Распределенное хранение данных: от облака до блокчейна

Материал опубликован в рамках совместного спецпроекта ForkLog и Storj Labs «Блокчейн и хранение данных». С полным списком опубликованных материалов можно ознакомиться здесь.

Поиски эффективного применения технологии блокчейн распространяются не только на финансовый сектор и все, что с ним связано, но и на такие сферы, как распределенное хранение данных. Несмотря на достаточно высокую эффективность и популярность, проблемы с традиционными, то есть централизованными, хранилищами по-прежнему существуют.

Одна из самых показательных и громких историй — закрытие файлообменника MegaUpload, сервера которого были физически отключены провайдером LeaseWeb по требованию американских спецслужб. Сами основатели сервиса при этом были арестованы.

Неоднократно был скомпрометирован и такой популярный сервис как Dropbox. Примечательно, что в отличие от многих своих централизованных конкурентов Dropbox не использует шифрования данных, в то время как каждое децентрализованное хранилище по умолчанию шифрует данные пользователя.

К сожалению, большинство облачных сервисов хранения данных подвержено рискам, вытекающим из централизации, и распределенные системы с изначально заложенным потенциалом к постоянному расширению действительно могут быть гораздо эффективнее как с точки зрения стойкости к цензуре, так и с точки зрения безопасности в целом. И именно в сфере распределенного хранения данных блокчейн может изменить ситуацию кардинально.

Если говорить о децентрализованном хранении данных как таковом, можно разделить его на два типа:

1) Принцип работы облачных хранилищ.
2) Принцип работы торрентов.

В случае с облачными хранилищами такое хранение данных не совсем корректно называть децентрализованным, поскольку в системе всегда есть некий единый оператор, который арендует оборудование у сторонних компаний или располагает собственными серверами. Одна из ключевых проблем современных облачных хранилищ заключается именно в частичной централизации всей системы.

В случае с торрентами файлы могут храниться у обычных пользователей, которые таким образом вносят свой вклад в развитие сети и как бы предоставляют свои услуги по хранению данных в обмен на возможность скачивать файлы от других пользователей. При этом в такой сети могут присутствовать и достаточно крупные сервера, на которых хранится большое количество файлов, поэтому, строго говоря, система такого типа содержит свои риски централизации. Но ключевой недостаток торрентов состоит в отсутствии четко определенных и ощутимых стимулов для участников сети.

И здесь как нельзя кстати можно вспомнить о концепции криптовалюты Permacoin, которая была предложена рабочей группой Microsoft Research еще в 2010 году. Очень упрощенно Permacoin — это протокол, похожий на торрент, с внутренним токеном, который используется для вознаграждения пользователей за хранение данных. Одной из предпосылок к работе над концепцией Permacoin для рабочей группы стало желание утилизировать ресурсы майнеров более полезным образом, чем это происходит в случае с биткоином. Правда, и сам майнинг при этом решении был бы устроен иначе, чем обсчитывание хешей.

Таким образом, возвращаясь к облачным хранилищам и торрентам, будет более корректно и уместно использовать термин «распределенное хранение данных», а не децентрализованное.

И поскольку идея использования блокчейна для распределенного хранения данных лежит на поверхности, на данный момент уже существует несколько проектов, работающих в данном направлении. На сегодняшний день к проектам, которые работают в направлении применения блокчейна для распределенного хранения данных и дистрибуции контента относятся: Storj, Sia, MaidSafe, Decent, LBRY Credits, FileCoin и другие.

STORJ

Проект был запущен в 2014 году. Токен SJCX выпущен через протокол Counterparty, который работает поверх блокчейна биткоина. Стоит отметить, что совсем недавно представители Storj заявили о переносе токена и основной архитектуры проекта на блокчейн Ethereum, поскольку обслуживание в рамках сети биткоина стало обходиться слишком дорого, и, что самое главное, — слишком медленно. Перенос на Ethereum состоится после очередного этапа привлечения средств через Token Sale, который стартует 19 мая.

На данный момент цена хранения 1 GB данных при пропускной способности в 30 GB в месяц обходится в $1.51. При этом стоит ожидать, что после переноса проекта на блокчейн Ethereum стоимость хранения данных снизится.

по данным storj.io

Принцип хранения данных в Storj устроен достаточно просто. Файл, загружаемый пользователем в сеть, шифруется так, чтобы доступ к нему был только у владельца. Полученный результат разбивается на несколько частей и отправляется в сеть. Ниже приведена схема, описывающая базовый принцип хранения данных в системе.

Схема, описывающая принцип хранения данных в системе Storj

Процесс предоставления дискового пространства для хранения данных в обмен на токены проекта называется фарминг. На ранней стадии развития проекта, чтобы начать фарминг, нужно было иметь в своем кошельке 10 000 монет SJCX, однако впоследствии это правило отменили.

MaidSafe

Команда проекта родом из Шотландии и разрабатывает инфраструктуру для децентрализованного хранения данных c 2006 года. Сама монета MaidSafe существует и торгуется на биржах с 2014 года. Токен был выпущен через протокол MasterCoin, существующий поверх протокола Bitcoin. Стоит сразу отметить, что блокчейн не используется в данном проекте для достижения консенсуса, фактически использование распределенного реестра ограничено выпуском токена и внедрением некоторых дополнительных функций. О том, как может достигаться консенсус без блокчейна, команда опубликовала достаточно подробный и аргументированный пост в официальном блоге проекта еще в 2015 году.

На данный момент на официальном сайте доступна первая альфа-версия проекта, однако точные даты по следующим релизам пока неизвестны. Помимо хранения данных, MaidSafe предлагает безопасный доступ к информации пользователя без взаимодействия с третьей стороной. Простыми словами, никому не нужно хранить записи о файлах пользователя или информации, необходимой для авторизации, соответственно, и доступ к данным и их дешифровке есть только у владельца.

Все файлы, загруженные пользователем в сеть, шифруются и разбиваются на небольшие части, называемые чанками, которые распространяются по всей сети. При этом благодаря сложной системе аутентификации, доступ к итоговому файлу и его чанкам есть только у владельца данных.

Вместо майнинга в сети MaidSafe также используется понятие фарминг, а сам процесс заключается в предоставлении дискового пространства и вычислительных мощностей компьютера для обслуживания сети и хранения файлов, загруженных пользователями. В качестве награды за фарминг пользователи получают токены SafeCoin.

Стоит отметить, что торгуемый на данный момент на биржах токен MAID (MaidSafeCoin) подлежит обмену на токен SafeCoin, а сама процедура обмена будет запущена после окончательного релиза продукта. Учитывая специфику развития биткоина за последние три года, есть вероятность, что этот токен будет выпущен поверх другой блокчейн-системы.

SIA

Проект существует с 2015 года и использует блокчейн, близкий по своим свойствам к блокчейну биткоина. Логика хранения данных у SIA схожа с MaidSafe: файлы пользователя шифруются, разбиваются на части и распределяются по децентрализованной сети. Доступ к файлам пользователя осуществляется через приватный ключ, так что никто кроме владельца не может получить доступ к загруженной в сеть информации. Награда за предоставление дискового пространства распределяется в токенах SIA.

Любопытны и представленные на сайте проекта расчеты о стоимости хранения данных в сети SIA в сравнении с популярными облачными хранилищами. Согласно представленной калькуляции, хранение 1 Тб информации в сети SIA обойдется как минимум в 10 раз дешевле, чем на таких сервисах как Amazon S3 или Microsoft Azure.

по данным sia.tech

Команда проекта даже выпустила отличную и достаточно подробную инфографику, описывающую устройство SIA.

Вместо заключения

На данный момент распределенное хранение данных, наряду с распределенными вычислениями, — один из основных трендов блокчейн-экономики. Многие проекты все еще находятся на ранней стадии разработки и тестировании гипотез, соответственно, о реальной конкуренции с централизованными сервисами хранения пока говорить рано. Но в случае сохранения динамики роста блокчейн-рынка, в скором времени распределенные хранилища на блокчейне будут конкурировать между собой. И основными параметрами конкуренции станут скорость, масштабируемость, безопасность и низкая стоимость услуг.