурентного обчислення в інформатиці. Використання моделі Актора підходить для побудови висококонкурентних, розподілених, відмовостійких систем, що також є походженням назви Arweave AO.

Основна різниця між ними полягає в шарі зберігання даних, шарі виконання та шарі консенсусу.

• Шар зберігання даних: Розумний контракт на DFINITY IC називається Canister. Canister має власний відведений контейнер (аналогічно Docker). Дані кожного Canister укладені в його власний незалежний контейнер, і ці дані не можуть бути бачені зовнішнім світом. Деталі: Внутрішні дані можна отримати лише через інтерфейс, наданий Canister; Arweave AO базується на Arweave, і дані зберігаються в Arweave і є відкритими для зовнішнього світу;
• Шар виконання: Віртуальна машина DFINITY IC це WASM. Код Canister буде скомпільовано в модуль WASM для розгортання та запуску на IC. Вона підтримує лише стандарти, такі як інтерфейс системи WebAssembly; Arweave AO є більш гнучким, якщо він відповідає стандарту протоколу AO, можна використовувати будь-яку віртуальну машину, включаючи EVM, WASM, Move VM тощо. Поточна мова розробки контрактів AOS, офіційно побудована Arweave, - це Lua;
• Шар згоди:Підмережа DFINITY IC використовує варіант BFT (витривалість від візантійської помилки, витривалість від візантійської помилки) консенсусу, і підмережі перевіряються за допомогою технології Chain-Key; Arweave AO базується на SCP (парадигма консенсусу, заснована на зберіганні), яка акцентує увагу на тому, що консенсус відбувається на рівні зберігання та використовує Arweave для незмінного зберігання з метою забезпечення безпеки та перевірки.

З вищевказаного порівняння очевидно, що DFINITY IC все ще дотримується стандартної парадигми блокчейну, тоді як Arweave AO здається менш типовим блокчейном, оскільки навіть не має механізму консенсусу. Таким чином, як він забезпечує те, щоб різні вузли погоджувалися з результатами обчислень?

Відповідь полягає в тому, що Arweave AO не може гарантувати постійні результати обчислень, його результати обчислень не генерують жодних доказів (таких як дерево Меркля), але незмінне сховище Arweave можна перевірити.Розділення обчислень і узгодження є найбільш винахідливою частиною дизайну Arweave AO.

Arweave зберігає голографічні дані AO та кожного потоку на AO. Через ці голографічні дані кожен може відновити AO та будь-який потік на AO. Це фактично основна ідея SCP, а саме, якщо сховище є незмінним, всі транзакції на ньому можна відслідкувати, тому не важливо, де обчислюється програма, результат буде однаковий.

Якщо питання перевірки вирішено, економічна модель AO може бути використана для стимулювання всіх надавати правильні обчислювальні результати. Це схоже на механізм маржі вузлів Chainlink у DON. Вузли повинні спочатку заставити токени при вступі в мережу AO. Коли вузли надають правильні обчислювальні результати, їх стимулюють, а коли вони надають неправильні результати, їх покарають.

Висновок

Децентралізовані хмарні сервіси давно вважаються одними з найважливіших реальних застосувань технології блокчейн.Поєднання Web3 та хмарових послуг не лише презентує захопливий наративний напрямок, але й безшовно інтегрується з штучним інтелектом, ще більше підвищуючи його потенціал.

Децентралізовані хмарні сервіси розвивалися протягом десятиліть, починаючи з IPFS. Технічно кажучи, базові протоколи зберігання та обчислення були удосконалені. З ринкової точки зору, існує великий попит на мережі ресурсообміну, в основному обумовлений обчислювальною потужністю. Однак, незважаючи на ці досягнення, спостерігається помітний відсутність комплексних рішень, а ті, що існують, далекі від ідеалу.

Перед своїм запуском IC DFINITY вважався AWS для Web3, коронований як блокчейн архітектури третього покоління. Нажаль, він зіткнувся з труднощами під час запуску і тільки недавно почав відновлюватися. Окрім ринкових факторів, досягнення миттєвої згоди для обчислень в чисто асинхронному середовищі, такому як хмарні послуги, потребує великих апаратних ресурсів. Ці вимоги впливають на ступінь децентралізації, підриваючи значимість механізму консенсусу блокчейну.

Arweave AO виходить за межі обмежень традиційних блокчейнів, не прямо обробляючи обчислення або консенсус. Натомість він використовує економічну модель та ліниву верифікацію, щоб гарантувати точність результатів обчислень, пропонуючи новий підхід до децентралізованого обчислювання. Однак перевірка обчислень, реалізована на основі SCP, контролюється та верифікується поза ланцюжком, теоретично створюючи ризик недостатнього позаланцюжкового нагляду. Хоча його застосовність в сценаріях обчислень великого масштабу все ще потребує ринкової валідації, перспективи на майбутнє обіцяючі.

заява:

1. Ця стаття є перепублікована з [ permadao], оригінальний заголовок - «Еволюційна історія децентралізованих хмарних служб: від DFINITY IC до Arweave AO», авторське право належить оригінальному автору[Pignard ], якщо у вас є які-небудь зауваження щодо репринту, будь ласка, зв'яжіться з Gate Learn Team, команда вирішить це якнайшвидше згідно з відповідними процедурами.

2. Відмова від відповідальності: Погляди та думки, висловлені в цій статті, представляють лише особисті погляди автора і не становлять жодної інвестиційної поради.

3. Інші мовні версії статті перекладаються командою Gate Learn, не згадано вGate.io, перекладений матеріал не може бути відтворений, поширений або плагіатований.