Resumen

Los servicios en la nube descentralizados siempre han sido considerados como una de las aplicaciones del mundo real más cruciales de la tecnología blockchain. La integración de Web3 y los servicios en la nube presenta una narrativa emocionante, aún más mejorada por la incorporación de la IA. Sin embargo, lograr un consenso instantáneo para cálculos en un entorno puramente asíncrono como los servicios en la nube plantea desafíos técnicos significativos para DFINITY IC. Arweave AO se libera de las limitaciones de las blockchains tradicionales al no manejar directamente cálculos o consenso. En cambio, emplea un modelo económico y verificación perezosa para garantizar la precisión de los resultados de cálculo, ofreciendo un enfoque novedoso para la computación descentralizada.

Introducción Básica

La nube es un entorno de TI que abstrae, agrega y comparte recursos escalables en toda una red. Estos recursos incluyen potencia de cálculo, almacenamiento y ancho de banda de red. Las principales características técnicas incluyen tecnología de virtualización, gestión de recursos distribuidos y tecnología de ejecución paralela. En comparación con los entornos de TI tradicionales basados en máquinas físicas, la nube es más rentable, escalable y más fácil de gestionar.

Los servicios en la nube, la computación en la nube y el almacenamiento en la nube son subconceptos derivados del concepto más amplio de la nube. La computación en la nube se refiere a proporcionar servicios de computación a través de la nube, el almacenamiento en la nube se refiere a proporcionar servicios de almacenamiento a través de la nube, y los servicios en la nube abarcan varios servicios de TI proporcionados a través de la nube, incluidos tanto los servicios de computación como de almacenamiento. Cabe destacar que la computación en la nube y los servicios en la nube a menudo se consideran sinónimos en muchos contextos, pero este artículo hace una distinción entre los dos.

Actualmente, el mercado de servicios en la nube está dominado por varios actores importantes. A nivel mundial, Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform (GCP) y Microsoft Azure representan más del 60% del mercado. A nivel nacional, Alibaba Cloud, Tencent Cloud y Huawei Cloud controlan aproximadamente el 60% del mercado en China, demostrando un efecto Mateo significativo.

Los servicios de nube descentralizados, por otro lado, perturban el modelo actual de servicios en la nube a través de la tecnología blockchain. Confían en las fuerzas del mercado para determinar el valor y la asignación de la potencia de cálculo, el espacio de almacenamiento y el ancho de banda.Esto no solo logra una asignación de recursos más eficiente y directa, sino que también rompe el monopolio de los gigantes de servicios en la nube. Dado que todos los recursos subyacentes son proporcionados por los usuarios, si la estructura económica de una red de servicios en la nube descentralizada se vuelve inadecuada, los usuarios pueden optar por abandonar la red o unirse a otras redes de servicios en la nube descentralizadas. Esto limita la capacidad de los proveedores de servicios en la nube descentralizados para participar en prácticas perjudiciales.

El camino del desarrollo de servicios en la nube descentralizados

La computación descentralizada no se menciona aquí porque el autor cree que es una proposición falsa. En primer lugar, los contratos inteligentes en la cadena de bloques son inherentemente responsables de la computación descentralizada. En segundo lugar, para tareas de computación complejas, la descentralización implica un desperdicio de potencia computacional. No se debe buscar la descentralización por sí misma; la computación distribuida verificable podría ser una mejor opción, como el autor explicará más tarde.

En comparación con la computación instantánea, el almacenamiento persistente es claramente un excelente escenario de aplicación para la descentralización. Permite que los datos se almacenen y distribuyan en una red descentralizada, lo que los hace inmutables y resistentes a la censura. De hecho, el almacenamiento descentralizado ya se ha convertido en una de las aplicaciones más exitosas de blockchain en escenarios no financieros.

En 2014, Protocol Labs propuso IPFS, el Sistema de Archivos Interplanetario, abriendo la puerta al almacenamiento descentralizado a escala cósmica. IPFS implementó la dirección de archivos basada en contenido, evitando que el mismo archivo se almacene múltiples veces y ahorrando significativamente espacio de almacenamiento. También utiliza una red P2P, lo que permite descargar datos de manera concurrente desde múltiples nodos, reduciendo en gran medida los costos de ancho de banda. Esto convirtió a IPFS en el protocolo subyacente para muchos proyectos de almacenamiento descentralizado, siendo Filecoin el más representativo.

En julio de 2017, Protocol Labs, el desarrollador de IPFS, anunció la creación del proyecto Filecoin. Filecoin es una capa de aplicación de incentivos y un sistema de cadena pública blockchain en la red IPFS. Adopta un mecanismo de consenso híbrido, basado principalmente en Consenso Esperado (EC), y complementado por Prueba de Espacio-Tiempo (PoSt) y Prueba de Replicación (PoRep). La visión de Filecoin es incentivar a una gran cantidad de nodos en todo el mundo para proporcionar servicios de almacenamiento y recuperación, promoviendo el uso generalizado del protocolo de almacenamiento y transmisión de archivos IPFS.

También en julio de 2017, Stroj Labs fundó Storj, casi simultáneamente con Filecoin. Storj se posiciona como un servicio de almacenamiento a nivel empresarial, inclinándose más hacia la comercialización, compitiendo directamente con el servicio S3 de AWS. Sin embargo, su arquitectura es seudo descentralizada. Aunque comenzó a emitir tokens en 2018, la gestión de sus metadatos, producción de bloques, recompensas y penalizaciones son manejadas por nodos satélites, que actualmente son mantenidos solo por el equipo del proyecto. Aunque el plan futuro incluye descentralizar los nodos satélites, el problema parece ser difícil de resolver en este momento. Como resultado, su estado actual todavía se asemeja a un almacenamiento tradicional disfrazado con la apariencia de blockchain.

En junio de 2018, se lanzó la red principal de Arweave.Arweave no es una capa de incentivos basada en IPFS, sino que integra almacenamiento de datos e incentivos, centrándose en habilitar el almacenamiento y acceso permanente de datos. Arweave no requiere que los mineros conserven todos los registros de bloques, pero anima a los mineros a guardar tantos bloques como sea posible, especialmente aquellos con menos redundancia, a través de Pruebas Simplificadas de Acceso Aleatorio (SPoRA). Los mineros que hacen esto tienen una probabilidad más alta de recibir recompensas mineras. Básicamente, Arweave asegura que los datos se copien tanto como sea posible para aumentar la confiabilidad del almacenamiento de datos a través de un enfoque de teoría de juegos.

En mayo de 2021, Internet Computer (IC), desarrollado por la Fundación DFINITY, se puso en funcionamiento. IC es el primer servicio de nube descentralizada completo, aclamado como la arquitectura de blockchain de tercera generación. A través de la innovadora tecnología blockchain, IC puede proporcionar escalabilidad ilimitada y procesamiento rápido de transacciones, y puede manejar solicitudes HTTP para admitir aplicaciones descentralizadas a gran escala, desde plataformas de redes sociales, servicios de alojamiento de proyectos de código abierto hasta diversas aplicaciones de nivel empresarial e incluso grandes modelos de IA. Teóricamente, cualquier servicio de internet existente puede ser reconstruido en IC como una versión descentralizada.

En noviembre de 2022, la aparición de ChatGPT marcó un hito en la inteligencia artificial sólida y desencadenó una nueva oleada de fiebre por la inteligencia artificial. Las empresas emergentes de IA han surgido como setas después de la lluvia. Con la actualización iterativa de modelos grandes generativos, la demanda y el costo de la potencia informática han aumentado exponencialmente. Como resultado, ha surgido la pista de potencia informática descentralizada, que se compromete a utilizar potencia informática compartida para reducir los costos de entrenamiento de grandes modelos para las empresas emergentes de IA, debilitando la competencia desleal causada por gigantes de servicios en la nube que aprovechan su posición dominante.

Proyectos conocidos en la carrera de potencia informática descentralizada incluyenio.net, Render, Akash, Gensyn, etc. Aunque también se pueden categorizar bajo servicios de nube descentralizada, su protocolo central se basa en construir un mercado de potencia computacional e incentivar a los proveedores de potencia computacional. Esto se alinea más estrechamente con la definición de DePIN (Redes de Infraestructura Física Descentralizada).

En febrero de 2024, Arweave lanzó oficialmente la supercomputadora paralela AO*,convirtiéndose en el segundo servicio en la nube descentralizado completo después de IC de DFINITY. La jornada del desarrollo del servicio en la nube descentralizado continúa.

Arweave AO: Separation of Computation and Consensus

Tanto DFINITY IC como Arweave AO son servicios de nube descentralizados completos, con similitudes significativas. En primer lugar, funcionalmente, ambos admiten la descentralización de servicios de Internet a gran escala y la introducción de grandes modelos de IA para ejecutarse en contratos inteligentes de blockchain. En segundo lugar, sus arquitecturas están diseñadas basadas en el modelo Actor. Un Actor es una unidad básica de un modelo de computación concurrente en la ciencia de la computación. Adoptar el modelo Actor es adecuado para construir sistemas de alta concurrencia, distribuidos y tolerantes a fallos, que también es el origen del nombre de Arweave AO.

La principal diferencia entre los dos es la capa de almacenamiento de datos, la capa de ejecución y la capa de consenso.

• Capa de almacenamiento de datos: El contrato inteligente en DFINITY IC se llama Canister. Canister tiene su propio contenedor dedicado (similar a Docker). Los datos de cada Canister están encapsulados en su propio contenedor independiente y no pueden ser vistos por el mundo exterior. Detalles: Los datos internos solo pueden ser accedidos a través de la interfaz proporcionada por Canister; Arweave AO se basa en Arweave, y los datos se almacenan en Arweave y son públicos para el mundo exterior;
• Capa de ejecución: La máquina virtual de DFINITY IC es WASM. El código del Canister se compilará en un módulo WASM para ser implementado y ejecutado en el IC. Solo admite estándares como la interfaz del sistema de WebAssembly; Arweave AO es más flexible, siempre y cuando siga el estándar del protocolo AO, se puede utilizar cualquier máquina virtual, incluidas EVM, WASM, Move VM, etc. El lenguaje de desarrollo de contrato AOS actualmente construido oficialmente por Arweave es Lua;
• Capa de consenso:DFINITY IC's subnet adopts a variant of BFT (Byzantine Fault Tolerance, tolerancia a fallas bizantinas) consensus, and subnets are verified through Chain-Key technology; Arweave AO se basa en SCP (Storage-based Consensus Paradigm, paradigma de consenso basado en almacenamiento), es un paradigma de consenso basado en almacenamiento que enfatiza que el consenso ocurre en la capa de almacenamiento y utiliza Arweave para almacenamiento inmutable para garantizar seguridad y verificabilidad.

A partir de la comparación anterior, es evidente que DFINITY IC todavía se adhiere al paradigma estándar de la cadena de bloques, mientras que Arweave AO parece menos como una cadena de bloques típica, ya que ni siquiera tiene un mecanismo de consenso. Entonces, ¿cómo se asegura de que los nodos diferentes estén de acuerdo en los resultados de la computación?

La respuesta es que Arweave AO no puede garantizar resultados de computación consistentes, sus resultados de computación no generan ninguna prueba (como un árbol de Merkle), pero el almacenamiento inmutable de Arweave es verificable.La separación de la computación y el consenso es la parte más ingeniosa del diseño de Arweave AO.

Arweave almacena los datos holográficos de AO y cada hilo en AO. Cualquiera puede recuperar AO y cualquier hilo en AO a través de estos datos holográficos. Esto es en realidad el la idea principal de SCP, es decir, siempre que el almacenamiento sea inmutable, todas las transacciones en él son rastreables, por lo que no importa dónde se calcule la aplicación, se obtendrá el mismo resultado.

Una vez que se resuelva el problema de verificabilidad, el modelo económico de AO se puede utilizar para animar a todos a proporcionar resultados de cálculo correctos. Esto es similar al mecanismo de margen de los nodos de Chainlink en DON. Los nodos deben comprometer tokens primero al unirse a la red AO. Cuando los nodos proporcionan resultados de cálculo correctos, se les incentiva, y cuando proporcionan resultados incorrectos, se les penaliza.

Conclusión

Los servicios de nube descentralizados han sido considerados durante mucho tiempo como una de las aplicaciones del mundo real más cruciales de la tecnología blockchain.La combinación de Web3 y servicios en la nube no solo presenta una emocionante dirección narrativa, sino que también se integra perfectamente con la IA, mejorando aún más su potencial.

Los servicios en la nube descentralizados han evolucionado durante una década, comenzando con IPFS. Técnicamente hablando, los protocolos subyacentes de almacenamiento y computación se han perfeccionado. Desde una perspectiva de mercado, hay una amplia demanda de redes de intercambio de recursos, impulsada principalmente por la potencia computacional. Sin embargo, a pesar de estos avances, hay una notable falta de soluciones completas, y las que existen están lejos de ser perfectas.

Antes de su lanzamiento, IC de DFINITY fue considerado el AWS de Web3, coronado como la arquitectura blockchain de tercera generación. Desafortunadamente, encontró dificultades al momento de su lanzamiento y recién ha comenzado a recuperarse. Además de los factores del mercado, lograr un consenso instantáneo para cálculos en un entorno puramente asíncrono, como los servicios en la nube, requiere altos recursos de hardware. Este requisito impacta el grado de descentralización, socavando la importancia del mecanismo de consenso del blockchain.

Arweave AO se libera de las limitaciones de las cadenas de bloques tradicionales al no manejar directamente cálculos o consenso. En cambio, emplea un modelo económico y verificación perezosa para garantizar la precisión de los resultados de los cálculos, ofreciendo un enfoque novedoso para la computación descentralizada. Sin embargo, la computación verificable implementada basada en SCP es supervisada y verificada fuera de la cadena, lo que teóricamente plantea el riesgo de supervisión insuficiente fuera de la cadena. Si bien su aplicabilidad en escenarios de cálculo a gran escala aún necesita validación del mercado, las perspectivas futuras son prometedoras.

declaración:

1. Este artículo es reimpreso de [permadao], el título original es “La historia evolutiva de los servicios de nube descentralizados: desde DFINITY IC hasta Arweave AO”, derechos de autor atribuidos al autor original[Pignard ], si tienes alguna objeción a la reimpresión, por favor contacta Equipo Gate Learn, el equipo lo manejará tan pronto como sea posible de acuerdo a los procedimientos relevantes.

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