Walrus: An Efficient Decentralized Storage Network
يُعد Walrus نظام تخزين كتل لا مركزي مبتكر يحل المفاضلة بين عبء النسخ المتماثل، وكفاءة الاسترداد، والأمان من خلال تقديم RedStuff، وهو بروتوكول ترميز تلاشي ثنائي الأبعاد يتيح الإصلاح الذاتي منخفض العبء وتحديات التخزين غير المتزامنة، إلى جانب آلية تغيير حقبة متعددة المراحل وقوية للتعامل مع تقلبات العقد.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل أن لديك ألبوم صور رقمي ضخم وثمين للغاية (عبارة عن "كتلة" أو blob) تريد تخزينه بحيث لا يمكن لأحد أبداً فقدانه، أو حذفه، أو فرض رقابة عليه. تريد تخزينه على الإنترنت، لكنك لا تريد الوثوق بشركة واحدة مثل جوجل أو أمازون، بل تريد الوثوق بشبكة عالمية من الغرباء.
هذه هي المشكلة التي يحلها Walrus.
إليك قصة كيفية عمل Walrus، مشروحة من خلال بعض التشبيهات البسيطة.
المشكلة: معضلة "النسخ الكثيرة جداً" مقابل "الهشاشة المفرطة"
قبل Walrus، كان هناك خياران سيئان للتخزين اللامركزي:
- نهج "آلة التصوير" (التكرار - Replication):
تخيل أن لديك كتاباً نادراً. للحفاظ عليه آمناً، تصنع 100 نسخة ضوئية وتعطي نسخة واحدة لـ 100 شخص مختلف.
- المزايا: إذا فقد شخص ما نسخته، فلديك 99 نسخة أخرى. هذا آمن جداً.
- العيوب: إنه مكلف للغاية ومبدد للموارد. أنت تقوم بتخزين نفس الكتاب 100 مرة. وإذا أردت تحديث الكتاب، يجب عليك إرسال نسخة جديدة إلى الـ 100 شخص جميعاً.
- نهج "قطع الأحجية" (ترميز المحو - Erasure Coding):
تخيل أنك قطعت الكتاب إلى 100 قطعة أحجية (Puzzle). تعطي قطعة واحدة لكل شخص من الـ 100 شخص. لقراءة الكتاب، تحتاج فقط إلى 34 قطعة من تلك القطع.
- المزايا: أنت تخزن الكتاب مرة واحدة فقط (موزعاً). هذا رخيص الثمن.
- العياليب: إذا فقد شخص واحد قطعته، يجب على الـ 99 شخصاً المتبقين إرسال جميع قطعهم إلى شخص جديد ليتمكن من إعادة بناء القطعة المفقودة. إذا كان لديك 100 شخص، فسيؤدي ذلك إلى ازدحام مروري هائل في حركة البيانات. إذا استمر الناس في المغادرة والانضمام (وهو ما يحدث على الإنترنت)، فإن هذا النظام سيتوقف عن العمل تماماً.
الحل: Walrus و "المادة الحمراء" (Red Stuff)
يقدم Walrus نظاماً جديداً يسمى Red Stuff. فكر فيه كطريقة ذكية جداً لتقطيع كتابك تجمع بين أمان النسخ الضوئية وكفاءة قطع الأحجية.
1. الشبكة ثنائية الأبعاد (خدعة "مكعب روبيك")
بدلاً من مجرد تقطيع الكتاب إلى سلسلة واحدة من القطع (1D)، يقوم Walrus بتقطيعه إلى شبكة، مثل مكعب روبيك أو جدول بيانات.
- يقطع الكتاب إلى صفوف وأعمدة.
- يحصل كل شخص في الشبكة على صف محدد وعمود محدد.
لماذا يعد هذا أمراً سحرياً؟
إذا فقد الشخص (أ) قطعته، فإنه لا يحتاج إلى طلب الكتاب بأكمله من الجميع. بل يطلب فقط من الأشخاص الذين يمتلكون القطع المتقاطعة مع صفه وعموده.
- التشبيه: تخيل أنك فقدت مربعاً معيناً في لعبة الكلمات المتقاطعة. بدلاً من أن تطلب من الجميع إرسال اللغز كاملاً، تطلب فقط من الأشخاص الذين يمتلكون الحروف في ذلك الصف والعمود المحدد. يمكنهم مساعدتك بسرعة لملء المربع المفقود دون الحاجة لإرسال الكتاب بأكمله.
هذا يسمح للنظام بـ إصلاح نفسه فوراً. إذا توقف جهاز (كمبيوتر تخزين) عن العمل، يمكن للشبكة إصلاح البيانات المفقودة باستخدام كمية ضئيلة جداً من عرض النطاق الترددي (Bandwidth)، بما يتناسب مع القطعة المفقودة فقط، وليس الملف بأكمله.
2. "اللجنة" و "التسليم"
الإنترنت فوضوي. الناس ينضمون ويغادرون طوال الوقت (وهذا ما يسمى "التقلب" أو Churn).
- الطريقة القديمة: عندما تتولى مجموعة جديدة من الأشخاص المهمة، يتعين على المجموعة القديمة نقل كل شيء إلى المجموعة الجديدة. إذا كانت المجموعة القديمة بطيئة أو سيئة النية، فإن النظام بأكمله يتجمد.
- طريقة Walrus: يستخدم Walrus ما يسمى "الحقب" (Epochs) (مثل الفصول الدراسية). عندما تتولى لجنة جديدة من عقد التخزين المهمة، فإنهم لا ينتظرون المجموعة القديمة حتى تنتهي من نقل كل شيء.
- العمليات الجديدة (Writes) تذهب فوراً إلى اللجنة الجديدة.
- عمليات القراءة القديمة (Reads) لا تزال تذهب إلى اللجنة القديمة.
- تتداخل اللجنتان لفترة من الوقت، مما يضمن عدم فقدان الوصول إلى بياناتك أبداً. إنه يشبه سباق التتابع حيث يتم تمرير العصا بسلاسة دون أن يتوقف العداؤون أبداً.
3. "الموثق" (البلوكشين)
لا يبني Walrus شبكة بلوكشين خاصة به من الصفر. بل يستخدم بلوكشين سريع وموجود بالفعل (Sui) ليعمل كـ "موثق" (Notary).
- عندما ترفع ملفاً، لا يقوم الموثق بتخزين الملف. بل يخزن فقط إيصالاً (توقيعاً رقمياً) يقول: "نعم، لقد وافقت الشبكة على تخزين هذا الملف".
- هذا يبقي العمل الشاق (تخزين الملف الفعلي) منفصلاً عن عملية اتخاذ القرار (البلوكشين)، مما يجعله سريعاً للغاية.
لماذا يعد Walrus أمراً مهماً؟
تقارن الورقة البحثية Walrus بمنافسين مشهورين: Filecoin و Arweave.
- Filecoin يشبه شاحنة ثقيلة وبطيئة. يستغرق الأمر ساعات لتأكيد تخزين ملفك لأنه يحتاج إلى إجراء عمليات حسابية معقدة للإثبات.
- Arweave يشبه قطاراً سريعاً، لكنه يتوقف عند كل محطة للتأكد من أن الجميع لديه نسخة من الملف. إنه سريع في الكتابة، لكنه مكلف لأنه يخزن الكثير من النسخ.
- Walrus يشبه شبكة طائرات بدون طيار (درونز) عالية السرعة.
- السرعة: يمكنك رفع وتنزيل الملفات في ثوانٍ (حتى الملفات الكبيرة)، وليس ساعات.
- الكفاءة: هو يخزن حوالي 4.5 نسخة فقط من بياناتك (بدلاً من 100)، مما يوفر مبالغ هائلة من المال والمساحة.
- المرونة: حتى لو توقفت 1/3 من الشبكة عن العمل أو حاولت الغش، فإن بياناتك ستظل آمنة وقابلة للاسترجاع.
الاختبار الواقعي
المؤلفون لم يكتفوا بكتابة هذا على الورق؛ بل بنوا نظاماً حقيقياً.
- إنهم يديرون شبكة حقيقية منذ أواخر عام 2024.
- هم يقومون حالياً بتخزين 530 تيرابايت من البيانات (أي ما يعادل 100 مليون صورة).
- لقد أثبتوا أنه يمكنك نقل البيانات حول، واستبدال عقد التخزين، واستعادة القطع المفقودة دون أن يتوقف النظام عن العمل أبداً.
الملخص
Walrus هو شبكة تخزين لامركزية تستخدم خدعة "الشبكة ثنائية الأبعاد" الذكية لتخزين بياناتك بكفاءة. إنه يشبه امتلاك أحجية تعرف فيها كل قطعة كيف تتحدث مع جيرانها لإصلاح نفسها إذا فُقدت. وهذا يجعله رخيصاً، وسريعاً، وغير قابل للكسر، مما يحل أكبر العقبات التي أعاقت التخزين اللامركزي لسنوات طويلة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.