Sui 推出「Walrus」去中心化儲存新方案，有何特色？可埋伏空投？

2024-09-30 00:09:13

去中心化儲存網路 Arweave 推出計算層 AO，成功造成了 AR 幣價、生態與熱度的迴流，可謂打了一場翻身仗。而 Sui 作為通用計算鏈，推出去中心化儲存網路 Walrus，又將掀起怎樣的浪花呢？

背景介紹

團隊

Solana 背後的開發公司叫 Solana Labs，Aptos 背後的開發公司叫 Aptos Labs，Sui 背後的開發公司叫 Mysten Labs（就是這麼特立獨行）。而 Mysten Labs 多數創辦人和員工來自被 Facebook（現 Meta）解散的區塊鏈專案 Diem。

Walrus 是被 Mysten Labs 歸類為「協議、平臺」的最新產品，是去中心化儲存網路。Walrus 英文原意「海象」，在其官方網站上有「像海象一樣茁壯」、「像海象一樣適應力強大」的 Slogan，傳達協議作為儲存系統的可靠性以及可用性。

和 Sui 的聯絡

Walrus 基於 Sui 構建，並利用 Sui 來協調儲存空間和元資料的銷售。然而，使用 Walrus 並不需要在 Sui 上構建應用或產品，且全新的治理代幣 WAL 將作為 Utility 代幣，而不是 SUI。

競品比較

去中心化儲存協議通常分為兩大類。第一類為完全複製的系統，賽道的主要競品 Filecoin 和 Arweave 是這類系統的典型代表。這一型別的主要優點是儲存節點上完整的檔案可用性，使得即使某個儲存節點下線，也能輕鬆訪問和遷移檔案。這種設定能帶來無需許可的環境，因為儲存節點不需要相互依賴來恢復檔案。

這類系統的可靠性取決於所選儲存節點的穩健性。在經典的三分之一靜態對手（static adversary）模型和無限候選儲存節點池的假設下，達到「十二個九」的安全性（即丟失檔案訪問的概率小於 10^-12）需要在網路上儲存超過 25 個副本。這導致了 25 倍的儲存開銷。此外，還存在可能遭受女巫攻擊的問題，惡意行為者可以假裝儲存檔案的多個副本，削弱系統的完整性。

第二類去中心化儲存服務使用 Reed-Solomon（RS）編碼。RS 編碼將檔案分成較小的部分，稱為切片，每個切片代表原始檔案的一部分。只要切片總大小大於原始檔案的大小，便可以解碼出原始檔案。RS 編碼也有其缺點。編碼和解碼過程依賴於域操作、多項式評估和插值，這些計算開銷很大。

只有當域的大小和切片數量相對小時，這些操作才是實用的，從而限制了編碼檔案的大小以及參與儲存節點的數量，否則編碼的成本會變得非常高，限制了去中心化的程度。

另一個問題是，當一個儲存節點下線並需要被另一個節點替代時，與完全複製的系統不同，資料不能簡單地從一個節點複製到另一個節點。RS 編碼的系統要求所有現儲存存節點將其切片傳送給替代節點，然後替代節點恢復丟失的切片。但這一過程會導致 O (|blob|) 的資料在網路上傳輸。頻繁的恢復操作會降低通過減少複製而獲得的儲存節約。

儲存面臨的挑戰

無論使用何種複製協議，所有現有的去中心化儲存系統還面臨兩個額外的挑戰：

需要持續的挑戰（challenge）來確保儲存節點保留了資料而沒有丟棄。在提供儲存付款的開放去中心化系統中，這是至關重要的，但目前這種做法限制了系統的可擴展套件性，因為每個檔案都需要單獨的挑戰。
儲存節點需要協調：需要知道誰在系統中，哪些檔案已支付儲存費用，實施參與激勵機制，並管理挑戰以及緩解濫用的機制。這就是為什麼上述系統中的每一個都實現了自定義區塊鏈來執行交易，並在儲存協議之外引入加密貨幣的原因。

核心創新

在這些挑戰下，Walrus 有何創新，能為去中心化儲存帶來不同解法？

簡單來說：

通過採用糾刪編碼創新技術，Walrus 能夠快速且穩健地將非結構化資料塊編碼成較小的分片，這些分片會分佈儲存在一個儲存節點網路中。即使多達三分之二的分片丟失，也可以使用部分分片快速重構原始資料塊。這在保持複製因子僅為 4 倍至 5 倍的情況下成為可能，與現有的雲服務相當，具有去中心化和更廣泛故障彈性的優勢。

具體來說：

Walrus 推出了 RedStuff，一種全新的 2D 編碼演算法，專為拜佔庭容錯（Byzantine Fault Tolerance）設計。RedStuff 基於噴泉碼（fountain codes），結合了快速操作和高可靠性的優勢。

RedStuff 通過簡單的操作（主要是 XOR，異或操作）將資料編碼為主切片和次切片。這些切片分佈在儲存節點中，每個節點持有獨特的組合。對於不同維度的編碼，RedStuff 使用不同的閾值。主維度採用 f+1 的恢復閾值，這允許非同步寫入，因為只需要 2f+1 的簽名來證明資料塊可用，這已經形成了 3 倍的複製因子。

次維度使用 2f+1 的恢復閾值，這一設計首次實現了非同步儲存證明，同時僅引入 1.5 倍的額外複製，最終總複製因子小於 5 倍。更重要的是，丟失的切片可以根據丟失資料量來恢復，從而節省頻寬，這都要歸功於 2D 編碼。

RedStuff 的優勢包括：相比於 RS 編碼，使用簡單的 XOR 操作使得編碼 / 解碼速度更快；由於儲存開銷低，系統能夠擴展套件到數百個節點，並具備高彈性和容錯能力，確保即使在拜佔庭故障的情況下也能恢復資料。

作為一個無需許可的協議，Walrus 配備了高效的委員會重配置（committee reconfiguration）協議以應對儲存節點自然流失，確保資料的持續可用性。當一個新委員會在兩個紀元之間替換當前委員會時，重配置協議確保所有已超過可用性點（PoA）的資料塊仍然可用。RedStuff 的 2D 編碼使得狀態遷移更加高效，即使部分節點不可用，其他節點也可以恢復丟失的切片。