Reseña de Arweave: Almacenamiento permanente descentralizado

El siglo XXI ha visto interesantes cambios en muchos negocios consecuencia de que la innovación han encontrado formas de sacar provecho a los activos ociosos. Uber es un gran ejemplo de ello. Han transformado el sector del taxi utilizando coches que, de otro modo, estarían parados como taxis.

Airbnb ha hecho algo parecido con la industria hotelera al hacer posible que los propietarios ganen dinero con habitaciones, apartamentos y similares que de otro modo no se utilizarían. En estos momentos se están creando redes de almacenamiento descentralizadas que pretenden causar disrupción en la industria del almacenamiento en la nube haciendo que los recursos informáticos ociosos sean útiles.

Teniendo en cuenta el enorme crecimiento de la computación en la nube en la última década, es un sector en el que merece la pena provocar la disrupción. La computación en la nube ha acabado con el paradigma de los servidores físicos en cada sede empresarial, y lo ha sustituido por una tecnología cómoda.

También ha dado alas a algunos gigantes tecnológicos como Amazon Web Services, Microsoft Azure y Google Cloud. Se calcula que el mercado mundial de soluciones de almacenamiento en la nube seguirá creciendo a un ritmo del 22.3% anual y alcanzará los 137.300 millones de dólares en 2025. Es un mercado enorme, y también está maduro para la disrupción.

La computación en nube es uno de los sectores tecnológicos de más rápido crecimiento.

Los creadores de cadenas de bloques reconocieron este potencial ya en 2016, lo que llevó a la creación de varios proyectos de almacenamiento de archivos basados en la cadena de bloques muy conocidos, como Filecoin, Sia y Storj. Un proyecto que está creciendo a la vista de la comunidad de las cadenas de bloques es Arweave. Ha llegado un poco más tarde a la fiesta, con su red principal lanzada en 2018, pero contempla el almacenamiento de archivos descentralizado desde una perspectiva diferente.

Arweave tiene como objetivo el almacenamiento permanente de archivos, que es un área que ni siquiera las empresas de computación en la nube tradicionales pueden ofrecer. Así que, en lugar de competir con los proveedores tradicionales en costes y rendimiento, Arweave pretende crear un servicio, que no estaba disponible anteriormente o que ni siquiera era posible, mediante el uso de incentivos cripto-económicos sin permisos.

El nuevo modelo introducido por Arweave es uno que los servicios de computación en la nube tradicionales no han podido ofrecer: el almacenamiento permanente.

Arweave quiere provocar disrupción en la industria tradicional de almacenamiento en la nube. Imagen vía LinkedIn.

En este modelo, los usuarios realizan un único pago por adelantado y luego pueden almacenar sus datos para siempre. Esto crea un mercado completamente nuevo que probablemente valga miles de millones. Arweave lo consigue mediante el uso de la teoría de juegos cripto-económicos para incentivar a los mineros de forma que puedan garantizar la permanencia, fiabilidad y disponibilidad de los datos almacenados.

La tecnología de Arweave

Hay cuatro tecnologías básicas que están detrás del protocolo Arweave. Estas tecnologías le ayudan a ofrecer una cadena de bloques de alto rendimiento, bajo coste y almacenamiento permanente. Estas cuatro tecnologías son:

• Blockweave

• Prueba de acceso aleatoria resumida

• Wildfire

• Blockshadows

Aunque estas tecnologías se muestran separadas lo cierto es que se entrelazan, y cada una de ellas desempeña un papel fundamental en la creación de un nuevo tipo de red adecuada tanto para las transacciones rápidas como para el almacenamiento permanente de bajo coste.

Blockweave

Blockweave es la tecnología de estructura de datos que permite a los nodos unirse a la red Arweave inmediatamente, sin ningún periodo de espera. A diferencia de otras cadenas de bloques, la cadena de Arweave da a los nodos la opción de almacenar sólo una parte de la cadena de bloques o toda la cadena de bloques si así lo desean. Esto significa que un nuevo nodo no necesita descargar y sincronizar toda la cadena de bloques. En su lugar, puede descargar sólo el último bloque. Dentro de ese último bloque hay dos nuevas innovaciones.

Una mejor red de nodos.

Hashes de bloques: Una lista de los hashes de todos los bloques anteriores. Esto permitirá, en última instancia, que los bloques anteriores se validen más rápidamente, ya que la sobrecarga de comunicación será menor.Lista de monederos: Una lista de todos los monederos activos. Al incluirla, se pueden verificar las transacciones sin poseer el último bloque de transacciones.

Estas dos innovaciones son realmente útiles ya que Arweave pretende proporcionar una verificación constante de las transacciones.

Prueba de acceso aleatoria resumida

La prueba de acceso aleatoria resumida (SPoRA, por sus siglas en inglés) es un tipo único de consenso que se añadió a Arweave en febrero de 2021. Antes de este cambio, la cadena de bloques ejecutaba un consenso híbrido de prueba de trabajo que añadía una referencia a los datos anteriores de la red. Este mecanismo se conocía como prueba de acceso. El cambio permite a Arweave aprovechar dos oportunidades que mejoran el mecanismo de consenso.

El primer cambio fue alinear la rentabilidad de la minería con la velocidad de acceso a los datos. Con el anterior mecanismo de prueba de acceso, Arweave podía alcanzar los objetivos de almacenamiento permanente y acceso a los datos, pero no había ningún incentivo significativo para que los mineros recuperaran los datos rápidamente.

Por ello, los mineros encontraron una oportunidad utilizando la piscina de almacenamiento remoto en lugar de mantener un nodo descentralizado propio. Con SPoRA los mineros tienen un incentivo para replicar los datos más rápidamente, lo que pone fin a la dominancia de la CPU en la cadena. Con SPoRA, cada julio de energía aportado a la red debe ir acompañado de una parte del conjunto de datos.

La red Arweave crece en función de las necesidades. Imagen vía Arweave Press Kit.

De esta forma, SPoRA crea una blockweave más descentralizada y eficiente al desincentivar la agrupación de recursos entre las CPU.

El segundo cambio reduce la cantidad de energía necesaria para el mantenimiento de la red. Aunque la prueba de trabajo es conocida como un mecanismo de consenso muy seguro y fiable, también se sabe que consume mucha energía. El mecanismo SPoRA consume mucha menos energía, lo que reduce la sobrecarga de los mineros y crea un sistema más limpio y eficiente. Además, toda la energía utilizada en el mecanismo SPoRA también contribuye al almacenamiento y recuperación de datos. Esto crea un mejor equilibrio entre el uso de recursos y la utilidad de la cadena de bloques.

Wildfire

Arweave también ha innovado para crear una red de nodos capaces de almacenar datos y proporcionar acceso a los mismos. Se llama Wildfire y es el sistema de incentivos para que los mineros proporcionen un mejor acceso a los datos.

En esencia, Wildfire es un sistema de puntuación que ayuda a la creación rápida de bloques y a la distribución de datos. Puedes pensar en ello en términos de carga y descarga de datos. Los nodos que proporcionan un excelente acceso y velocidad de carga y descarga reciben una mejor puntuación dentro del sistema. Los nodos que proporcionan un servicio deficiente reciben una puntuación más baja, y el sistema elimina los nodos con la puntuación más baja, garantizando así que la red siga respondiendo y siendo rápida.

Los nodos pueden extenderse como un fuego salvaje ("wildfire"), pero también pueden apagarse. Imagen vía Arweave Yellowpaper.

En última instancia, esto conduce a un sistema meritocrático y honesto con una topología de red optimizada para el almacenamiento y la recuperación de datos de forma rápida y gratuita.

Blockshadows

Otras cadenas de bloques funcionan enviando un hash de la lista de bloques y un hash de la lista de monederos, y en última instancia esto les permite compartir el bloque completo y todos sus datos a todos los nodos de la red. Desgraciadamente, esto lleva a que se requieran bloques de mayor tamaño, y aunque esto aumenta el número de transacciones por bloque, también ralentiza la velocidad de transmisión en la red. Lo que puede conducir a un aumento del tiempo necesario para alcanzar el consenso.

Arweave ha creado un sistema de comunicación de datos que llaman Blockshadows, que permite a la red eliminar parcialmente los datos enviados con cada bloque, al tiempo que permite a los nodos alcanzar el consenso y la validación. Blockshadows desvincula las transacciones de los bloques, en lugar de requerir el envío de cantidades masivas de datos a través de la red para alcanzar el consenso. Arweave puede alcanzar un límite teórico de 5.000 transacciones por segundo utilizando el mecanismo Blockshadows.

Arweave 2.0

Arweave 2.0 introduce dos nuevas funciones en la cadena de bloques. Son la Escritura Rápida y las Transacciones Agrupadas.

La Escritura Rápida mantiene la prueba de una transacción en una raíz de un árbol de Merkle accesible en la red, al tiempo que empuja los datos al almacenamiento local en los nodos que desean conservar la información. Esto hace que la red sea más ligera y rápida.

Las Transacciones Agrupadas son una tecnología de nivel 2. Cada transacción de Arweave puede moverse fuera de la cadena, mezclarse con otras transacciones y volver a colocarse en la cadena principal como una única transacción.

El siguiente paso hacia el almacenamiento permanente y el escalado infinito. Imagen vía Arweave Blog.

Juntas, estas tecnologías de escalado hacen que el almacenamiento en Arweave sea casi "infinito", según el fundador de Arweave, Sam Williams.

En realidad, estas dos tecnologías no son tan diferentes de las opciones que Ethereum está considerando como parte de Ethereum 2.0. The research team at Ethereum is said to be considering stateless clients and polynomial commitment. Se dice que el equipo de investigación de Ethereum está considerando clientes sin estado y compromisos polinómicos, que pueden actuar como recibos digitales ligeros para las transacciones.

Algunas plataformas de Ethereum ya han incorporado "Rollups", que es una tecnología similar de nivel 2 que escala las transacciones trasladándolas fuera de la cadena.

Contratos inteligentes "perezosos" de SmartWeave

Las cadenas de bloques de contratos inteligentes tradicionales, como Ethereum y EOS, están diseñadas para que cada nodo ejecute cada transacción y rechace las que contengan alguna operación no válida. Los contratos inteligentes SmartWeave de Arweave abordan esto desde un ángulo diferente.

En los contratos inteligentes de SmartWeave se utiliza un sistema de evaluación "perezosa" en el que el proceso de validación se traslada a los usuarios del contrato inteligente en lugar de a los nodos. Cada vez que un usuario interactúa con un contrato inteligente en Arweave, se le pide que evalúe las transacciones anteriores que se ejecutaron en la dApp hasta llegar al final de la cadena de transiciones de estado válidas. Una vez que llega al final del contrato, el usuario evalúa su propia llamada al contrato y escribe la transición de estado resultante en la red.

Se trata de un proceso sobre la marcha que se repite continuamente, en el que cada nuevo usuario valida las transacciones anteriores y luego añade sus propias transiciones de estado.

SmartWeave es una solución de contratos inteligentes "perezosos". Imagen vía Arweave Blog.

Con un modelo como éste, la red se utiliza como una capa genérica de consenso y compartición de datos, y los usuarios de la red se encargan de verificar todas las transacciones de cualquiera de los contratos con los que desean interactuar.

Uno de los aspectos positivos de la decisión de utilizar contratos inteligentes "perezosos" es que libera a los validadores de la red y, por tanto, libera a la red de la necesidad de pagar comisiones de transacción por cada interacción de los contratos inteligentes. En su lugar, los desarrolladores son libres de crear su producto sin preocuparse de la cantidad de cálculos en el contrato inteligente, y de quién pagará por esos cálculos.

Además de proporcionar una base sólida para la ejecución escalable de contratos inteligentes, estas ejecuciones "perezosas" de contratos inteligentes también proporcionan un marco para la construcción de un subconjunto totalmente nuevo de contratos inteligentes. Como los desarrolladores ya no tienen que preocuparse por la carga computacional de sus contratos inteligentes, pueden explorar áreas que de otro modo habrían pasado por alto. Entre ellas se encuentran cosas como el renderizado vía GPU, el modelado financiero complejo e incluso la ejecución de redes neuronales evolutivas.

Casos de uso de Arweave

El objetivo principal de Arweave es proporcionar almacenamiento permanente como servicio. En lugar de utilizar un modelo en el que se crean contratos entre los usuarios y el proveedor de servicios, lo hace mediante incentivos cripto-económicos por los que se compensa a los mineros por replicar la mayor cantidad de datos posible. El almacenamiento permanente de datos que ofrece Arweave es un mercado completamente nuevo que no pueden ofrecer las empresas tradicionales de computación en la nube, como Amazon, Google y Microsoft.

Las empresas tradicionales de almacenamiento en la nube no pueden ofrecer un almacenamiento permanente como Arweave.

Para almacenar un archivo en Arweave, un desarrollador crea la transacción que pagará una pequeña comisión de red para conceder permisos para almacenar ese archivo para siempre. El coste actual es de 5$/GB, lo que puede parecer caro inicialmente si lo comparas con el coste de Amazon de 0.276$/GB en su nivel más bajo de precios. Sin embargo, también debes tener en cuenta que el precio de Amazon es un cargo anual. Arweave no compite directamente con Amazon en precio porque ofrece algo que Amazon no ofrece ni puede ofrecer, y es el almacenamiento permanente.

La permaweb

La permaweb es una colección de aplicaciones y documentos enlazados, al igual que la web mundial a la que estás acostumbrado, pero a diferencia de la WWW tradicional todos los contenidos de la permaweb son permanentes. Esta capa de datos recogidos permanentemente se sitúa justo encima de la capa de almacenamiento de datos del núcleo de Arweave.

La propia red Arweave está construida sobre el mismo protocolo HTTP utilizado en la web tradicional, lo que significa que cualquier navegador web moderno tiene acceso completo a todos los datos almacenados en la red Arweave. Esta red es agnóstica en cuanto a contenidos, lo que significa que la permaweb puede utilizarse para almacenar todo tipo de datos e información, desde páginas web básicas hasta wikis, aplicaciones web o vídeos y pdfs.

Una vez que cualquiera de estos tipos de datos se almacenan en la permaweb, son permanentemente accesibles desde cualquier lugar del mundo, en cualquier momento, siempre que el usuario tenga una conexión a Internet. Y una vez que estos datos se añaden a la permaweb, nunca pueden ser alterados de ninguna manera, ni siquiera por la persona que los presentó en primer lugar. Esto garantiza que los documentos permanezcan verificables para siempre, a la vez que se refuerza la integridad del consumidor de las aplicaciones.

La permaweb es la web, pero permanente. Imagen vía Arweave.org

Aunque hay muchos mercados diferentes que pueden beneficiarse de la solución de almacenamiento permanente de Arweave, actualmente hay dos segmentos de mercado que ya están adoptando la tecnología de Arweave. Estos dos sectores son los primeros en adoptarla porque necesitan el almacenamiento permanente que ofrece Arweave, y suelen ser menos sensibles al precio que otros segmentos.

Cadenas de bloques para la disponibilidad de datos - Una cadena de bloques está diseñada para almacenar todos los datos de sus transacciones para siempre. La tecnología que ofrece Arweave permite que una cadena de bloques almacene una copia de su registro de forma permanente y para siempre. Esto proporciona tanto redundancia para la cadena de bloques como una sólida auditabilidad. Hay varios proyectos que ya utilizan la tecnología de almacenamiento permanente de Arweave, como Solana, Polkadot y varios proyectos de NFTs.

Archivo de Internet - Utilizar Arweave para archivar Internet tiene mucho sentido, y eso es exactamente lo que ha anunciado que hará el Internet Archive, la organización sin ánimo de lucro que alberga el proyecto Wayback Machine. Se trata de un proyecto necesario porque casi la mitad de los enlaces citados por las sentencias del Tribunal Supremo en EE.UU. están rotos. Los sitios web y las páginas dentro de los sitios web se modifican y eliminan constantemente, por lo que es crucial crear un archivo que conserve los datos existentes en Internet.

Arweave es la solución perfecta para el archivado. Imagen vía Arweave.org

Estos son sólo dos ejemplos de sectores del mercado que aprovechan el almacenamiento permanente. Es imposible decir en este momento la magnitud del mercado potencial del almacenamiento permanente, pero sí sabemos que las cadenas de bloques necesitarán almacenar cantidades masivas de datos a medida que sus registros sigan creciendo. También sabemos que la cantidad de datos en la web mundial sigue creciendo a un ritmo exponencial, y archivar todos esos datos es el objetivo de varias organizaciones.

Dicho esto, hay otros mercados potenciales para el almacenamiento permanente que valorarán la utilidad y también estarán dispuestos a pagar una prima por ella:

• Periodistas y agencias de noticias que quieren asegurarse de que sus reportajes estén disponibles para siempre para arrojar luz sobre la verdad;

• Disidentes políticos que quieren asegurarse de que los gobiernos no puedan censurar sus pensamientos;

• Abogados que trabajan en patrimonios personales o fideicomisos;

• ONGs o fundaciones que quieren almacenar sus archivos para siempre;

• Personas que quieren almacenar recuerdos personales para futuras generaciones lejanas.

Y, por supuesto, la región inexplorada es que Arweave permitirá, con casi con toda seguridad, la creación de nuevas aplicaciones que puedan aprovechar su almacenamiento permanente y la ejecución barata de contratos inteligentes.

El equipo de Arweave

El equipo de Arweave se mantiene en un discreto segundo plano y no se promociona activamente debido a la naturaleza comunitaria del proyecto. La página de LinkedIn de Arweave cuenta con 20 empleados en la actualidad, pero es de suponer que hay más.

El director general (CEO) y cofundador, y también la cara visible de Arweave, es Sam Williams. Es un emprendedor en serie, además de poseer un doctorado en Informática por la Universidad de Kent. Además de sus numerosas start-ups, es un defensor declarado de la descentralización. También tiene una gran experiencia en el diseño de software, ya que empezó a programar a una edad temprana.

El equipo de Arweave - Sam Williams (izquierda), Jesper Noehr (centro), Sebastian Campos Groth (derecha). Imagen vía LinkedIn.

El director técnico (CTO) de Arweave es Jesper Noehr, un hombre con más de dos décadas de experiencia en el sector tecnológico. Antes de incorporarse a Arweave, también fue el fundador y director general de Bitbucket, una herramienta de gestión de código Git que posteriormente fue adquirida por Atlassian. También fue el fundador de Upvest.co, una API que une un conjunto totalmente integrado de productos de inversión.Y luego tenemos al director de operaciones (COO) de Arweave, Sebastian Campos Groth, que aporta a Arweave una experiencia en capital de riesgo en fase inicial, desarrollo empresarial y gestión de proyectos. Antes de unirse a Arweave, puso en marcha el primer acelerador Techstars Metro antes de dirigir el programa Techstars Berlín.

El token AR

Según su documento técnico, Arweave tiene un suministro máximo de tokens de 66 millones de AR. Se acuñaron 55 millones de AR cuando se creó el bloque génesis de Arweave en junio de 2018, y se introducirán gradualmente otros 11 millones como recompensas de bloque.

Arweave celebró un evento de preventa de tokens en agosto de 2017 en el que se vendió el 10.8% del suministro de tokens generado inicialmente, y se completaron dos ventas públicas en mayo de 2018 y junio de 2018 en las que se vendió el 7.1% y el 1.1% del suministro, respectivamente.

La compañía asignó un 19.5% adicional para una venta privada, un 2.9% para asesores del proyecto, un 13% para el equipo (sujeto a un bloqueo de cinco años con un 20% liberado cada año), un 19.1% para el desarrollo del ecosistema y un 26.5% para el uso futuro del proyecto (sujeto a un bloqueo de cinco años con un 20% liberado cada año).

Aunque los tokens se vendieron a sólo 0.73 dólares en la venta de tokens, en junio de 2021 el precio de AR alcanzó los 15.58 dólares.

Evolución del precio del token AR hasta junio de 2021. Imagen vía Coinmarketcap.com

Como puede verse en el gráfico anterior, el token AR ha experimentado un aumento de valor bastante constante en los últimos dos años. Hubo una importante subida en el verano de 2020 después de que el equipo lanzara los tokens de reparto de beneficios que permiten a los desarrolladores recibir recompensas cuando se utilizan sus aplicaciones descentralizadas. El precio retrocedió, pero el token se ha comportado bastante bien durante el rally de 2021 del mercado de las criptomonedas.

Aunque el precio actual está lejos del máximo histórico de 45.03 dólares alcanzado el 14 de mayo de 2021, sigue siendo bastante elevado en comparación con el precio anterior al rally de 2021. En general, diríamos que el comportamiento del precio es alcista y es un buen augurio para el futuro rendimiento de AR.

Conclusión

Arweave nos parece interesante porque ha sido creado para servir a un sector del mercado totalmente nuevo, y porque esto es posible gracias a sus sólidos pilares en la tecnología de cadena de bloques y los contratos inteligentes. Arweave no solo atenderá al mercado de almacenamiento permanente, sino que también puede satisfacer las necesidades del mercado actual de almacenamiento de datos.

La red está creciendo, y en marzo de 2021 procesó más de un millón de transacciones. Está siendo fuertemente adoptada por nuevos proyectos NFT, por proyectos DeFi como yearn.finance, Uniswap v2 y SushiSwap, y por cadenas de bloques que necesitarán almacenar cantidades masivas de datos de sus registros.

El almacenamiento descentralizado es un sector activo en el ámbito de las cadenas de bloques y hay pocas dudas de que eventualmente el mundo se moverá hacia este método de almacenamiento. Es el siguiente paso lógico después del almacenamiento en la nube. Es demasiado pronto para decir si Arweave se convertirá en un jugador importante en el campo con tantos otros proyectos que abordan el problema del almacenamiento descentralizado, pero siendo Arweave el único que aborda el almacenamiento permanente parece una buena apuesta pensar que se convertirá en un jugador importante en el sector.

Otro aspecto positivo es que Arweave es muy buena comunicadora a través de su blog Medium, y está bien conectada con su comunidad. Tienen un sólido documento técnico, aunque está un poco anticuado y podría actualizarse.

Los únicos obstáculos potenciales para Arweave están relacionados con la adopción, que parece estar superando bastante bien actualmente, y con la velocidad y la resiencia de la red. El almacenamiento y la recuperación de datos tendrán que rivalizar con la velocidad de acceso a la que ya están acostumbrados los usuarios, y el mecanismo híbrido de consenso SPoRA tendrá que ser capaz de soportar cualquier vector de ataque potencial sin caer en la trampa de convertirse en una base de datos centralizada.

En general, Arweave parece estar avanzando en la dirección correcta, y si el almacenamiento permanente es una necesidad que hay que satisfacer, entonces también están en un nicho de mercado muy bueno. Teniendo en cuenta el crecimiento exponencial de los datos y la información, es seguro pensar que el almacenamiento permanente será muy demandado en las próximas décadas, lo que convierte a Arweave en una sólida apuesta a largo plazo.

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Aviso: Estas son las opiniones del autor y no deben considerarse consejos de inversión. Los lectores deben hacer su propia investigación.

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