Analyse de Walrus, la nouvelle solution de stockage décentralisé de Sui
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Analyse de Walrus, la nouvelle solution de stockage décentralisé de Sui
Proposé par l'équipe de développement de Sui, une chaîne PoS indépendante, un nouveau jeton de gouvernance WAL, opportunité potentielle d'airdrop.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Alex Liu, Foresight News
Le réseau de stockage décentralisé Arweave a lancé sa couche de calcul AO, provoquant un retour remarqué du prix du jeton AR, de son écosystème et de l'attention médiatique, marquant ainsi une véritable reconquête. Maintenant, Sui, en tant que chaîne de calcul universelle, lance-t-il son propre réseau de stockage décentralisé Walrus ? Quel impact cela aura-t-il ?
Contexte
Équipe
L’entreprise derrière Solana s’appelle Solana Labs, celle d’Aptos est Aptos Labs, et celle qui se cache derrière Sui est Mysten Labs (oui, ils ont choisi un nom bien distinctif). La majorité des fondateurs et employés de Mysten Labs viennent du projet blockchain Diem, initialement lancé par Facebook (aujourd’hui Meta), puis fermé.
Walrus est le tout dernier produit de Mysten Labs, classé dans la catégorie « protocoles et plateformes ». Il s'agit d’un réseau de stockage décentralisé. En anglais, « walrus » signifie « morse ». Sur son site officiel, on retrouve des slogans comme « robuste comme un morse » ou « adaptable comme un morse », illustrant la fiabilité et la disponibilité du protocole en tant que système de stockage.
Lien avec Sui
Walrus est construit au-dessus de Sui et utilise Sui pour coordonner la vente d'espace de stockage et de métadonnées. Toutefois, l'utilisation de Walrus ne nécessite pas de construire une application ou un produit sur Sui. De plus, le nouveau jeton de gouvernance WAL sera utilisé comme jeton utilitaire, et non pas SUI.
Analyse comparative
Les protocoles de stockage décentralisé se divisent généralement en deux grandes catégories. La première catégorie concerne les systèmes à réplication complète, dont Filecoin et Arweave sont des représentants emblématiques. Le principal avantage de ces systèmes est la disponibilité complète du fichier sur chaque nœud de stockage, ce qui permet un accès et une migration faciles même si un nœud tombe en panne. Cette configuration permet un environnement sans permission, car les nœuds de stockage n'ont pas besoin de compter les uns sur les autres pour restaurer les fichiers.
La fiabilité de ces systèmes dépend de la solidité des nœuds sélectionnés. Dans le modèle classique d'attaquant statique contrôlant un tiers des nœuds et sous l'hypothèse d'un pool infini de candidats, atteindre un niveau de sécurité de « douze neuf » (c’est-à-dire une probabilité inférieure à 10^-12 de perdre l'accès au fichier) nécessite de stocker plus de 25 copies du fichier, entraînant un surcoût de stockage de 25 fois. En outre, ces systèmes restent vulnérables aux attaques Sybil : un acteur malveillant peut prétendre stocker plusieurs copies d’un fichier, compromettant ainsi l’intégrité du système.
La deuxième catégorie de services de stockage décentralisés utilise le codage Reed-Solomon (RS). Ce codage divise un fichier en parties plus petites appelées tranches (slices), chacune représentant une portion du fichier original. Tant que la taille totale des tranches dépasse celle du fichier initial, il est possible de reconstituer le fichier d’origine. Cependant, cette méthode présente aussi des inconvénients. Les opérations d'encodage et de décodage reposent sur des calculs complexes (opérations de domaine, évaluation et interpolation de polynômes), coûteux en ressources. Ces opérations ne deviennent pratiques que lorsque la taille du domaine et le nombre de tranches sont relativement faibles, limitant ainsi la taille des fichiers encodés et le nombre de nœuds participants. Sinon, le coût de codage devient prohibitif, ce qui limite le degré de décentralisation. Un autre problème intervient lorsqu’un nœud tombe en panne et doit être remplacé : contrairement aux systèmes à réplication complète, les données ne peuvent pas simplement être copiées d’un nœud à un autre. Dans les systèmes RS, tous les nœuds existants doivent envoyer leurs tranches au nouveau nœud, qui reconstitue alors la tranche perdue. Ce processus implique le transfert de O(|blob|) de données sur le réseau. Des restaurations fréquentes annulent partiellement les économies de stockage obtenues grâce à la réduction de la réplication.
Les défis du stockage
Quel que soit le protocole de réplication utilisé, tous les systèmes de stockage décentralisés existants font face à deux défis supplémentaires :
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Ils nécessitent des vérifications continues (« challenges ») pour garantir que les nœuds conservent bien les données et ne les suppriment pas. Cela est crucial dans un système ouvert et décentralisé où le paiement du stockage est requis, mais cette pratique limite actuellement l’évolutivité du système, car chaque fichier exige un challenge individuel.
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Une coordination entre les nœuds de stockage est nécessaire : savoir qui participe au système, quels fichiers ont été payés, mettre en œuvre des incitations à participer, gérer les challenges et prévenir les abus. C’est pourquoi chacun de ces systèmes implémente généralement une blockchain personnalisée pour exécuter les transactions, introduisant ainsi une cryptomonnaie en dehors du protocole de stockage lui-même.
Innovations clés
Dans ce contexte, quelles innovations Walrus apporte-t-il pour proposer une solution différente au stockage décentralisé ?
En résumé :
Grâce à une technologie innovante d'encodage par effacement (erasure coding), Walrus encode rapidement et de manière robuste les blocs de données non structurées en petits fragments distribués sur un réseau de nœuds de stockage. Même si jusqu’à deux tiers des fragments sont perdus, les données originales peuvent être reconstituées rapidement à partir des fragments restants. Cela permet un facteur de réplication limité à seulement 4 à 5 fois, comparable aux services cloud traditionnels, tout en offrant les avantages de la décentralisation et d'une résilience accrue face aux pannes.
Plus précisément :
Walrus introduit RedStuff, un tout nouvel algorithme de codage 2D spécialement conçu pour la tolérance aux fautes byzantines (Byzantine Fault Tolerance). RedStuff repose sur les codes fontaines (fountain codes), combinant rapidité d’exécution et haute fiabilité.
RedStuff encode les données en tranches principales et secondaires via des opérations simples, principalement XOR (ou exclusif). Ces tranches sont réparties parmi les nœuds de stockage, chaque nœud détenant une combinaison unique. Pour chaque dimension du codage, RedStuff utilise un seuil différent. La dimension principale adopte un seuil de récupération f+1, permettant des écritures asynchrones, car seule la preuve de disponibilité du bloc (requérant 2f+1 signatures) est nécessaire, ce qui correspond déjà à un facteur de réplication de 3.
La dimension secondaire utilise un seuil de récupération 2f+1. Cette conception réalise pour la première fois une preuve de stockage asynchrone, tout en ajoutant seulement un facteur de réplication supplémentaire de 1,5, ce qui maintient le facteur total de réplication sous 5. Plus important encore, les fragments perdus peuvent être restaurés proportionnellement à la quantité de données manquantes, économisant ainsi de la bande passante, grâce au codage 2D.
Les avantages de RedStuff incluent : par rapport au codage RS, l’utilisation d’opérations XOR simples rend l’encodage/décodage beaucoup plus rapide ; grâce à un faible surcoût de stockage, le système peut s’étendre à des centaines de nœuds, offrant une forte résilience et une tolérance aux pannes élevée, garantissant la récupération des données même en cas de défaillance byzantine.
En tant que protocole sans permission, Walrus intègre un protocole efficace de reconfiguration de comité (committee reconfiguration) pour faire face à la perte naturelle de nœuds, assurant ainsi la disponibilité continue des données. Lorsqu’un nouveau comité remplace l’ancien entre deux époques, le protocole de reconfiguration garantit que tous les blocs ayant dépassé leur point de disponibilité (PoA) restent accessibles. Le codage 2D de RedStuff rend la migration d’état plus efficace : même si certains nœuds sont indisponibles, les autres peuvent reconstituer les fragments perdus.
Le nœud 1 et le nœud 3 aident le nœud 4 à récupérer les données fragmentées
Walrus introduit un protocole de challenge asynchrone afin de vérifier que les nœuds stockent correctement les données. Ce protocole permet une preuve de stockage efficace, garantissant la disponibilité des données sans dépendre d’hypothèses sur le réseau, et dont le coût augmente logarithmiquement avec le nombre de fichiers stockés.
Le modèle économique de Walrus repose sur la mise en jeu (staking), combinant mécanismes de récompense et de sanction. Un mécanisme novateur d’attestation de stockage s’évolue logarithmiquement avec le nombre de fichiers, réduisant ainsi le coût de la preuve de stockage.
En somme, Walrus, centré sur le protocole RedStuff, propose une solution de stockage décentralisée évolutible, résiliente et économiquement viable, capable d’offrir authenticité, intégrité, traçabilité et disponibilité élevées à un coût raisonnable.
Tout ceci est rendu possible grâce à Sui, qui joue le rôle de couche de contrôle pour Walrus. Disposer d’une infrastructure évolutive, programmable et sécurisée comme couche de coordination permet à Walrus de se concentrer sur les problèmes fondamentaux du stockage décentralisé.
Potentielle distribution gratuite (airdrop)
Walrus lancera un jeton indépendant WAL, dont les utilités incluent le staking et la gouvernance. Comment pourrait-on obtenir un airdrop de WAL ? En s’inspirant du modèle d’AO, détenir SUI pourrait être l’une des conditions.
Le testnet de Walrus devrait bientôt être lancé, tandis que la date de lancement du réseau principal reste à confirmer. Actuellement, il est possible de consulter la documentation officielle pour apprendre à déployer son propre site web avec Walrus.
Sources :
Livre blanc de Walrus :
https://docs.walrus.site/walrus.pdf
Walrus : protocole de stockage décentralisé et de disponibilité des données (DA), permettant de construire des L2 et de grands systèmes de stockage sur Sui : https://foresightnews.pro/article/detail/63040
Fil X du chercheur de Mysten Labs :
https://x.com/LefKok/status/1836868240666153293
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