最新融資 1.4 億美元，解讀去中心化存儲協議 Walrus

Sui 開發團隊出品、獨立 PoS 鏈、新治理代幣 WAL、潛在空投機會

撰文：Alex Liu，Foresight News

本文最初發佈於 2024 年 9 月 25 日

去中心化存儲網絡 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，推出去中心化存儲網絡 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 多數創始人和員工來自被 Facebook（現 Meta）解散的區塊鏈項目 Diem。

Walrus 是被 Mysten Labs 歸類為「協議、平臺」的最新產品，是去中心化存儲網絡。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，傳達協議作為存儲系統的可靠性以及可用性。

#####和 Sui 的聯繫

Walrus 基於 Sui 構建，並利用 Sui 來協調存儲空間和元數據的銷售。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

去中心化存儲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。這一類型的主要優點是存儲節點上完整的文件可用性，使得即使某個存儲節點下線，也能輕鬆訪問和遷移文件。這種設置能帶來無需許可的環境，因為存儲節點不需要相互依賴來恢復文件。

這類系統的可靠性取決於所選存儲節點的穩健性。在經典的三分之一靜態對手（ static adversary）模型和無限候選存儲節點池的假設下，達到「十二個九」的安全性（即丟失文件訪問的概率小於 10^-12）需要在網絡上存儲超過 25 個副本。這導致了 25 倍的存儲開銷。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存儲文件的多個副本，削弱系統的完整性。

第二類去中心化存儲服務使用 Reed-Solomon（RS）編碼。RS 編碼將文件分成較小的部分，稱為切片，每個切片代表原始文件的一部分。只要切片總大小大於原始文件的大小，便可以解碼出原始文件。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，從而限制了編碼文件的大小以及參與存儲節點的數量，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，當一個存儲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，數據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存存儲節點將其切片發送給替代節點，然後替代節點恢復丟失的切片。但這一過程會導致 O(|blob|) 的數據在網絡上傳輸。頻繁的恢復操作會降低通過減少複製而獲得的存儲節約。

#####存儲面臨的挑戰

無論使用何種複製協議，所有現有的去中心化存儲系統還面臨兩個額外的挑戰：

1. 需要持續的挑戰（challenge）來確保存儲節點保留了數據而沒有丟棄。在提供存儲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性，因為每個文件都需要單獨的挑戰。
2. 存儲節點需要協調：需要知道誰在系統中，哪些文件已支付存儲費用，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，並在存儲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，能為去中心化存儲帶來不同解法？

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數據塊編碼成較小的分片，這些分片會分佈存儲在一個存儲節點網絡中。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數據塊。**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 編碼算法，專為拜占庭容錯（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）將數據編碼為主切片和次切片。這些切片分佈在存儲節點中，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，這允許異步寫入，因為只需要 2f+1 的簽名來證明數據塊可用，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異步存儲證明，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數據量來恢復，從而節省帶寬，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；由於存儲開銷低，系統能夠擴展到數百個節點，並具備高彈性和容錯能力，確保即使在拜占庭故障的情況下也能恢復數據。

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）協議以應對存儲節點自然流失，確保數據的持續可用性。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）的數據塊仍然可用。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。

節點 1 和節點 3 幫助節點 4 恢復切片數據

Walrus 引入了一個異步挑戰協議，以驗證節點是否正確存儲數據。該協議允許高效的存儲證明，確保數據可用性，而不依賴網絡假設，其成本隨著存儲文件數量呈對數擴展。

Walrus 的經濟模型基於質押，結合獎勵和懲罰機制。創新的存儲認證機制隨著存儲文件數量呈對數級擴展，降低了證明文件存儲的成本。

總而言之，Walrus 以 RedStuff 協議為核心，提供了一個可擴展、彈性強且經濟可行的去中心化存儲解決方案，能夠以合理的成本提供高真實性、完整性、可審計性和可用性。

而這一切得益於 Sui 作為 Walrus 的控制層。擁有一個可擴展、可編程和安全的基礎設施作為協調層，使其能夠專注於去中心化存儲的核心問題。

####潛在空投

Walrus 將推出獨立的代幣 WAL，Utility 有質押、治理等。怎樣能獲得 WAL 空投呢？參考 AO 的獲取方式，持有 SUI 或許是其中的一種方式。

Walrus 預計即將推出測試網，主網上線時間待定。目前可前往官方文檔查閱如何使用 Walrus 部署自己的網站。

資料來源：

Walrus 白皮書：

Walrus：去中心化存儲和 DA 協議，可以基於 Sui 構建 L2 和大型存儲：

Mysten Labs 研究員 X 線程：