Зараз Web3 опиняється в складній ситуації, не тільки через довгу тінь, яку кидають високопрофільні злочинці на екосистему блокчейну. Подолання трьох значущих викликів без відмови від принципів, що спочатку зробили блокчейн привабливим, - це важке завдання:

1. Порівняно з подібними продуктами Web 2.0, вартість зберігання даних на ланцюжку та операцій запису є надто високою.

2. Зберігання та операції запису на ланцюжку дуже повільні (за дизайном), щоб гарантувати безпеку, обіцяну системами на основі блокчейну. Оскільки до мережі додаються вузли та обсяг запитів на запис збільшується, продуктивність подальше погіршується через необхідність досягнення консенсусу від понад 51% вузлів щодо достовірності нових даних.

3. Довжина (розмір) будь-якого заданого ланцюжка блоків значно зростає при використанні, перевищуючи обмеження більшості інфраструктур баз даних на сучасному ринку.

Операційні бази даних, аналітичні бази даних і розподілені реєстри є ефективними, але відмінними типами систем управління базами даних. Що бентежить багатьох у нових однорангових блокчейн-мережах, так це те, що вони не є просто «базами даних»; багато з них також служать «серверами» для розміщення інтернет-додатків (або «dApps» - децентралізованих додатків), написаних будь-яким здібним розробником.

Більшість нових технологій проходять етап загального узагальнення, поки не буде знайдено відповідний продукт або ринкове рішення. Корінь цих трьох викликів полягає в тій же проблемі «використання правильного інструменту для неправильної роботи». Наприклад, більшість ІТ-професіоналів не використовували б операційні бази даних як аналітичні бази даних, і навпаки. Використання розподілених реєстрів як операційних чи аналітичних баз даних (наприклад, під dApp, розгорнутого у мережі блокчейн) є особливо не вдалим вибором, що подробицізовано нижче.

Дійсно, спільнота блокчейн досліджує інноваційні способи вирішення проблем продуктивності, не компрометуючи безпеку, але це займає час. Ethereum нещодавно вніс кілька змін у цьому відношенні. Довіра повинна бути вкладена кудись. Блокчейн переносить цю довіру від традиційної моделі Веб 2.0, але це не усуває потребу в довірі — принаймні, поки що.

Реальні дані позашляхових мереж забезпечують прямий шлях для Web3 для знаходження відповідності продукту/ринку. Однак цей підхід знаходить довіру у формі даних операцій/аналізу для додатків у межах систем Web 2.0. Проте найбільш успішні додатки та сервіси на основі блокчейну здійснили такий компроміс, використовуючи потрібні інструменти для потрібної роботи, використовуючи переваги кожної технології.

Перед тим як заглибитися в те, як і чому Web3 може розвиватися з реальними даними, спочатку розглянемо перспективи майбутнього Web3, незалежно від трикратних викликів, які ми щойно визначили.

Що буде продовжувати рушійними силами для розвитку Web3?

У такі часи важливо пам'ятати, що блокчейн ≠ криптовалюта. Криптовалюта - це застосування концепції блокчейну і базової технології. Те ж саме стосується NFT та ширшої концепції Web3. Основна концепція блокчейну - транзакції, позиції та незмінні публічні записи власності - продовжує надавати цікавий контраст із поточною фінансовою системою, де такі реєстри розташовані в приватних базах даних, доступних лише через інституційні та правові шлюзи. Які є ці реальні цінні та значущі використання в реальному світі?

За даними McKinsey, найбільші платформи з позик Web3 видали позики на суму 200 мільярдів доларів у 2021 році. Кредити, депозити, перекази, обмін активами, торговельне фінансування та страхування стали життєдатними варіантами використання. Інші пір-до-пір, геймінг, соціальні та онлайн-медіа, хоча й ранні учасники, проявляють значну активність.

Цифрові служби ідентифікації та управління ланцюгом постачання та логістикою залишаються очевидними можливостями. Гіпотетичні використання в передбаченому метавсесвіті підштовхують реальні інвестиційні долари, з компаніями, такими як Facebook, що ребрендуються на Meta, і йдуть на всі 100.

Приватні блокчейн-системи в закритих та захищених мережах (наприклад, Hyperledger Fabric) можуть не відповідати тому, що задумували їх творці, але зараз можуть пропонувати більш загальні випадки використання для конкретних галузей та установ (за рахунок того, що вони не є відкритою системою Web3 для громадськості). NFT або концепція унікальних, недільних та незмінних токенів мають справжню потенційну комерційну цінність у цифровому представленні преференційних активів реального світу та тільки онлайн.

Це безпечні громадські спекуляції, які стали можливими, але ще не вирішені. Юридично (і у деяких випадках фізично) встановлення зв'язків між реальним світом та цифровими NFT все ще проходить широке дослідження. Постачальник Web3 Alchemy зазначив у щоквартальному звіті, що розгортання розумних контрактів зросло на 143% порівняно з тим самим кварталом 2021 року.

Незважаючи на значні виклики, які потрібно подолати, як і будь-яка нова ідея, привабливість інвестиційних фондів, розробників та інституційний інтерес справді має потенціал привернути енергію, яка підштовхне розвиток блокчейну. По мірі того, як базова технологія стає більш зрілою, буде створено більше цінності Web3. Зі зростанням цінності виникатимуть нові можливості, що сприятимуть зацікавленості у вирішенні питань щодо регулювання, юридичних питань, конфіденційності даних та поліпшення досвіду розробників та кінцевих користувачів.

Розгляди розробників Web3 для даних на ланцюжку

Виклики, з якими стикаються продукти блокчейн на основі Proof of Work, поширюються на їх базову архітектуру. Операційні бази даних високо підходять для швидкого, ефективного зберігання та отримання даних. Аналітичні бази даних відзначаються швидкими, відкритими запитаннями та дослідженнями. Нереляційні бази даних масово пропонують різні рівні операційних або аналітичних можливостей без жертвування продуктивністю та доступністю.

Системи на основі блокчейну забезпечують безпечні, незмінні реєстри, але за рахунок продуктивності. Спроба використовувати безпечні, тільки для додавання незмінні реєстри як операційні, аналітичні або нереляційні бази даних призведе до наступних проблем:

Неприйнятна продуктивність

Стек технологій веб 2.0 встановив очікування щодо швидкого цифрового досвіду для більшості людей у всьому світі, незалежно від того, чи вони використовують планшети, смартфони або настільні/ноутбукові комп'ютери, не потребуючи від двох хвилин до шести годин. Більшість популярних реалізацій блокчейну базуються на повільних алгоритмах доказу роботи для забезпечення запису операцій у сховище даних блокчейну та повільному консенсусу вузлів для забезпечення послідовного читання даних по всій мережі вузлів.

Обсяг даних спричиняє перерви в виробництві

Блокчейн - це не просто проблема "великих даних"; це величезна, надзвичайно велика проблема з даними, яка лише зростає зі збільшенням використання. Небагато операційних або аналітичних баз даних можуть досягти цього рівня, і ще менше можуть справді досягти цього рівня лінійної масштабованості, значно обмежуючи вибір.

Протирічлива та неточна інформація

Широке розповсюдження блокчейну, його дизайн «однорідності в кінцевому рахунку» та характер доказу роботи роблять його надійним, але призводять до неоднорідних даних, що робить його непридатним як операційну або аналітичну базу даних для додатків Web3. Оскільки для цих проблем не існує повідомлень про помилки або кодів несправностей, написання коду обробки помилок для тестування, тлумачення або вирішення цих помилок для спроби компенсації є часовитратним або неможливим. Природно, відлагодження виробництві або в інших критичних моментах є кошмаром для всіх зацікавлених сторін. Технічна підтримка наступного рівня буде не в змозі надати відповіді розчарованим користувачам, а розробники не зможуть надати відповіді технічній підтримці. Це призводить до негативних відгуків у магазинах додатків.

Неприпустимі витрати на зберігання/використання

Операції на ланцюжку коштують дорого: збереження 1 ГБ даних на блокчейні Ethereum може коштувати тисячі доларів.

Інші важливі аспекти

Індексація або синхронізація даних блокчейну поза ланцюжком не є простою, оскільки ці дані не можуть бути прочитаними людиною. Дані блокчейну потребують декодування, збагачення, переорганізації та моделювання даних через сторонні служби обробки даних перед тим, як їх можна буде легко використовувати розробниками.

Рішення: Синхронізація даних в реальному часі поза ланцюгом

Впровадження популярних блокчейн-мереж вимагає часу для вирішення проблем продуктивності, пов'язаних з їх проектуванням. Офчейн-обробка – це основна техніка, яка використовується успішними ІТ-фахівцями для повного використання існуючих технологій баз даних і переваг блокчейну, розподіляючи кожну технологію для її найкраще продуманої мети. Простіше кажучи, dApps повинні зчитувати дані з офчейн-баз даних і записувати дані назад у ланцюжок (але записувати лише мінімальні деталі, необхідні для кінцевого результату транзакції).

Синхронізуючи стан блокчейну в реальному часі з операційною або аналітичною базою даних, ви забезпечуєте точність та актуальність даних, які є важливими для швидкої роботи вашого dApp. Потім, після того, як ваш dApp та база даних поза ланцюжком завершать якнайбільше попередньої обробки, надсилайте кінцеві результати на ланцюжок.

Статичні та бінарні активи можуть використовувати системи, подібні до IPFS, але з тих самих причин доцільно розглядати зберігання об'єктів поза ланцюжком (наприклад, S3), де це можливо. Тому на практиці база даних поза ланцюжком з завжди синхронізованим клоном стану ланцюжка повинна стати метою для якнайбільшої кількості операційних або аналітичних завантажень.

Однак, як вже обговорювалося, величезний обсяг даних (особливо з часом) може перевантажити більшість інфраструктур даних. Apache Cassandra є однією з найпотужніших операційних систем баз даних на цьому рівні місткості, масштабу та продуктивності.

З правильною моделлю даних програми можуть відчувати підсекундну швидкість, очікувану від кеш-пам'яті, такої як Redis, та постійних систем управління базами даних (DBMS). Що, якщо нереляційні служби обробки даних можуть забезпечити історичні дані та завжди актуальні (в реальному часі) дані поза ланцюгом?

Під час індексації процесу, сировинні дані автоматично розкодовуються. Для розробників це змінює досвід роботи з даними блокчейну у вигляді сирового шістнадцяткового коду, наступним чином:

Для зручної для людини інформації, як наступно:

Зазвичай розробники Web3 повинні переробляти та збагачувати дані блокчейну з сторонніх сервісів обробки даних, таких як Etherscan, whatsabi, метадані NFT та інші, щоб зробити їх корисними для найпростіших запитів. Якщо збагачені дані подальше моделюються у запитувані таблиці бази даних, розробники матимуть повний функціонал стандартних мов запитів DBMS (замість того, щоб вивчати API аналітики блокчейну).

Давайте подивимося на приклад:

Інтенція розробника: Пошук п'яти записів з блок-групи 134

Фактичний код запиту:

Відповідь системи:

Отже, як це виглядає на практиці? Щоб оживити це, подивіться на ці два (в реальному часі) приклади застосувань, які точно використовують такі off-chain сервіси з реальним часом. Розробники Web3 повинні бути обізнані з вихідним кодом додатка; він написаний за допомогою популярної бібліотеки Web3.js.

Дослідник NFT

Пошукайте кожен NFT, створений протягом кількох секунд

Витягніть історію переказу NFT за один виклик API

NFT Explorer побудований з використанням React та Next JS, що надає користувачам повний огляд NFT, які були відтворені або переведені в реальному часі на блокчейн Ethereum.

Дослідник блокчейну

Витягніть історичні ціни на газ за номером блоку

Отримати обсяги переказів ERC20 за номером блоку

Подібно до NFT Explorer, цей дослідник даних блокчейну витягує всі дані блокчейну з даних поза ланцюжком, надаючи користувачам реальний час перегляду останніх добутих блоків та останніх транзакцій Ethereum.

Пропозиція всі ці послуги на хостингових хмарних сервісах допоможе подолати традиційні зволікання, щоб досягти зручності та часу досягнення ринку у стилі реляційних DBMS. Побудова таких послуг на основі Cassandra унікально може пропонувати розміщення цих даних разом з вашими веб-застосунками Web3 в будь-якому регіоні або мультирегіонально без потреби в шардуванні. Вбудована реплікація Cassandra пройшла випробування на бойових ділянках у найекстремальніших виробничих середовищах Інтернету протягом понад десятиліття.

Переваги для веб-застосунків Web3 та розробників

Завдяки мінімізації розміру dApps, зберігання даних блокчейну та позаланцюгової обробки записів блокчейну, операційні витрати для більшості випадків використання будуть переорієнтовані на рівень Web 2.0. Досвід користувачів щодо продуктивності dApp на обраному ними пристрої повертається до прийнятного/очікуваного рівня. Потім розробники dApp можуть розробити відповідні діалоги, екрани та сповіщення про час очікування, щоб встановити очікування, коли користувачам потрібно буде надіслати операції запису до системи на основі блокчейну.

Найбільші та найскладніші проблеми узгодженості даних вирішені, оскільки більшість операційних даних для додатків зберігаються в швидких, надійних позачергових базах даних. Це може заощадити години невпорядкованого (і, можливо, марносправного) часу відлагодження та уникнути виробничих помилок, які можуть бути неможливо вирішити.

Тому що системи поза ланцюжком, такі як нереляційні бази даних, можуть обробляти великі обсяги даних, вашому додатку dApp вдасться відповідати очікуванням щодо часу роботи та часу відповіді при зростанні блокчейну, не потребуючи дорогих перепроектувань системи або повних перезаписів місяцями після введення в експлуатацію. Робота з Cassandra - певно, найнадійнішою, масштабованою та найшвидшою нереляційною базою даних - також є однією з найвищеоплачуваних робіт, згідно з останнім опитуванням розробників Stack Overflow.

Переваги для підприємств

Пошкоджені, повільні або неточні додатки можуть призвести до невідновних втрат користувачів, доходів та довіри інвесторів. Але давайте обговоримо розмову, яку ми всі сподіваємося мати - які захоплюючі можливості може принести синхронізація стану блокчейну в реальному часі з позацеповою, нереляційною інфраструктурою?

Аналіз dApps: Інтеграція dApps з аналітичними базами даних поза ланцюжком відкриває перспективи всіх опцій та використання веб-сайтів 2.0.

Можливості виявлення/попередження шахрайства: Створюйте додатки, які можуть виганяти поганих акторів або позначати/блокувати зловживання, тим самим захищаючи вашу спільноту користувачів та ваш бізнес.

Авторитет для бірж цифрових активів: Обміни NFT потребують точних/оновлених ринкових даних для полегшення найкращих угод/продажів/обмінів. Запобігання відчуттю купівельника, коли користувачі бачать, що товар, який вони придбали за кілька хвилин, коштує дешевше, а також великі процеси повернення та негативні відгуки користувачів.

Функції на основі місцезнаходження: Знання поточного місцезнаходження є основою багатьох сучасних мобільних додатків. Додайте це до свого dApp!

Застосування Інтернету речей: швидкість та потужність запису даних, створених машинами з програмного забезпечення або апаратного забезпечення, можуть бути оптимально оброблені лише нереляційними базами даних.

Суверенітет даних: З метою відповідності, регулювання або юридичних причин знайдіть синхронізовану копію стану блокчейну з вашим додатком (де б він не був розгорнутий у світі).

Час розбору транзакцій у блокчейні визначається протоколом, і без використання газу/транзакційних відсотків або послуг прискорення, його неможливо прискорити. Шляхом попередньої обробки якомога більшої кількості даних поза ланцюжком, можна мінімізувати розмір та частоту транзакцій для кінцевого результату. Це знизить витрати на запис ланцюжка для будь-якого випадку використання та покращить швидкість додатків.

Спробуйте це самі як сервіс

Це увага до даних у реальному часі виходить за межі блокчейну. Це область, в якій промисловість інновацій працює вже понад десять років. Проте технології, такі як блокчейн, допомагають продемонструвати важливість даних у реальному часі як частину архітектури даних та бізнес-моделей.

Поки ми чекаємо на квантову криптографію як послугу, загальнодоступність атомних годин та нові інновації в розподіленому алгоритмі узгодження, реальні дані тепер можна отримати за структурою вартості Web 2.0. Реальні дані все ще будуть основним, фундаментальним елементом будь-якої реалізації блокчейну в майбутньому.

Disclaimer：

1. Ця стаття перепечатана з [ AIcoin]. Усі авторські права належать оригінальному автору [Pieter Humphrey, DataStax]. Якщо є зауваження до цього перевидання, будь ласка, зв'яжіться з Gate Learnкоманда, і вони оперативно цим займуться.
2. Відповідальність за відмову: Погляди та думки, висловлені в цій статті, є виключно тими, хто їх автор, і не становлять жодної інвестиційної поради.
3. Переклади статей на інші мови виконуються командою від Gate Learn. Якщо не зазначено інше, копіювання, поширення або плагіатування перекладених статей заборонені.