В настоящее время Web3 находится в затруднительной ситуации, не только из-за долгой тени, брошенной известными негативными деятелями в экосистеме блокчейна. Преодоление трех значительных вызовов, не отказываясь от принципов, которые изначально делали блокчейн привлекательным, - это трудная задача:

1. По сравнению с аналогичными продуктами Web 2.0, стоимость хранения и операций записи на цепи является чрезмерно высокой.

2. Хранение и операции записи на цепочке данных чрезвычайно медленны (по замыслу), чтобы гарантировать безопасность, обещанную системами на основе блокчейна. Поскольку к сети добавляются узлы и объем запросов на запись увеличивается, производительность дополнительно ухудшается из-за необходимости достижения консенсуса от более чем 51% узлов относительно допустимости новых данных.

3. Длина (размер) любого данного блокчейн-реестра значительно увеличивается с использованием, превышая пределы большинства баз данных на сегодняшнем рынке.

Операционные базы данных, аналитические базы данных и распределенные реестры - это эффективные, но отличающиеся типы систем управления базами данных. То, что сбивает с толку многих в отношении появляющихся сетей блокчейн-пиринга, заключается в том, что они не просто «базы данных»; многие из них также служат «серверами» для размещения интернет-приложений (или «dApps» - децентрализованные приложения), написанных любым способным разработчиком.

Большинство новых технологий проходят через фазу обобщения, пока не будет найдено подходящее продуктовое или рыночное решение. Корень этих трех вызовов лежит в той же проблеме «использование правильного инструмента для неправильной работы». Например, большинство ИТ-специалистов не будет использовать операционные базы данных в качестве аналитических баз данных, и наоборот. Использование распределенных реестров в качестве операционных или аналитических баз данных (например, под dApp, развернутом в сети блокчейн) является особенно плохим вариантом, что далее объясняется.

Действительно, сообщество блокчейна исследует инновационные способы решения проблем производительности без ущерба для безопасности, но на это требуется время. Недавно Ethereum внесла некоторые изменения в этом отношении. Доверие должно быть оправданным где-то. Блокчейн перемещает это доверие из традиционной модели Веб 2.0, но это не устраняет необходимость в доверии - по крайней мере, пока что.

Данные в реальном времени вне цепи обеспечивают прямой путь для Web3, чтобы найти соответствие продукта/рынка. Однако этот подход находит доверие в виде данных операций/анализа для dApps в системах Web 2.0. Тем не менее, самые успешные dApps и сервисы на основе блокчейнов сделали этот компромисс, используя правильные инструменты для правильной работы, максимально используя преимущества каждой технологии.

Прежде чем погрузиться в то, как и почему Web3 может развиваться с реальными данными в реальном времени, давайте сначала рассмотрим перспективы будущего Web3, независимо от триплетных вызовов, которые мы только что выявили.

Что будет продолжать толкать вперед Web3?

В такие моменты важно помнить, что блокчейн ≠ криптовалюта. Криптовалюта - это применение концепции блокчейна и базовой технологии. То же самое касается NFT и более широкой концепции Web3. Основная концепция блокчейна - транзакции, позиции и неизменные публичные записи о собственности - продолжает предлагать интересный контраст с текущей финансовой системой, где такие регистры находятся в частных базах данных, доступных только через институциональные и юридические шлюзы. Каковы эти реальные ценные и значимые случаи использования в реальном мире?

По данным McKinsey, крупнейшие платформы по кредитованию Web3 выдали кредиты на сумму $200 миллиардов в 2021 году. Кредиты, депозиты, денежные переводы, обмен активами, торговое финансирование и страхование стали жизнеспособными сценариями использования. Другие пиринговые, игровые, социальные и онлайн-медиа, хотя и являются ранними участниками, проявляют значительную активность.

Цифровые службы и управление цепочкой поставок и логистикой остаются очевидными возможностями. Гипотетические сценарии использования в предполагаемом метавселенной стимулируют реальные инвестиционные доллары, с компаниями, такими как Facebook, переориентирующимися, меняющими бренд на Meta и идущими на всё.

Частные блокчейн-системы в закрытых и защищенных сетях (например, Hyperledger Fabric) могут не совсем соответствовать задумке создателей, но теперь могут предлагать более общие случаи использования для конкретных отраслей и учреждений (за счет того, что они не являются открытой системой Web3 для общественности). NFT или концепция уникальных, неделимых и неизменных токенов имеют реальный потенциал коммерческой ценности в цифровом представлении мира реальных и онлайн-только эфемерных активов.

Это безопасные общественные размышления, сделанные возможными, но пока не разрешенные. Законно (и в некоторых случаях физически) установление связей между реальным миром и цифровыми NFT все еще находится в стадии обширного исследования. Поставщик Web3 Alchemy отметил в своем квартальном отчете, что развертывание смарт-контрактов выросло на 143% по сравнению с тем же кварталом 2021 года.

Хотя все еще существуют значительные вызовы, которые нужно преодолеть, как и всякая новая идея, привлекательность инвестиционных фондов, разработчиков и институционального интереса действительно имеет потенциал привлечь энергию, которая толкает блокчейн вперед. По мере зрелости основной технологии будет создаваться больше ценности Web3. С увеличением создания ценности появятся новые возможности, вызывающие интерес к регулированию, юридическим вопросам, конфиденциальности данных и улучшению опыта разработчиков и конечных пользователей.

Рассмотрение разработчиками Web3 данных на цепи

Проблемы, с которыми сталкиваются блокчейн-продукты на основе Proof of Work, простираются на их базовую архитектуру. Операционные базы данных идеально подходят для быстрого и эффективного хранения и извлечения данных. Аналитические базы данных отличаются быстрыми, открытыми запросами и исследованиями. Нереляционные базы данных массово предлагают различные уровни оперативных или аналитических возможностей без ущерба производительности и доступности.

Системы на основе блокчейна обеспечивают безопасные, неизменные реестры, но за счет производительности. Попытка использовать безопасные, только для добавления неизменные реестры в качестве операционных, аналитических или нереляционных баз данных приведет к следующим проблемам:

Неприемлемая производительность

Технологический стек Веб 2.0 установил ожидания быстрого цифрового опыта для большинства людей по всему миру, независимо от того, используют ли они планшеты, смартфоны или настольные/ноутбук компьютеры, не требующие от двух минут до шести часов. Большинство популярных реализаций блокчейна основаны на медленных алгоритмах Proof of Work для обеспечения безопасности операций записи в хранилище данных блокчейна и медленном консенсусе между пирами для обеспечения согласованного чтения данных по всей сети узлов.

Объем данных вызывает прерывания в производстве

Блокчейн — это не просто проблема "больших данных"; это огромная, невероятно большая проблема данных, которая только увеличивается с увеличением использования. Немногие операционные или аналитические базы данных могут достичь этого уровня, и еще меньше могут действительно достичь такого уровня линейной масштабируемости, что значительно сужает диапазон выбора.

Противоречивые и неточные данные

Широкое распространение блокчейна, его дизайн пиринговой сети с последующей согласованностью и характер доказательства работы обеспечивают его безопасность, но приводят к несогласованности данных, что делает его непригодным в качестве операционной или аналитической базы данных для приложений Web3. Поскольку для этих проблем нет сообщений об ошибках или кодов ошибок, написание кода обработки ошибок для тестирования, интерпретации или устранения этих ошибок для попытки компенсации является трудоемким или невозможным. Естественно, отладка в производстве или в другие критические моменты становится кошмаром для всех заинтересованных сторон. Техническая поддержка вниз по течению не сможет дать ответы разочарованным пользователям, а разработчики не смогут дать ответы сотрудникам технической поддержки. Это приводит к негативным отзывам в магазинах приложений.

Неприемлемые затраты на хранение/использование

Операции на цепи стоят дорого: хранение 1 ГБ данных на блокчейне Ethereum может стоить тысячи долларов.

Другие соображения

Индексация или синхронизация данных блокчейна вне цепи не является простой задачей, поскольку эти данные не читаемы для человека. Для удобства использования разработчиками данные блокчейна требуют декодирования, обогащения, переупорядочивания и моделирования данных через сторонние службы обработки данных.

Решение: Синхронизация данных в реальном времени вне цепи

Внедрение популярных сетей блокчейна требует времени для решения проблем производительности, заложенных в их конструкцию. Внебиржевая обработка является основным методом, используемым успешными ИТ-специалистами для полного использования существующих технологий баз данных и преимуществ блокчейна, распределяя каждую технологию наилучшим образом для ее специального назначения. Простыми словами, dApps должны считывать данные из баз данных внебиржевой обработки и записывать данные обратно в цепочку (но только фиксировать минимальные детали, необходимые для окончательного результата транзакции).

Синхронизируя состояние блокчейна с операционной или аналитической базой данных в реальном времени, вы гарантируете точность и актуальность данных, необходимых для быстрой работы вашего dApp. Затем, после того как ваше dApp и внеблокчейн база данных завершат как можно больше предварительной обработки, отправьте окончательные результаты обратно на цепочку.

Статические и бинарные активы могут использовать системы, такие как IPFS, но по аналогичным причинам целесообразно рассмотреть хранилище объектов вне цепочки (например, S3), где это возможно. Поэтому на практике база данных вне цепочки с постоянно синхронизированным клоном состояния цепочки должна стать целевым для записи/чтения для максимального числа операционных или аналитических рабочих нагрузок.

Однако, как уже обсуждалось ранее, огромный объем данных (особенно со временем) может перегрузить большинство инфраструктур данных. Apache Cassandra является одной из самых мощных операционных систем баз данных на этом уровне масштаба и производительности.

С правильной моделью данных приложения могут обеспечить скорость меньше секунды, ожидаемую от кэшей в памяти, таких как Redis, и постоянных систем управления базами данных (СУБД). Что, если нереляционные службы данных могут предоставлять исторические данные и всегда актуальные (в реальном времени) данные вне цепи блоков?

Во время процесса индексации сырые данные автоматически декодируются. Для разработчиков это изменяет опыт работы с данными блокчейна в сыром шестнадцатеричном виде следующим образом:

Для данных, читаемых человеком, следующим образом:

Затем разработчикам Web3 typично необходимо переорганизовать и обогатить данные блокчейна из сторонних служб данных, таких как Etherscan, whatsabi, метаданные NFT и т. д., чтобы сделать их полезными для самых простых запросов. Если обогащенные данные в последующем моделируются в таблицы базы данных, доступные для запросов, разработчики смогут использовать все возможности стандартных языков запросов DBMS (вместо того чтобы изучать API аналитики блокчейна).

Давайте посмотрим на пример:

Намерение разработчика: поиск пяти записей из блочной группы 134

Фактический код запроса:

Ответ системы:

Итак, как это выглядит на практике? Чтобы оживить это, посмотрите на эти два (примера в реальном времени) приложения, которые точно используют такие внебиржевые сервисы обработки данных в реальном времени. Разработчики Web3 должны быть знакомы с исходным кодом приложения; он написан с использованием популярной библиотеки Web3.js.

NFT Explorer

Поиск всех созданных NFT за считанные секунды

Извлеките историю передачи NFT в одном вызове API

NFT Explorer построен с использованием React и Next JS, предоставляя пользователям полное представление о NFT, которые были созданы или переданы в реальном времени на блокчейне Ethereum.

Проводник по блокчейну

Извлечение исторических цен на газ по номеру блока

Получить количество передач ERC20 по номеру блока

Как и NFT Explorer, этот исследователь данных блокчейна извлекает все данные блокчейна из внебиржевых данных, предоставляя пользователям возможность просматривать данные в реальном времени о последних добытых блоках и последних транзакциях Ethereum.

Предложение всех этих услуг на хостинге облачных сервисов поможет преодолеть традиционные колебания, чтобы достичь удобства использования и времени выхода на рынок в стиле реляционных СУБД. Построение таких сервисов поверх Кассандры уникально предлагает разместить эти данные вместе с вашими веб-приложениями Web3 в любом регионе или мультирегионе без необходимости шардирования. Встроенная репликация в Кассандре прошла огонь и воду в самых экстремальных интернет-масштабных производственных средах на протяжении десятилетия.

Преимущества для приложений и разработчиков Web3

За счет минимизации размера децентрализованных приложений, хранения данных в блокчейне и обработки записи в блокчейн вне блокчейна операционные расходы для большинства вариантов использования будут приведены в соответствие с уровнями Web 2.0. Опыт пользователей производительности dApp на выбранном ими устройстве возвращается к приемлемому/ожидаемому уровню. Затем разработчики dApp могут разработать соответствующие диалоги, экраны и оповещения о «времени ожидания», чтобы задать ожидания, когда пользователям нужно будет отправить операции записи в систему на основе блокчейна.

Самые крупные и наиболее сложные проблемы согласованности данных решаются, поскольку большая часть операционных данных для dApp хранится в быстрых, надежных внеблокчейновых базах данных. Это может сэкономить часы утомительного (и, возможно, бесполезного) времени отладки и избежать производственных ошибок, которые могут быть невозможно исправить.

Поскольку внеблоковые системы, такие как нереляционные базы данных, могут обрабатывать большие объемы данных, ваше dApp будет соответствовать ожиданиям по времени работы и времени ответа по мере роста блокчейна, не требуя дорогостоящего перепроектирования системы или полного переписывания месяцев спустя начала работы в производстве. Работа с Cassandra, пожалуй, самой надежной, масштабируемой и быстрой нереляционной базой данных, также является одной из самых высокооплачиваемых работ согласно последнему опросу разработчиков Stack Overflow.

Преимущества для предприятий

Сломанные, медленные или неточные приложения могут привести к неисправимым потерям пользователей, доходов и доверия инвесторов. Но давайте обсудим разговор, о котором мы все надеемся — какие захватывающие возможности могут принести синхронизация состояния блокчейна в реальном времени с безцепочной, неотносительной инфраструктурой?

Анализ dApps: Интеграция dApps с аналитическими базами данных вне цепи открывает перспективу целых вариантов использования и случаев использования «Web 2.0».

Возможности обнаружения/предотвращения мошенничества: Создавайте dApps, которые могут вытеснять плохих участников или выявлять/блокировать злоупотребление, тем самым защищая ваше пользовательское сообщество и ваш бизнес.

Авторитет для цифровых активов: NFT-биржи требуют точных/актуальных рыночных данных для облегчения лучших сделок/продаж/обменов. Предотвратите покупательский раскаяние, когда пользователи видят товар, который они купили по более низкой цене всего через несколько минут, а также ресурсоемкие процессы возврата средств и отрицательные отзывы пользователей.

Функции на основе местоположения: Знание текущего местоположения является основой для многих современных мобильных приложений. Добавьте это в свое dApp!

Приложения интернета вещей: скорость и возможность записи данных, сгенерированных машиной из программного обеспечения или аппаратного обеспечения, могут быть обработаны только без уступок с помощью нереляционных баз данных.

Суверенитет данных: для соблюдения законодательства, регуляторных требований или юридических причин найдите синхронизированную копию состояния блокчейн с вашим dApp (где бы он ни был развернут в мире).

Время анализа блокчейн-транзакции определяется протоколом и не может быть ускорено без оплаты газа/транзакционных сборов или использования услуг акселератора. Предварительная обработка как можно большего количества данных вне цепи блоков позволит минимизировать размер и частоту транзакций для конечного результата. Это снизит затраты на запись цепочки для любого случая использования и улучшит скорость dApp.

Попробуйте себя как сервис

Этот фокус на данных в реальном времени выходит за рамки блокчейна. Это область, в которой индустрия инновирует уже более десяти лет. Но технологии, такие как блокчейн, помогают продемонстрировать важность данных в реальном времени как части архитектуры данных и бизнес-моделей.

Пока мы ждем квантовой криптографии как услуги, всеобщности атомных часов и новых инноваций в распределенных алгоритмах консенсуса, данные в реальном времени теперь могут быть получены по структуре затрат Web 2.0. Данные в реальном времени по-прежнему будут являться основным, фундаментальным элементом любой реализации блокчейна в будущем.

Отказ от ответственности:

1. Эта статья перепечатана из [AIcoin]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [Питер Хамфри, DataStax]. Если у вас есть возражения к этому повторному изданию, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманде, и они незамедлительно разберутся с этим.
2. Отказ от ответственности: Взгляды и мнения, высказанные в этой статье, принадлежат исключительно автору и не являются инвестиционными советами.
3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещено.