Cómo la tecnología blockchain hace que el almacenamiento de archivos sea más práctico y rentable

El almacenamiento de archivos en la blockchain es un tema crucial de debate entre los entusiastas y desarrolladores de blockchain. Si bien es técnicamente posible almacenar archivos directamente en la blockchain, no es un enfoque práctico debido a los altos costos y las limitaciones de capacidad de almacenamiento. Exploremos soluciones alternativas para almacenar archivos de forma descentralizada y rentable utilizando la tecnología blockchain.

Por qué no es factible almacenar archivos directamente en la cadena de bloques

Almacenar archivos directamente en la blockchain puede parecer una solución lógica para el almacenamiento descentralizado de archivos, pero no es práctico. Existen varias razones por las que no es viable.

En primer lugar, almacenar archivos en la blockchain puede ser increíblemente costoso. Las transacciones en la blockchain se procesan mediante "gas", una tarifa que se paga a la red para ejecutar una transacción. El costo de almacenar un archivo en la blockchain sería proporcional a su tamaño. Por ejemplo, almacenar un archivo de 1 MB en la blockchain Ethereum costaría alrededor de $57,332.91 solo en tarifas de gas al momento de escribir este artículo, lo cual no es una opción viable para la mayoría de los usuarios.

En Ethereum, el tamaño del bloque no se determina por el límite de tamaño máximo, sino por el límite de gas. Este límite es la cantidad máxima de gas (o unidades de energía) que un usuario necesita para completar una transacción. Un límite de gas más alto implica un mayor esfuerzo para completar una transacción. Este costo varía según la carga de trabajo transaccional en la red Ethereum .

Por ejemplo, se necesitan aproximadamente 640.000 gas para almacenar 1 kilobyte de datos en un bloque (con un precio estándar de gas de 20.000). Ethereum tiene un límite de bloque actual de 15 millones de gas, que puede ampliarse a 30 millones según la demanda. Por lo tanto, el tamaño de bloque en Ethereum puede alcanzar hasta 46 kilobytes, dependiendo del límite de gas.

Para proporcionar un ejemplo del alto costo de almacenar archivos en la cadena de bloques, tomemos la cadena de bloques Ethereum como ejemplo. 

El costo de almacenar 1kb en Ethereum

Ethereum almacena datos en ranuras. Cada ranura tiene un tamaño de 256 bits.

Según el libro amarillo de Ethereum, se requieren 20.000 gas para almacenar una sola ranura de 256 bits. 

8 bits forman un byte, por lo que una ranura tiene 32 bytes (256/8 = 32 bytes).

1 kb equivale a 1024 bytes, por lo que tiene 32 ranuras (1024 bytes/32 bytes = 32 ranuras).

La cantidad de gas necesaria para almacenar 1 kb es 32 ranuras * 20 000 de gas = 640 000 de gas

Para incluir el archivo en el campo de transacción de datos de llamadas, se necesitará gastar gas adicional. 

Cada byte cuesta 16 gases, por lo que el total será 32 ranuras * 32 bytes * 16 gases = 16 384 gases

La tarifa base de gas para cualquier transacción es de 21.000 gas

Entonces, el gas total necesario para almacenar 1 kb = 640 000 + 16 384 + 21 000 = 677 384 gases

1 gas equivale a 0,00000005 ETH

Entonces, para almacenar 1kb cuesta 677,384 gas* 0.00000005 = 0.0338692 ETH

El precio actual de ETH es $1,787.57 por lo que el costo de almacenar 1kb será $60.66  

El costo de almacenar 1 MB en Ethereum

1 MB = 1.000.000 bytes

1.000.000 bytes / 32 bytes = 31.250 ranuras

31.250 ranuras * 20.000 de gas = 625.000.000 de gas

31.250 ranuras * 32 bytes * 16 gases = 16.000.000 gases para datos de llamadas

El costo base del gas es de 21.000 gas

Gas total = 625.000.000 + 16.000.000 + 21.000 = 641.021.000 gas

1 gas equivale a 0,00000005 ETH

Entonces, almacenar 1 MB cuesta 641.021.000 de gas * 0,00000005 ETH = 32,05105 ETH = $57.332,91 

Es evidente que este coste resulta prohibitivo para la mayoría de los usuarios y empresas, lo que hace que almacenar archivos directamente en la blockchain sea una opción poco realista. Sin embargo, existen métodos alternativos de almacenamiento descentralizado de archivos más prácticos y rentables, que exploraremos en la siguiente sección.

Almacenamiento de archivos de forma descentralizada

La descentralización es un concepto fundamental en el mundo blockchain, al igual que el almacenamiento de archivos. El almacenamiento descentralizado garantiza que los datos no se almacenen en una ubicación central, lo que puede ser un punto único de fallo. En un sistema de almacenamiento descentralizado, los datos se distribuyen entre múltiples nodos o computadoras, lo que los hace más seguros y menos vulnerables a ataques o manipulación. Esta arquitectura distribuida también garantiza que ninguna entidad tenga control total sobre los datos, lo que garantiza una mayor transparencia y rendición de cuentas.

En un sistema de almacenamiento de archivos descentralizado, los metadatos desempeñan un papel crucial. Son datos que describen otros datos y proporcionan contexto, lo que facilita la gestión y la localización de archivos específicos. En el contexto del almacenamiento de archivos descentralizado, los metadatos suelen incluir información sobre la ubicación del archivo, los derechos de acceso y otros atributos. Los metadatos se almacenan en la cadena de bloques, lo que los hace inmutables y transparentes, garantizando así su inviolabilidad.

Si bien almacenar archivos directamente en la blockchain no es viable debido a los altos costos y las limitaciones técnicas, almacenar el hash de un documento en la blockchain y mantener el documento completo en otro lugar es una solución práctica. El documento podría almacenarse en una base de datos centralizada o en un sistema de almacenamiento de archivos distribuido, mientras que el hash se almacena en la blockchain. Al someter el documento a un algoritmo hash seguro como SHA-256 y almacenarlo en un bloque, el valor hash se convierte en una huella digital única del documento. Este enfoque ahorra una gran cantidad de espacio y costos, ya que los valores hash son mucho más pequeños que los documentos completos. Además, garantiza la integridad y autenticidad del documento original, ya que cualquier cambio en la entrada resultaría en un valor hash completamente nuevo, diferente del documento original.

Redes de almacenamiento descentralizadas

Las redes de almacenamiento descentralizado ofrecen una forma de almacenar datos de forma distribuida y segura. A diferencia de los servicios de almacenamiento centralizado tradicionales, que almacenan los datos en un único servidor o centro de datos, las redes de almacenamiento descentralizado almacenan los datos en una red global de nodos. Esto las hace menos susceptibles a filtraciones y pérdidas de datos, ya que los datos se almacenan de forma redundante en múltiples ubicaciones.

Ejemplos de redes de almacenamiento descentralizadas incluyen Arweave, Filecoin y Storj. Estas redes funcionan permitiendo a los usuarios alquilar su espacio de almacenamiento no utilizado a cambio de tokens u otras recompensas. Cuando un usuario desea almacenar un archivo, este se divide en varias partes y se distribuye por la red de nodos. Los datos se cifran y replican en múltiples nodos, lo que garantiza que, incluso si un nodo falla, los datos siguen disponibles. Exploremos Arweave y Filecoin con más detalle en las siguientes secciones.

Arweave

El innovador enfoque de Arweave para el almacenamiento descentralizado se denomina permaweb, una web permanente y descentralizada construida sobre Arweave. La permaweb consiste en un conjunto de protocolos modulares e intercambiables. Soluciona la falla crítica de la web tradicional: la falta de memoria. Cuando se eliminan documentos de un servidor de la red, se pierden de la base de conocimiento. La permaweb de Arweave permite a desarrolladores y usuarios compartir una base de conocimiento resiliente que se replica masivamente en todo el mundo, de forma perpetua.

El protocolo base de la permaweb es Arweave, que se sustenta en dos componentes fundamentales: una estructura escalable similar a una blockchain que utiliza un nuevo sistema de minería y una dotación sostenible para garantizar la disponibilidad y permanencia de datos etiquetados arbitrariamente. Este enfoque permite almacenar grandes cantidades de datos de forma descentralizada sin los altos costos asociados al almacenamiento en blockchain. Además del protocolo Arweave, se encuentra una red descentralizada de servidores de enlace que facilita el acceso a los datos a los navegadores web sin necesidad de modificaciones ni software especializado.

Al combinar estos elementos, la permaweb de Arweave ofrece una solución de almacenamiento segura y descentralizada, diseñada para durar siglos. A diferencia de las soluciones de almacenamiento centralizadas, que pueden ser vulnerables a la piratería informática y las filtraciones de datos, la permaweb ofrece un sistema de almacenamiento resiliente e inmutable, resistente a la manipulación y la censura. No es de extrañar que Arweave se esté consolidando rápidamente como una de las redes de almacenamiento descentralizado más prometedoras del mercado actual.

Filecoin

Filecoin es una red de almacenamiento descentralizada única que ofrece incentivos económicos integrados y criptografía para garantizar el almacenamiento fiable de archivos a lo largo del tiempo. Este sistema se basa en el protocolo del Sistema de Archivos Interplanetarios (IPFS), que utiliza el direccionamiento de contenido para permitir referencias permanentes a los datos y evita la dependencia de dispositivos específicos o servidores en la nube para el direccionamiento de contenido. Filecoin amplía las capacidades de IPFS añadiendo una capa de incentivos, lo que incentiva el almacenamiento y el acceso fiables al contenido.

Filecoin opera a través de una red peer-to-peer en la que los usuarios pagan para almacenar sus archivos en proveedores de almacenamiento, que son computadoras encargadas de almacenar los archivos y demostrar su correcto almacenamiento a lo largo del tiempo. El almacenamiento disponible y su precio no están controlados por ninguna empresa. En cambio, Filecoin facilita mercados abiertos para almacenar y recuperar archivos, en los que cualquiera puede participar. Esto garantiza que los costos de almacenamiento se distribuyan equitativamente en la red, sin una autoridad central que controle los precios.

Filecoin tiene múltiples casos de uso, incluyendo el almacenamiento de NFT nativos de Web3 y activos de metaverso/juegos, almacenamiento permanente incentivado y el archivado de conjuntos de datos Web2 como una alternativa más económica al almacenamiento en la nube. Por ejemplo, NFT Storage utiliza Filecoin para proporcionar una solución de almacenamiento descentralizada simple para el contenido y los metadatos de NFT, mientras que Shoah Foundation e Internet Archive utilizan Filecoin para realizar copias de seguridad de su contenido. Además, Filecoin admite una amplia gama de formatos de datos, incluyendo archivos de audio y video, lo que permite a plataformas Web3 como Audius y Huddle01 utilizar Filecoin como backend de almacenamiento descentralizado para la transmisión de música y las videoconferencias.

Mejores prácticas para el almacenamiento de archivos descentralizado

Cuando se trata del almacenamiento de archivos descentralizado, existen varias prácticas recomendadas que se deben seguir para garantizar la confiabilidad, la privacidad y la seguridad de los datos.

En primer lugar, se recomienda almacenar los metadatos en la blockchain, mientras que el archivo se almacena en una red de almacenamiento descentralizada como Arweave o Filecoin. De esta forma, los metadatos son públicamente accesibles y verificables en la blockchain, mientras que el archivo se almacena de forma segura y descentralizada.

En segundo lugar, la redundancia de datos es crucial para garantizar que los datos estén siempre disponibles y sean fiables. Al almacenar múltiples copias del archivo en diferentes ubicaciones, se reduce considerablemente el riesgo de pérdida de datos debido a un único punto de fallo. Las redes de almacenamiento descentralizado suelen contar con mecanismos de redundancia integrados para garantizar la disponibilidad constante de los datos.

En tercer lugar, proteger la privacidad y la seguridad de los datos es fundamental. Se debe utilizar el cifrado para proteger los datos tanto en tránsito como en reposo. El acceso a los datos también debe controlarse para garantizar que solo las partes autorizadas puedan acceder a ellos. Las redes de almacenamiento descentralizado suelen ofrecer mecanismos integrados de cifrado y control de acceso.

Las mejores prácticas para el almacenamiento descentralizado de archivos incluyen almacenar metadatos en la blockchain, utilizar una red de almacenamiento descentralizada para el archivo, garantizar la redundancia de datos para una mayor fiabilidad y proteger la privacidad y seguridad de los datos. Al seguir estas buenas prácticas, los usuarios pueden garantizar que sus datos se almacenen de forma segura y fiable.

Conclusión

Si bien es posible almacenar archivos directamente en la blockchain, el alto costo y las limitaciones en la cantidad de datos que se pueden almacenar lo hacen poco práctico. Las redes de almacenamiento de archivos descentralizadas, como Arweave y Filecoin, ofrecen un método mucho más confiable y rentable para almacenar archivos de forma descentralizada. Al combinar el almacenamiento de metadatos en la blockchain y el archivo en sí en una red de almacenamiento descentralizada, se puede garantizar la redundancia de datos para una mayor confiabilidad. También es importante priorizar la privacidad y la seguridad de los datos en el proceso de almacenamiento.

A medida que la industria blockchain continúa creciendo, el almacenamiento descentralizado de archivos se vuelve cada vez más común. Es importante comprender las limitaciones de los métodos tradicionales de almacenamiento de archivos y explorar y utilizar las diversas redes de almacenamiento descentralizado disponibles para un almacenamiento seguro y confiable. Con el enfoque y las herramientas adecuadas, el almacenamiento descentralizado de archivos puede proporcionar una solución más robusta y segura tanto para particulares como para empresas.