Filecoin для облачного хранилища — это ответ на риски, присущие централизованному хранению данных и облачным гигантам.
Ответ на проблемы с централизованным хранилищем
Filecoin — это уровень экономического стимулирования одноранговой децентрализованной сети для обмена и хранения данных, межпланетная файловая система (IPFS).
IPFS и Filecoin созданы Protocol Labs, и подпитываются видением генерального директора Хуана Бенета о создании децентрализованной и надежной основы для хранения данных. Блокчейн Filecoin построенный на основе IPFS, и имеет собственную криптовалюту FIL, которая действует как платежный протокол, который связывает покупателей и продавцов хранилища в экосистеме IPFS. Со ссылкой на выпускника Y Combinator, сотрудника Protocol Labs, его часто называют «Airbnb для облачного хранилища».
Filecoin привлек большое внимание средств массовой информации в 2017 году после привлечения 206 миллионов долларов США, в рамках своего первоначального предложения монет (ICO), которое на тот момент было одним из крупнейших за всю историю, плюс дополнительные 52 миллиона долларов в виде венчурного финансирования. Три года спустя, в октябре 2020 года, была запущена основная сеть. Менее чем через месяц общая емкость сетевого хранилища Filecoin превысила 1 EiB (эксбибайт), или более 1,1 миллиона ТБ (терабайт).
Для сравнения: одного эксбибайта достаточно для хранения 290 миллионов фильмов 1080p. Да, это 2900000000 фильмов Marvel в формате Full HD. Так что, 1 EiB может вместить 4500 копий Википедии, 685000 лет видеозвонков и 19 копий всего некоммерческого Интернет-архива цифровой библиотеки.
В настоящее время люди генерируют около 1,145 триллиона МБ (мегабайт) данных в день. Поскольку в всязи с пандемией общество все больше и больше полагается на Интернет для работы, учебы, общения и покупок, ожидается, что потребности в хранении данных и вычислениях будут расти с появлением 5G и других технологий, таких как Интернет вещей (IoT).
Еще до того, как 5G оказал массовое коммерческое воздействие, пандемия Covid-19 в 2020 году сыграла решающую роль в резком росте глобального потребления облачных технологий. По данным аналитика рынка технологий Canalys, мировой рынок облачных вычислений вырос на 33% в третьем квартале 2020 года, что на 9 миллиардов долларов США больше, чем в предыдущем году. Amazon Web Services (AWS) в настоящее время доминирует на 32% мирового рынка облачных хранилищ, тогда как Microsoft Azure занимает второе место с 19% рынка.
Риски хранения таких огромных объемов данных на централизованных серверах стали очевидны в последние годы. Например, в 2012 году крупный поставщик облачных хранилищ Dropbox раскрыл утечку данных, в результате которой было скомпрометировано более 68 миллионов учетных записей пользователей. Украденные пароли и информация были выставлены на продажу в Dark Web в обмен на оплату в биткойнах.
В 2017 году, правительство Турции заблокировало доступ своего народа к Википедии в соответствии с Законом Турции No 5651, который разрешал стране запрещать доступ к веб-сайтам, которые считались «угрозой национальной безопасности». Граждане Турции, пытающиеся получить доступ к онлайн-энциклопедии, содержащей информацию, критикующую турецкое правительство, были встречены с кодом ошибки 404. В ответ хактивисты сохранили версию турецкой Википедии и поделились ею в сети IPFS, которую администрация Эрдогана не могла заблокировать из-за децентрализованного характера IPFS. Турция сняла запрет на использование Википедии в январе 2020 года.
Как работает Filecoin
Как одноранговая сеть Filecoin соединяет двух основных игроков: пользователей и поставщиков хранилища.
В отличие от традиционного протокола блокчейн, майнеры в сети Filecoin не получают вознаграждение FIL за проверку доказательства работы блока. Вместо этого у майнеров в сети Filecoin есть компьютеры с подключением к Интернету и доступное хранилище для аренды клиентами. Поставщики хранилищ являются майнерами, и получают в награду FIL за вклад в хранилище сети.
С другой стороны, пользователи — это клиенты или отдельные лица на рынке, которые хотят арендовать хранилище у поставщиков хранилищ, которые внедрили протокол Filecoin.
Хранение ценной информации на чужом компьютере на первый взгляд может показаться диким и неэффективным. Чтобы гарантировать, что данные, хранящиеся кем-либо в сети Filecoin, не могут быть доступны хакерам, Filecoin разбивает данные перед сохранением. Таким образом, если злоумышленник попытается получить доступ к файлу, хранящемуся в сети Filecoin, он увидит только бессмысленные фрагменты данных.
Эта диаграмма наглядно показывает, как работает сеть Filecoin.
Соглашение между пользователем и поставщиком хранилища называется сделкой. В сети Filecoin есть два известных типа сделок: сделки по хранению и извлечению. Как следует из названий, сделка по хранению происходит, когда майнер получил данные от клиента для хранения, а сделки по извлечению происходят, когда майнеры изымают данные из сети.
Когда соглашение о хранении согласовано, майнеры должны постоянно доказывать, что они действуют добросовестно, храня данные клиентов. Механизмы консенсуса Filecoin играют решающую роль в удалении третьих лиц. Чтобы доказать сети, что хранение данных происходит в соответствии с инициированной сделкой между клиентом и майнером, Filecoin проверяет данные хранения с помощью «доказательства репликации» (PoRep) и «доказательства пространства-времени» (PoST).
В PoRep провайдер хранилища генерирует уникальную кодировку данных, которая должна выполняться медленно. После кодирования поставщики хранилищ должны доказать, что в хранилище существует уникальная кодировка данных. Таким образом, поскольку последовательность кодирования предназначена для постепенного выполнения, быстрый ответ от поставщика хранилища означает, что данные были закодированы и данные клиента надежно сохранены. Однако, если поставщик хранилища не может быстро ответить, это будет означать, что поставщик хранилища создал новую кодировку и действует недобросовестно.
После заключения сделки между пользователем и поставщиком хранилища майнеры доказывают, что данные постоянно хранятся (запечатываются) в хранилище с помощью PoSt. Случайные майнеры выбираются, чтобы доказать, что случайные данные все еще существуют в хранилище.
IPFS и Filecoin
Как упоминалось ранее, IPFS позволяет пользователям совместно использовать и хранить проверяемые данные через распределенную файловую систему в одноранговой сети.
Текущая структура Интернета основана на адресации на основе местоположения. Чтобы пользователи могли получить доступ к контенту, они должны указать местоположение контента или доменное имя. Проблема, представленная в текущей модели, заключается в том, что, поскольку контент хранится на централизованных серверах, пользователи могут потерять доступ к контенту, если адрес заблокирован правительством или сервером.
Чтобы решить эту проблему, IPFS отказывается от адресации на основе местоположения и принимает данные с адресацией по содержанию. Вместо того, чтобы указывать адрес содержимого, пользователи указывают, к какому содержимому они хотят получить доступ. В IPFS содержимое преобразуется в уникальные хэш-коды, которые действуют как встроенный механизм безопасности для проверки содержимого. Когда пользователь предоставляет хэш-код контента, он может затем загрузить контент из того, что доступно в децентрализованной сети IPFS.
До этого момента IPFS можно было сравнить с работой одноранговой сети обмена файлами BitTorrent. Как и BitTorrent, сеть IPFS не имеет встроенного механизма мотивации. Файлы в сети IPFS также могут стать недоступными, когда узлы отключаются.
Filecoin решает эту проблему, стимулируя узлы участвовать в долгосрочном хранении проверяемой информации. Это достигается путем создания торговой площадки для децентрализованного хранилища. Хотя пользователям не нужно использовать Filecoin для доступа к содержимому, хранящемуся в сети IPFS, все узлы Filecoin являются узлами IPFS. Два протокола независимы, но дополняют друг друга.
Приложения и конкуренция
Запуск основной сети Filecoin также включает в себя множество крупномасштабных приложений, которые когда-то были ориентированы на Web 2.0, такие как потоковое видео и социальные сети, чтобы теперь стать полностью нативными приложениями Web 3.0.
Примером потенциального применения Filecoin является Starling, который добавит уровень проверки с использованием криптографических методов в децентрализованную сеть хранения Filecoin. Starling, который все еще находится в стадии разработки и еще не запущен официально, будет использовать сеть Filecoin для хранения информации в сети для долгосрочного хранения. Способность Filecoin обеспечивать постоянство и проверять соответствующее хранилище данных также может позволить удалить или подвергнуть цензуре другую важную информацию из Интернета. Способность Starling сохранять данные и гарантировать их происхождение может стать потенциальным противодействием растущей тенденции дипфейков, которая распространяется и на видео- и аудиоконтент.
Еще одно приложение Filecoin — это Livepeer, децентрализованное хранилище видео и протокол прямой трансляции, построенный на блокчейне Ethereum. Filecoin обеспечивает хранение и доставку видеоконтента, а также позволяет создателям контента получать доступ к недорогим хранилищам, которые не зависят от доходов от рекламодателей, как это делают сервисы хранения видео и потоковой передачи, такие как YouTube и Twitch.
Хотя Filecoin — популярный и революционный протокол, который обеспечивает хранение данных и память для экосистемы Web 3.0, он не единственный в индустрии децентрализованного облачного хранилища. Его конкурентами являются Sia, Storj и Swarm, которые также используют технологию блокчейн для создания рынков децентрализованного хранения данных.
