Come la tecnologia blockchain rende lo storage di file più pratico ed economico

Lo storage di file sulla blockchain è un argomento cruciale di discussione tra gli appassionati e gli sviluppatori di blockchain. Sebbene sia tecnicamente possibile memorizzare file direttamente sulla blockchain, non è un approccio pratico a causa degli alti costi e delle limitazioni nella capacità di archiviazione. Esploriamo soluzioni alternative per memorizzare file in modo decentralizzato ed economico utilizzando la tecnologia blockchain.

Perché memorizzare file direttamente sulla blockchain non è fattibile

Memorizzare file direttamente sulla blockchain potrebbe sembrare una soluzione logica per l'archiviazione decentralizzata dei file, ma non è pratica. Ci sono diversi motivi per cui memorizzare file direttamente sulla blockchain non è fattibile.

Innanzitutto, memorizzare file sulla blockchain può essere incredibilmente costoso. Le transazioni blockchain vengono elaborate utilizzando il

In Ethereum, la dimensione del blocco non è determinata dal limite massimo di dimensione, ma piuttosto dal limite di gas. Il limite di gas è la quantità massima di gas (o unità di energia) necessaria a un utente per completare la transazione. Un limite di gas più alto significa che è necessario più lavoro per completare una transazione. Questo costo varia in base al carico di lavoro transazionale sulla rete Ethereum.

Ad esempio, sono necessari circa 640.000 gas per memorizzare 1 kilobyte di dati in un blocco (a un prezzo standard del gas di 20.000). Ethereum ha un limite di blocco corrente di 15 milioni di gas, che può essere ampliato a 30 milioni in base alla domanda. Pertanto, la dimensione del blocco in Ethereum può arrivare fino a 46 kilobyte, a seconda del limite di gas.

Per fornire un esempio dell'alto costo di memorizzazione dei file sulla blockchain, prendiamo come esempio la blockchain di Ethereum. 

Il costo di memorizzazione di 1kb su Ethereum

Ethereum memorizza i dati in slot. Ogni slot ha la dimensione di 256 bit.

Secondo il documento giallo di Ethereum, sono necessari 20.000 gas per memorizzare un singolo slot di 256 bit. 

8 bit formano un byte, quindi uno slot è 32 byte (256/8= 32 byte).

1 kb equivale a 1024 byte, quindi ha 32 slot (1024 byte/32 byte = 32 slot).

La quantità di gas necessaria per memorizzare 1 kb è 32 slot * 20.000 gas = 640.000 gas

Per includere il file nel campo della transazione dei dati di chiamata, saranno necessari gas aggiuntivi. 

Ogni byte costa 16 gas, quindi il totale sarà 32 slot * 32 byte * 16 gas = 16.384 gas

La tariffa base del gas per qualsiasi transazione è 21,000 gas

Quindi il gas totale necessario per memorizzare 1 kb = 640.000 + 16.384 + 21.000 = 677.384 gas

1 gas è uguale a 0.00000005 ETH

Quindi per memorizzare 1kb costa 677,384 gas * 0.00000005 = 0.0338692 ETH

Il prezzo attuale dell'ETH è $1.787,57 quindi il costo di memorizzazione di 1 kb sarà di $60,66  

Il costo di memorizzazione di 1MB su Ethereum

1MB = 1,000,000 byte

1,000,000 byte / 32 byte = 31,250 slot

31,250 slot * 20,000 gas = 625,000,000 gas

31,250 slot * 32 byte * 16 gas = 16,000,000 gas per i dati di chiamata

Il costo base del gas è 21,000 gas

Gas totale = 625,000,000 + 16,000,000 + 21,000 = 641,021,000 gas

1 gas è uguale a 0.00000005 ETH

Quindi memorizzare 1MB costa 641.021.000 gas * 0,00000005 ETH = 32,05105 ETH = $57.332,91 

Chiaramente, questo costo è proibitivo per la maggior parte degli utenti e delle aziende, rendendo la memorizzazione diretta dei file sulla blockchain un'opzione irrealistica. Tuttavia, esistono metodi alternativi per l'archiviazione decentralizzata dei file che sono più pratici ed economici, che esploreremo nella sezione successiva.

Memorizzazione dei file in modo decentralizzato

La decentralizzazione è un concetto fondamentale nel mondo della blockchain, e lo stesso vale per l'archiviazione dei file. L'archiviazione decentralizzata dei file garantisce che i dati non siano memorizzati in un'unica posizione centrale, che potrebbe rappresentare un singolo punto di fallimento. In un sistema di archiviazione decentralizzata, i dati sono distribuiti su più nodi o computer, rendendoli più sicuri e meno vulnerabili ad attacchi o manipolazioni. Questa architettura distribuita garantisce anche che nessuna singola entità abbia il controllo completo sui dati, assicurando una maggiore trasparenza e responsabilità.

In un sistema di archiviazione decentralizzata dei file, i metadati svolgono un ruolo cruciale. I metadati sono dati che descrivono altri dati e forniscono contesto, rendendo più facile gestire e trovare file specifici. Nel contesto dell'archiviazione decentralizzata dei file, i metadati includono tipicamente informazioni sulla posizione del file, i diritti di accesso e altri attributi. I metadati sono memorizzati sulla blockchain, rendendoli immutabili e trasparenti, il che garantisce che i dati non possano essere manomessi.

Sebbene memorizzare file direttamente sulla blockchain non sia fattibile a causa degli alti costi e delle limitazioni tecniche, memorizzare l'hash di un documento on-chain mantenendo l'intero documento altrove è una soluzione pratica. Il documento potrebbe essere memorizzato in un database centralizzato o su un sistema di archiviazione file distribuito, mentre l'hash è memorizzato sulla blockchain. Sottoponendo il documento a un algoritmo di hash sicuro come SHA-256 e memorizzando l'hash in un blocco, il valore hash diventa un'impronta digitale digitale unica del documento. Questo approccio risparmia una grande quantità di spazio e costi, poiché i valori hash sono molto più piccoli dei documenti interi. Inoltre, garantisce l'integrità e l'autenticità del documento originale, poiché qualsiasi modifica all'input risulterebbe in un valore hash completamente nuovo, diverso dal documento originale.

Reti di archiviazione decentralizzate

Le reti di archiviazione decentralizzate offrono un modo per memorizzare i dati in modo distribuito e sicuro. A differenza dei servizi di archiviazione centralizzati tradizionali, che memorizzano i dati su un singolo server o data center, le reti di archiviazione decentralizzate memorizzano i dati su una rete globale di nodi. Questo le rende meno suscettibili a violazioni dei dati e perdita di dati, poiché i dati sono memorizzati in modo ridondante in più posizioni.

Esempi di reti di archiviazione decentralizzate includono Arweave, Filecoin e Storj. Queste reti funzionano consentendo agli utenti di affittare il proprio spazio di archiviazione inutilizzato in cambio di token o altri premi. Quando un utente vuole memorizzare un file, questo viene suddiviso in più pezzi e distribuito sulla rete di nodi. I dati sono crittografati e replicati su più nodi, garantendo che anche se un nodo fallisce, i dati siano ancora disponibili. Esploriamo Arweave e Filecoin più approfonditamente nelle sezioni seguenti.

Arweave

L'approccio innovativo di Arweave all'archiviazione decentralizzata è chiamato permaweb, un web permanente e decentralizzato costruito sopra Arweave. Il permaweb consiste in un insieme di protocolli modulari e intercambiabili. Affronta il difetto critico del web tradizionale, che è la mancanza di memoria. Quando i documenti vengono rimossi da un server nella rete, vanno persi dalla base di conoscenza. Il permaweb su Arweave consente agli sviluppatori e agli utenti di condividere una base di conoscenza resiliente che è replicata in grandi numeri in tutto il mondo, in modo perpetuo.

Il protocollo base del permaweb è Arweave, che è alimentato da due componenti fondamentali: una struttura scalabile simile a una blockchain che utilizza un nuovo sistema di mining e un fondo di dotazione sostenibile per garantire la disponibilità e la permanenza dei dati etichettati arbitrariamente. Questo approccio rende possibile memorizzare grandi quantità di dati in modo decentralizzato senza gli alti costi associati all'archiviazione blockchain. Sopra il protocollo Arweave si trova una rete decentralizzata di server gateway che rende i dati facilmente accessibili ai browser web senza la necessità di modifiche o software specializzato.

Combinando questi elementi, il permaweb su Arweave fornisce una soluzione di archiviazione sicura e decentralizzata progettata per durare per secoli. A differenza delle soluzioni di archiviazione centralizzate, che possono essere vulnerabili ad hacking e violazioni dei dati, il permaweb fornisce un sistema di archiviazione resiliente e immutabile resistente alla manomissione e alla censura. Non è sorprendente che Arweave stia rapidamente guadagnando riconoscimento come una delle reti di archiviazione decentralizzate più promettenti sul mercato oggi.

Filecoin

Filecoin è una rete di archiviazione decentralizzata unica che offre incentivi economici e crittografia integrati per garantire che i file siano memorizzati in modo affidabile nel tempo. Questo sistema è costruito sopra il protocollo InterPlanetary File System (IPFS), che utilizza l'indirizzamento dei contenuti per consentire riferimenti permanenti ai dati ed evita di fare affidamento su dispositivi specifici o server cloud per l'indirizzamento dei contenuti. Filecoin estende le capacità di IPFS aggiungendo uno strato di incentivi, incentivando i contenuti a essere memorizzati e accessibili in modo affidabile.

Filecoin opera attraverso una rete peer-to-peer in cui gli utenti pagano per memorizzare i loro file sui provider di archiviazione, che sono computer responsabili della memorizzazione dei file e della prova che li hanno memorizzati correttamente nel tempo. Lo spazio di archiviazione disponibile e il prezzo di tale archiviazione non sono controllati da alcuna singola azienda. Invece, Filecoin facilita mercati aperti per la memorizzazione e il recupero dei file in cui chiunque può partecipare. Questo garantisce che i costi di archiviazione siano distribuiti uniformemente sulla rete, senza un'autorità centrale che controlli i prezzi.

Filecoin ha diversi casi d'uso, tra cui l'archiviazione di asset Web3 nativi NFT e metaverso/giochi, archiviazione permanente incentivata e archiviazione di dataset Web2 come alternativa più economica allo storage cloud. Ad esempio, NFT. Storage utilizza Filecoin per fornire una semplice soluzione di archiviazione decentralizzata per i contenuti NFT e i metadati, mentre la Shoah Foundation e l'Internet Archive sfruttano Filecoin per il backup dei loro contenuti. Inoltre, Filecoin supporta una vasta gamma di formati di dati, inclusi file audio e video, consentendo a piattaforme Web3 come Audius e Huddle01 di sfruttare Filecoin come backend di archiviazione decentralizzato per lo streaming musicale e le videoconferenze.

Migliori pratiche per l'archiviazione decentralizzata dei file

Per quanto riguarda l'archiviazione decentralizzata dei file, ci sono diverse migliori pratiche che dovrebbero essere seguite per garantire l'affidabilità, la privacy e la sicurezza dei dati.

Innanzitutto, si consiglia di memorizzare i metadati sulla blockchain, mentre si memorizza il file effettivo in una rete di archiviazione decentralizzata come Arweave o Filecoin. In questo modo, i metadati possono essere accessibili e verificabili pubblicamente sulla blockchain, mentre il file effettivo è memorizzato in modo sicuro e decentralizzato.

In secondo luogo, la ridondanza dei dati è cruciale per garantire che i dati siano sempre disponibili e affidabili. Memorizzando più copie del file in posizioni diverse, il rischio di perdere i dati a causa di un singolo punto di fallimento è notevolmente ridotto. Le reti di archiviazione decentralizzate spesso hanno meccanismi di ridondanza integrati per garantire che i dati siano sempre disponibili.

In terzo luogo, proteggere la privacy e la sicurezza dei dati è di massima importanza. La crittografia dovrebbe essere utilizzata per proteggere i dati sia in transito che a riposo. L'accesso ai dati dovrebbe anche essere controllato per garantire che solo le parti autorizzate possano accedervi. Le reti di archiviazione decentralizzate offrono spesso meccanismi di crittografia e controllo degli accessi integrati.

Le migliori pratiche per l'archiviazione decentralizzata dei file includono la memorizzazione dei metadati sulla blockchain, l'utilizzo di una rete di archiviazione decentralizzata per il file effettivo, la garanzia della ridondanza dei dati per aumentare l'affidabilità e la protezione della privacy e della sicurezza dei dati. Seguendo queste migliori pratiche, gli utenti possono garantire che i loro dati siano memorizzati in modo sicuro e affidabile.

Conclusione

Sebbene sia possibile memorizzare file direttamente sulla blockchain, l'alto costo e le limitazioni nella quantità di dati che possono essere memorizzati lo rendono un approccio impraticabile. Le reti di archiviazione file decentralizzate come Arweave e Filecoin offrono un metodo molto più affidabile ed economico per memorizzare i file in modo decentralizzato. Utilizzando una combinazione di memorizzazione dei metadati sulla blockchain e del file effettivo su una rete di archiviazione decentralizzata, può essere garantita la ridondanza dei dati per aumentare l'affidabilità. È anche importante dare priorità alla privacy e alla sicurezza dei dati nel processo di archiviazione.

Man mano che l'industria blockchain continua a crescere, l'archiviazione decentralizzata dei file sta diventando sempre più diffusa. È importante comprendere le limitazioni dei metodi tradizionali di archiviazione file ed esplorare e utilizzare le varie reti di archiviazione decentralizzate disponibili per un'archiviazione file sicura e affidabile. Con l'approccio e gli strumenti giusti, l'archiviazione decentralizzata dei file può fornire una soluzione di archiviazione più robusta e sicura per individui e aziende.