Công nghệ blockchain đã thay đổi cách chúng ta hiểu về thế giới xung quanh chúng ta. Khái niệm phi tập trung mà nó mang lại đã ảnh hưởng đến nhiều ngành công nghiệp, bao gồm cả ngành công nghiệp lưu trữ tệp. Bài viết này sẽ thảo luận về việc lưu trữ tệp phi tập trung là gì và hoạt động như thế nào. Ngoài ra, chúng ta sẽ thảo luận về những lợi ích và hạn chế của công nghệ đột phá này.

Decentralized Storage là gì?

Lưu trữ phi tập trung là một hệ thống lưu trữ tệp tin dựa vào một mạng phân phối thay vì một thực thể tập trung duy nhất. Mạng phân phối (thường là blockchain) dựa vào các nút ngang hàng thu thập, lưu trữ và bảo mật dữ liệu. Các nút này duy trì mạng và được thưởng bằng mã thông báo như động viên.

Do đó, các ứng dụng lưu trữ tệp phi tập trung được thiết kế để chống lại sự kiểm duyệt. Điều này giúp người dùng hoàn toàn kiểm soát dữ liệu của họ, và cơ chế bảo mật dữ liệu không phụ thuộc vào các điểm lỗi cụ thể. Ngược lại, các nền tảng lưu trữ tập trung giữ dữ liệu trên các máy chủ lớn đơn lẻ, có thể dễ dàng trở thành điểm tập trung cho các cuộc tấn công. Họ cũng có thể quyết định giữ lại dữ liệu của bạn vì bất kỳ lý do nào.

Làm thế nào để Lưu trữ Phi Tập trung hoạt động?

Giống như lưu trữ tập tin tập trung, lưu trữ phi tập trung cũng đòi hỏi người dùng tải lên dữ liệu của họ một lần để lưu trữ và sau đó tải xuống khi cần. Tuy nhiên, điểm chung duy nhất của họ là vậy. Lưu trữ dữ liệu trên các mạng phi tập trung tuân theo một con đường khác biệt so với các máy chủ tập trung. Chúng ta có thể chia con đường thành năm bước như sau:

Mã hóa

Dữ liệu được tải lên các nền tảng lưu trữ phi tập trung được mã hóa trước để tăng cường sự riêng tư và bảo mật của nó. Việc mã hóa này được thực hiện bằng các thuật toán mật mã làm xáo trộn dữ liệu, vì vậy bạn chỉ có thể giải mã nó nếu bạn có chìa khóa giải mã tương ứng. Điều này đảm bảo rằng ngay cả khi dữ liệu bị ngăn chặn hoặc bị đe dọa, nó vẫn an toàn và không thể truy cập bởi các bên không mong muốn.

Sharding

Data sharding, hoặc phân vùng, là việc chia các bộ dữ liệu lớn thành các phần nhỏ được gọi là “shards” hoặc “chunks.” Việc phân vùng cải thiện tính mở rộng, linh hoạt, bảo mật và hiệu suất tổng thể của tập dữ liệu.

Phân phối

Sau khi dữ liệu được phân mảnh, nó được phân phối trên nhiều nút mạng khác nhau. Điều này đảm bảo rằng không có một nút nào có quyền truy cập vào toàn bộ thông tin. Ngay cả khi một nút bị tấn công và dữ liệu được giải mã một cách nào đó, kẻ tấn công cũng sẽ không thể truy cập vào toàn bộ tập dữ liệu.

Dư thừa và Sao chép

Điều này là một biện pháp bảo mật bổ sung để đảm bảo dữ liệu luôn sẵn có trên mạng. Do đó, mạng tạo ra nhiều bản sao của mỗi mảnh và phân tán chúng giữa nhiều nút phân tán hơn nữa. Đó giống như việc sao chép một tài liệu quan trọng và lưu trữ chúng ở những địa điểm khác nhau.

Truy xuất dữ liệu

Khi người dùng tải dữ liệu lên hệ thống lưu trữ phi tập trung thành công, anh ta có thể gọi dữ liệu đó bất cứ lúc nào. Khi anh ta sẵn sàng lấy dữ liệu, anh ta gửi yêu cầu đến mạng và cung cấp khóa giải mã hoặc thông tin xác thực khác. Mạng sau đó truy xuất các mảnh cần thiết từ các nút khác nhau mà chúng đã lưu trữ. Các mảnh được lắp ráp lại và được trình bày cho người dùng dưới dạng một bộ dữ liệu hoàn chỉnh.

Ba loại mạng phi tập trung

Mạng Lưu Trữ

Mạng lưu trữ phân cấp được thiết kế để phân phối dữ liệu trên nhiều nút, điều này có thể nâng cao khả năng sẵn có và dự phòng dữ liệu, nhưng cũng đòi hỏi người dùng phải đảm bảo an ninh và độ bền của dữ liệu của họ trong mạng. Trong mạng lưu trữ phân cấp, người dùng thường có khả năng chọn các nút cụ thể sẽ lưu trữ dữ liệu của họ.

Chợ

Một thị trường phi tập trung hoạt động như một nền tảng cho phép người dùng khám phá, so sánh và chọn lựa các tùy chọn lưu trữ khác nhau từ các nhà cung cấp lưu trữ phi tập trung. Một thị trường phi tập trung cũng có thể có các tính năng bổ sung như giá cả, sẵn có và các chỉ số hiệu suất để hỗ trợ người dùng trong việc đưa ra quyết định có hiểu biết. Nó hoạt động như một cầu nối giữa người dùng và các nhà cung cấp lưu trữ phi tập trung, tạo điều kiện cho sự tương tác và tích hợp giữa hai bên để cung cấp dịch vụ lưu trữ trong một hệ sinh thái phi tập trung.

Lưu trữ Phân tán

Trong mạng phân cấp được thiết kế cho lưu trữ phân tán, mã hóa dữ liệu được sử dụng để chia dữ liệu thành các đoạn nhỏ hơn, sau đó phân tán qua nhiều nút lưu trữ. Phương pháp này đảm bảo an ninh và khả năng chịu đựng của mạng, vì dữ liệu được bảo vệ và lưu trữ một cách dư thừa trên các nút khác nhau.

Lưu trữ phân tán sử dụng mã hóa xóa để cho phép khôi phục các đoạn dữ liệu bị mất hoặc bị hỏng bằng cách sử dụng các đoạn dữ liệu dư thừa. Điều này có nghĩa là ngay cả khi một số nút lưu trữ hoặc đoạn dữ liệu không khả dụng hoặc bị hỏng, dữ liệu gốc vẫn có thể được tái tạo từ các đoạn dữ liệu còn lại và các đoạn dữ liệu dư thừa.

Lưu trữ Phi tập trung so với Lưu trữ Đám mây

Lưu trữ phi tập trung khác biệt so với lưu trữ đám mây. Sự khác biệt chính giữa hai mô hình lưu trữ là “tin tưởng.” Mô hình phi tập trung đòi hỏi sự không tin tưởng, điều này có nghĩa là các nhà vận hành nút lưu trữ, bất kể họ là ai hoặc họ sử dụng phần cứng gì, không thể xem hoặc truy cập vào dữ liệu được lưu trữ trên nút của họ.

Trong mạng phân tán, các nút lưu trữ độc lập lưu trữ dữ liệu mà không có quyền truy cập vào các tệp hoàn chỉnh. Dữ liệu và ứng dụng được mã hóa, mã hóa và chia thành các đoạn, sau đó được lưu trữ trên các nút phân tán. Phương pháp này đảm bảo rằng dữ liệu luôn an toàn và riêng tư, vì nó bị chia nhỏ và phân tán trên nhiều nút, làm cho việc một nút duy nhất truy cập vào dữ liệu hoàn chỉnh hoặc thông tin có thể sử dụng trở nên khó khăn.

Lưu trữ phi tập trung giống như việc giữ bản sao của tài liệu hoặc tập tin quan trọng của bạn tại các nơi an toàn khác nhau, chẳng hạn như nhà của bạn, một ngân hàng và nhà của bạn bè. Bạn có quyền kiểm soát nơi bạn lưu trữ mỗi bản sao, và ngay cả khi một nơi gặp vấn đề, bạn vẫn có thể truy cập các tập tin của mình từ những nơi khác. Đó giống như có nhiều bản sao lưu để đảm bảo dữ liệu của bạn được an toàn và dễ truy cập.

Ån one hand, lưu trữ đám mây giống như việc giữ tất cả tài liệu hoặc tệp của bạn trong một cơ sở lưu trữ duy nhất do một công ty điều hành. Bạn có thể truy cập tệp của mình từ bất kỳ nơi nào bằng cách sử dụng internet, nhưng nếu có vấn đề với cơ sở lưu trữ đó, bạn có thể không thể truy cập tệp của mình cho đến khi vấn đề được khắc phục. Khác với lưu trữ phân cấp, thông tin được lưu trữ trên các nền tảng lưu trữ đám mây có thể được truy cập bởi máy chủ lưu trữ đám mây.

Lợi ích của lưu trữ phi tập trung

Bảo mật và Khả năng Phục hồi

Các phương pháp lưu trữ phi tập trung nói chung an toàn hơn so với các đối tác tập trung. Điều này là do dữ liệu được lưu trữ trên chúng được phân tán trên các nút khác nhau ở các vị trí khác nhau. Điều này loại bỏ một điểm thất bại trung tâm. Nó cũng làm cho hệ thống chống chịu hơn trong trường hợp ngưng hoạt động hoặc thời gian chết.

Quyền riêng tư

Vì nền tảng lưu trữ phi tập trung sử dụng nguyên lý của công nghệ chuỗi khối, chúng cung cấp cho người dùng một mức độ ẩn danh cao. Do đó, chúng rất lý tưởng để lưu trữ tài liệu nhạy cảm hoặc bí mật.

Giá cả phải chăng

Nhiều lựa chọn lưu trữ phi tập trung rẻ hơn, đặc biệt là đối với các tệp tin lớn hoặc bộ dữ liệu. Người dùng cũng có thể tận dụng không gian lưu trữ dư thừa trên máy tính của họ và cung cấp nó cho người dùng khác để kiếm tiền.

Giới hạn của Lưu trữ Phi tập trung

Độ phức tạp

Một số lựa chọn lưu trữ phi tập trung đôi khi khó triển khai đối với người mới bắt đầu do sự phức tạp mà chúng mang lại. Điều này có thể là rào cản tiềm năng đối với việc áp dụng.

Vấn đề Pháp lý

Các cơ quan luôn luôn nghi ngờ về những sáng kiến phi tập trung. Việc phi tập trung có nghĩa là mọi người có thể làm bất cứ điều gì mà không bị kiểm duyệt không phải là điều họ chấp nhận. Điều tương tự áp dụng cho hệ thống lưu trữ file phi tập trung. Ví dụ, các trang BitTorrent đã đấu tranh với nhiều cuộc chiến pháp lý dựa trên vấn đề vi phạm bản quyền và ăn cắp

Ví dụ về Hệ thống Lưu trữ Phi tập trung

Hệ thống Tập tin Liên Hành Tinh (IPFS)

Nguồn: IPFS

IPFS là một trong những giải pháp lưu trữ phân tán sớm nhất. Nó được phát minh vào năm 2015 bởi Juan Benet, một kỹ sư máy tính. Giải pháp được thiết kế dưới dạng giao thức phân tán, ngang hàng cho việc lưu trữ, truy cập và chia sẻ dữ liệu.

Về cơ chế hoạt động của nó, hệ thống IPFS sử dụng phương pháp địa chỉ nội dung để tìm kiếm thông tin. Điều này khác biệt so với các hệ thống URL dựa trên vị trí được sử dụng bởi các hệ thống tập trung (như HTTPS). Đây cũng là một hệ thống có thể mở rộng hơn và có thể cho phép truyền dữ liệu có kích thước lớn thông qua mạng phân cấp của nó.

Tuy nhiên, IPFS không phải là hệ thống blockchain, cũng không phải là một nền tảng tiền điện tử. Nhưng nó dựa trên cùng một giao thức mà thúc đẩy công nghệ tiền điện tử - phân quyền và phân phối. Do đó, một số nền tảng tiền điện tử đã được xây dựng trên cơ sở của IPFS kết hợp những tính năng tốt nhất của lưu trữ phân quyền và tiền điện tử. Một dự án như vậy là Filecoin.

Filecoin

Nguồn: Filecoin

Filecoinlà một nhà cung cấp lưu trữ dữ liệu phi tập trung được xây dựng trên giao thức IPFS. Nó được ra mắt vào năm 2020 sau khi huy động khoảng 257 triệu đô la trong một ICO (Initial Coin Offering) được thực hiện vào năm 2017. Thú vị là, Juan Benet (người sáng lập giao thức IPFS) là một trong những nhà phát triển chính của dự án tiền điện tử này.

Dưới dạng giao thức phi tập trung, Filecoin hoàn toàn được vận hành bởi người dùng của nó. Các người dùng này hiện tại được chia thành hai loại - nhà khai thác lưu trữ và nhà khai thác truy xuất. Nhà khai thác lưu trữ là những người dùng có không gian lưu trữ dư thừa trên máy tính của họ và đưa nó sẵn sàng cho người dùng khác. Sau đó, họ thêm các khối mới vào mạng và thu hoạch phần thưởng.

Retrieval miners act as intermediaries between the final consumers and the storage miners. They retrieve the information stored by the storage miners and pass it securely and directly to the end users. This direct transfer reduces the need for data to be transferred across all the nodes in the entire network. This reduces delay and improves the efficiency of the network.

Cả người khai thác lưu trữ và rút tiền đều được thanh toán bằng FIL, token bản địa của mạng lưới Filecoin. Nó cũng được sử dụng cho mục đích quản trị. Tổng nguồn cung được giới hạn tại 2 tỷ token, với 395 triệu token hiện đang lưu hành.

Arweave

Nguồn: Arweave

Arweavelà một giải pháp lưu trữ blockchain cung cấp cho người dùng lưu trữ dữ liệu với chi phí thấp và lâu dài. Nó được ra mắt vào tháng 6 năm 2018 và sử dụng một thuật toán đồng thuận độc đáo được gọi là Proof-of-Access (PoA) để đảm bảo tính lâu dài và sẵn có của dữ liệu được lưu trữ trên mạng. Cơ chế PoA này thưởng cho người dùng bằng AR tokens như động lực cho việc lưu trữ dữ liệu dài hạn.

Giao thức Arweave được xây dựng trên cơ sở của một cơ sở hạ tầng web phi tập trung khác - permaweb.Permawebđược xây dựng trên nền tảng của IPFS để trở thành một con đường lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn trên blockchain. Để lưu trữ dữ liệu trên Permaweb, người dùng phải trả một lần duy nhất bằng AR tokens. Sau khi thanh toán, dữ liệu của họ sẽ được lưu trữ vĩnh viễn mà không cần gia hạn hoặc đăng ký.

BitTorrent

Nguồn: BitTorrent

BitTorrentBitTorrent là một giao thức phi tập trung cho phép người dùng chia sẻ và tải xuống các tập tin lớn một cách dễ dàng. Nó được giới thiệu vào năm 2003 và nhanh chóng trở nên phổ biến vì cách tiếp cận độc đáo của nó đối với hệ thống chia sẻ tập tin. Thay vì chỉ đạo người dùng tải xuống các tập tin lớn từ một máy chủ duy nhất, BitTorrent cho phép người dùng tải xuống các phần nhỏ của tập tin từ nhiều người cùng sử dụng. Kết quả là, việc tải xuống diễn ra nhanh hơn và các máy chủ cá nhân có ít áp lực hơn.

Vào năm 2019, nền tảng BitTorrent giới thiệu token native của mình, BTT, thông qua một ICO. Xây dựng trên hệ sinh thái Tron, token này có thể được sử dụng để thanh toán và đăng ký các tính năng cao cấp trên nền tảng. Nó cũng được sử dụng như một token quản trị và được tặng làm phần thưởng cho việc tải lên các tệp trên mạng.

Kết luận

Trong khi những ông lớn tập trung như Google và Microsoft vẫn kiểm soát một phần lớn ngành lưu trữ dữ liệu, thế giới đã bắt đầu tiến lên phía trước. Sự xuất hiện của công nghệ blockchain có nghĩa là người dùng hiện có thể kiểm soát cách dữ liệu của họ được lưu trữ và chia sẻ. Lựa chọn phi tập trung này càng hấp dẫn hơn khi bạn nhận ra bạn có thể được trả tiền khi làm như vậy.

Do đó, người dùng đang ngày càng chấp nhận các phương pháp lưu trữ phi tập trung. Bạn có phải là một trong số họ không? Nếu không, hãy xem xét các lựa chọn khác nhau được thảo luận trong bài viết này và bắt đầu hành trình của bạn đến thế giới lưu trữ tệp phi tập trung.