Comment la technologie blockchain rend le stockage de fichiers plus pratique et rentable

Le stockage de fichiers sur la blockchain est un sujet de discussion crucial parmi les passionnés de blockchain et les développeurs. Bien qu'il soit techniquement possible de stocker des fichiers directement sur la blockchain, ce n'est pas une approche pratique en raison des coûts élevés et des limitations de capacité de stockage. Explorons des solutions alternatives pour stocker des fichiers de manière décentralisée et rentable en utilisant la technologie blockchain.

Pourquoi le stockage de fichiers directement sur la blockchain n'est pas réalisable

Le stockage de fichiers directement sur la blockchain peut sembler être une solution logique pour le stockage de fichiers décentralisé, mais ce n'est pas une solution pratique. Il existe plusieurs raisons pour lesquelles le stockage de fichiers directement sur la blockchain n'est pas réalisable.

Premièrement, le stockage de fichiers sur la blockchain peut être incroyablement coûteux. Les transactions blockchain sont traitées en utilisant du « gaz », qui est une taxe payée au réseau pour exécuter une transaction. Le coût de stockage d'un fichier sur la blockchain serait proportionnel à la taille du fichier. Par exemple, le stockage d'un fichier de 1 Mo sur la blockchain Ethereum coûterait environ 57 332,91 $ en frais de gaz uniquement au moment de la rédaction de cet article, ce qui n'est pas une option viable pour la plupart des utilisateurs.

Dans Ethereum, la taille du bloc n'est pas déterminée par la limite de taille maximale, mais plutôt par la limite de gaz. La limite de gaz est la quantité maximale de gaz (ou unités d'énergie) qu'un utilisateur doit dépenser pour compléter la transaction. Une limite de gaz plus élevée signifie qu'un travail supplémentaire est requis pour compléter une transaction. Ce coût varie en fonction de la charge de travail transactionnelle sur le réseau Ethereum.

Par exemple, il faut environ 640 000 gaz pour stocker 1 kilo-octet de données dans un bloc (à un prix standard du gaz de 20 000). Ethereum a une limite de bloc actuelle de 15 millions de gaz, qui peut être étendue à 30 millions en fonction de la demande. Par conséquent, la taille du bloc dans Ethereum peut atteindre 46 kilo-octets, en fonction de la limite de gaz.

Pour donner un exemple du coût élevé du stockage de fichiers sur la blockchain, prenons la blockchain Ethereum comme exemple. 

Le coût du stockage de 1ko sur Ethereum

Ethereum stocke les données dans des emplacements (slots). Chaque emplacement a une taille de 256 bits.

Selon le livre jaune d'Ethereum, il faut 20 000 gaz pour stocker un seul emplacement de 256 bits. 

8 bits constituent un octet, donc un emplacement fait 32 octets (256/8= 32 octets).

1 ko équivaut à 1 024 octets, ce qui représente 32 emplacements (1 024 octets / 32 octets = 32 emplacements).

La quantité de gaz requise pour stocker 1 ko est de 32 emplacements * 20 000 gaz = 640 000 gaz

Pour inclure le fichier dans le champ des données d'appel de la transaction, des gaz supplémentaires seront nécessaires. 

Chaque octet coûte 16 gaz, donc le total sera de 32 emplacements * 32 octets * 16 gaz = 16 384 gaz

Les frais de gaz de base pour toute transaction sont de 21,000 gaz

Le total de gaz requis pour stocker 1 ko = 640 000 + 16 384 + 21 000 = 677 384 gaz

1 gaz équivalent à 0.00000005 ETH

Ainsi, pour stocker 1ko, cela coûte 677,384 gaz * 0.00000005 = 0.0338692 ETH

Le prix actuel de l'ETH est de 1 787,57 $, donc le coût de stockage de 1 ko sera de 60,66 $  

Le coût du stockage de 1Mo sur Ethereum

1Mo = 1,000,000 octets

1,000,000 octets / 32 octets = 31,250 emplacements

31,250 emplacements * 20,000 gaz = 625,000,000 gaz

31,250 emplacements * 32 octets * 16 gaz = 16,000,000 gaz pour les données d'appel

Le coût de gaz de base est de 21,000 gaz

Gaz total = 625,000,000 + 16,000,000 + 21,000 = 641,021,000 gaz

1 gaz équivalent à 0.00000005 ETH

Ainsi, stocker 1 Mo coûte 641 021 000 gaz * 0,00000005 ETH = 32,05105 ETH = 57 332,91 $ 

Évidemment, ce coût est prohibitif pour la plupart des utilisateurs et des entreprises, rendant le stockage direct de fichiers sur la blockchain peu réaliste. Cependant, il existe des méthodes alternatives de stockage de fichiers décentralisées plus pratiques et économiques, que nous explorerons dans la section suivante.

Stockage de fichiers de manière décentralisée

La décentralisation est un concept fondamental dans le monde de la blockchain, et il en va de même pour le stockage de fichiers. Le stockage de fichiers décentralisé garantit que les données ne sont pas stockées en un seul endroit central, qui pourrait constituer un point de défaillance unique. Dans un système de stockage décentralisé, les données sont réparties sur plusieurs nœuds ou ordinateurs, ce qui les rend plus sécurisées et moins vulnérables aux attaques ou aux manipulations. Cette architecture distribuée garantit également qu'aucune entité unique ne détient le contrôle total des données, assurant ainsi une plus grande transparence et responsabilité.

Dans un système de stockage de fichiers décentralisé, les métadonnées jouent un rôle crucial. Les métadonnées sont des données qui décrivent d'autres données et fournissent un contexte, facilitant ainsi la gestion et la localisation de fichiers spécifiques. Dans le contexte du stockage de fichiers décentralisé, les métadonnées comprennent généralement des informations sur l'emplacement du fichier, les droits d'accès et d'autres attributs. Les métadonnées sont stockées sur la blockchain, ce qui les rend immuables et transparentes, garantissant ainsi que les données ne peuvent pas être altérées.

Bien que le stockage direct de fichiers sur la blockchain ne soit pas réalisable en raison des coûts élevés et des limitations techniques, le stockage du hachage d'un document sur la chaîne tout en conservant le document complet ailleurs constitue une solution pratique. Le document pourrait être stocké dans une base de données centralisée ou sur un système de stockage de fichiers distribué, tandis que le hachage est stocké sur la blockchain. En soumettant le document à un algorithme de hachage sécurisé tel que SHA-256 et en stockant le hachage dans un bloc, la valeur du hachage devient une empreinte digitale numérique unique du document. Cette approche permet d'économiser une quantité considérable d'espace et de coûts, car les valeurs de hachage sont bien plus petites que les documents complets. De plus, elle garantit l'intégrité et l'authenticité du document original, car toute modification de l'entrée entraînerait une valeur de hachage complètement nouvelle, différente de celle du document original.

Réseaux de stockage décentralisés

Les réseaux de stockage décentralisés offrent un moyen de stocker les données de manière distribuée et sécurisée. Contrairement aux services de stockage centralisés traditionnels, qui stockent les données sur un seul serveur ou un seul centre de données, les réseaux de stockage décentralisés stockent les données sur un réseau mondial de nœuds. Cela les rend moins sensibles aux violations de données et à la perte de données, car celles-ci sont stockées de manière redondante à plusieurs endroits.

Parmi les exemples de réseaux de stockage décentralisés figurent Arweave, Filecoin et Storj. Ces réseaux fonctionnent en permettant aux utilisateurs de louer leur espace de stockage inutilisé en échange de jetons ou d'autres récompenses. Lorsqu'un utilisateur souhaite stocker un fichier, celui-ci est divisé en plusieurs morceaux et distribué sur le réseau de nœuds. Les données sont chiffrées et répliquées sur plusieurs nœuds, garantissant que même si un nœud tombe en panne, les données restent disponibles. Explorons plus en détail Arweave et Filecoin dans les sections suivantes.

Arweave

L'approche innovante d'Arweave en matière de stockage décentralisé s'appelle le permaweb, un web permanent et décentralisé construit sur Arweave. Le permaweb est composé d'un ensemble de protocoles modulaires et interchangeables. Il répond au défaut critique du web traditionnel, qui est le manque de mémoire. Lorsque des documents sont supprimés d'un serveur du réseau, ils sont perdus de la base de connaissances. Le permaweb sur Arweave permet aux développeurs et aux utilisateurs de partager une base de connaissances résiliente qui est répliquée en grand nombre à travers le monde, de manière perpétuelle.

Le protocole de base du permaweb est Arweave, qui est alimenté par deux composants fondamentaux : une structure semblable à une blockchain évolutive qui utilise un nouveau système de minage et une dotation durable pour garantir la disponibilité et la permanence des données arbitrairement étiquetées. Cette approche permet de stocker de grandes quantités de données de manière décentralisée sans les coûts élevés associés au stockage sur blockchain. Au-dessus du protocole Arweave se trouve un réseau décentralisé de serveurs passerelles qui rend les données facilement accessibles aux navigateurs web sans nécessiter de modification ou de logiciel spécialisé.

En combinant ces éléments, le permaweb sur Arweave offre une solution de stockage sécurisée et décentralisée conçue pour durer des siècles. Contrairement aux solutions de stockage centralisées, qui peuvent être vulnérables aux piratages et aux violations de données, le permaweb fournit un système de stockage résilient et immuable, résistant à la manipulation et à la censure. Il n'est pas surprenant qu'Arweave gagne rapidement en reconnaissance en tant que l'un des réseaux de stockage décentralisés les plus prometteurs sur le marché aujourd'hui.

Filecoin

Filecoin est un réseau de stockage décentralisé unique qui offre des incitations économiques intégrées et de la cryptographie pour garantir que les fichiers sont stockés de manière fiable au fil du temps. Ce système est construit sur le protocole InterPlanetary File System (IPFS), qui utilise l'adressage par contenu pour permettre des références permanentes aux données et évite de s'appuyer sur des appareils ou des serveurs cloud spécifiques pour l'adressage du contenu. Filecoin étend les capacités de l'IPFS en ajoutant une couche d'incitation au-dessus, incitant au stockage et à l'accès fiables des contenus.

Filecoin fonctionne via un réseau pair-à-pair dans lequel les utilisateurs paient pour stocker leurs fichiers auprès de fournisseurs de stockage, qui sont des ordinateurs responsables du stockage des fichiers et de la preuve qu'ils les ont stockés correctement au fil du temps. Le stockage disponible et le prix de ce stockage ne sont contrôlés par aucune entreprise unique. Au lieu de cela, Filecoin facilite des marchés ouverts pour le stockage et la récupération de fichiers, dans lesquels tout le monde peut participer. Cela garantit que les coûts de stockage sont répartis uniformément sur le réseau, sans autorité centrale contrôlant les prix.

Filecoin a plusieurs cas d'utilisation, notamment le stockage natif Web3 des NFT et des actifs de métavers/jeux, le stockage permanent incité, et l'archivage des ensembles de données Web2 comme alternative moins coûteuse au stockage cloud. Par exemple, NFT.Storage utilise Filecoin pour fournir une solution de stockage décentralisée simple pour les contenus et les métadonnées NFT, tandis que la Shoah Foundation et l'Internet Archive utilisent Filecoin pour sauvegarder leurs contenus. De plus, Filecoin prend en charge une large gamme de formats de données, y compris les fichiers audio et vidéo, permettant aux plateformes Web3 telles qu'Audius et Huddle01 d'utiliser Filecoin comme backend de stockage décentralisé pour le streaming musical et la visioconférence.

Meilleures pratiques pour le stockage de fichiers décentralisé

En ce qui concerne le stockage de fichiers décentralisé, plusieurs meilleures pratiques doivent être suivies pour garantir la fiabilité, la confidentialité et la sécurité des données.

Premièrement, il est recommandé de stocker les métadonnées sur la blockchain, tout en stockant le fichier réel dans un réseau de stockage décentralisé comme Arweave ou Filecoin. De cette façon, les métadonnées peuvent être accessibles et vérifiables publiquement sur la blockchain, tandis que le fichier réel est stocké de manière sécurisée et décentralisée.

Deuxièmement, la redondance des données est cruciale pour garantir que les données sont toujours disponibles et fiables. En stockant plusieurs copies du fichier à différents endroits, le risque de perte de données dû à un point de défaillance unique est considérablement réduit. Les réseaux de stockage décentralisés disposent souvent de mécanismes de redondance intégrés pour garantir que les données sont toujours disponibles.

Troisièmement, la protection de la confidentialité et de la sécurité des données est de la plus haute importance. Le chiffrement doit être utilisé pour protéger les données en transit et au repos. L'accès aux données doit également être contrôlé pour garantir que seules les parties autorisées peuvent y accéder. Les réseaux de stockage décentralisés offrent souvent des mécanismes de chiffrement et de contrôle d'accès intégrés.

Les meilleures pratiques pour le stockage de fichiers décentralisé incluent le stockage des métadonnées sur la blockchain, l'utilisation d'un réseau de stockage décentralisé pour le fichier réel, la garantie de la redondance des données pour une fiabilité accrue, et la protection de la confidentialité et de la sécurité des données. En suivant ces meilleures pratiques, les utilisateurs peuvent s'assurer que leurs données sont stockées de manière sécurisée et fiable.

Conclusion

Bien qu'il soit possible de stocker des fichiers directement sur la blockchain, le coût élevé et les limitations en matière de quantité de données stockables en font une approche peu pratique. Les réseaux de stockage de fichiers décentralisés tels qu'Arweave et Filecoin offrent une méthode beaucoup plus fiable et économique pour stocker des fichiers de manière décentralisée. En utilisant une combinaison de stockage des métadonnées sur la blockchain et du fichier réel sur un réseau de stockage décentralisé, la redondance des données peut être assurée pour une fiabilité accrue. Il est également important de prioriser la confidentialité et la sécurité des données lors du processus de stockage.

Alors que l'industrie de la blockchain continue de croître, le stockage de fichiers décentralisé devient de plus en plus courant. Il est important de comprendre les limitations des méthodes traditionnelles de stockage de fichiers et d'explorer et d'utiliser les divers réseaux de stockage décentralisés disponibles pour un stockage de fichiers sécurisé et fiable. Avec la bonne approche et les bons outils, le stockage de fichiers décentralisé peut fournir une solution de stockage plus robuste et sécurisée pour les particuliers et les entreprises.