¿Cómo puede Blockchain mejorar el almacenamiento de datos?

Los servidores en la nube pueden mantener un registro completo de nuestras vidas, almacenando literalmente todo, desde fotos personales y videos desde nuestros teléfonos inteligentes hasta documentos de trabajo. A primera vista, esta solución hace que nuestras vidas sean más fáciles, pero algunas amenazas inesperadas se pueden encontrar bajo una cáscara de comodidad y atención al cliente extensa.

Aunque el almacenamiento centralizado de datos tiene sus propios beneficios: mayor velocidad y disponibilidad, rendimiento rápido y baja latencia, todo tiene un costo. Las grandes compañías de almacenamiento en la nube como Google y Amazon que dominan la industria a menudo son sospechosas de cooperar con las autoridades y darles acceso a datos privados. Se puede lograr fácilmente porque los archivos de los usuarios no están encriptados, almacenados en un solo lugar y son vulnerables a cualquier manipulación. Además, se puede piratear un único servidor centralizado, dejando a miles de usuarios sin sus datos privados.

Los gobiernos también pueden restringir el acceso a cierto contenido por razones políticas, como hicieron los funcionarios turcos en 2017 cuando Wikipedia fue prohibida en el país. China fue aún más lejos, ya que las redes sociales más populares del mundo, el almacenamiento en la nube y las plataformas de video han sido prohibidas en el estado y reemplazadas por análogos nativos.

A diferencia del almacenamiento centralizado en la nube, los descentralizados se jactan de ser más seguros y privados. No almacenan datos de usuario en un único servidor centralizado. En cambio, dividen los archivos en varias partes y los envían a diferentes servidores o nodos, reduciendo así la posibilidad de control externo sobre los datos del usuario. A pesar de estas mejoras, el almacenamiento descentralizado también tiene algunas restricciones.

Desde que comenzó a surgir blockchain, ha habido entusiastas que afirman que mejoraría literalmente todo, desde la banca hasta la atención médica y desde la votación hasta la recaudación de fondos. ¿Podría ser cierto para el almacenamiento de datos, y blockchain puede mejorar la industria del almacenamiento en la nube? El tiempo lo dirá, y aunque se proponen numerosas soluciones, estamos lejos de saltar a conclusiones.

Almacenamiento en la nube descentralizado: principios operativos

Los sistemas de almacenamiento en la nube almacenan datos en servidores remotos a los que se accede desde Internet y se denominan "nubes". Estos servidores son mantenidos por proveedores de servidores en la nube. A diferencia de los servidores en la nube tradicionales, el almacenamiento en la nube descentralizado no mantiene los datos de los clientes en un servidor centralizado en particular. En cambio, utiliza diferentes nodos ubicados en todo el mundo, que son independientes entre sí. Los nodos no están alojados por una sola entidad y no están controlados por proveedores de servicios, y cualquiera puede ejecutar un nodo.

Todo comenzó hace casi 20 años con el protocolo BitTorrent, que fue diseñado para compartir archivos de igual a igual. Los usuarios de BitTorrent descargan varios archivos de video, música y texto en su almacenamiento local y luego pueden compartirlos ("semilla") con otros usuarios. Los archivos en BitTorrent no están encriptados, pero están divididos en partes, y los fragmentos de archivos se pueden descargar desde diferentes sembradoras, al igual que en una nube descentralizada.

El protocolo del Sistema InterPlanetario de Archivos (IPFS) es otro paso en la evolución del almacenamiento descentralizado. Apareció en 2015 y luego se convirtió en la base de algunas de las soluciones de almacenamiento descentralizado basadas en blockchain actualmente en desarrollo, por ejemplo, Filecoin. Además de HTTP, IPFS es un protocolo hipermedia para la web diseñado para transferir datos entre usuarios y servidores en Internet, pero funciona en múltiples nodos en lugar de un servidor central. Cuando alguien carga un archivo en la red IPFS, el archivo se divide en fragmentos llamados bloques. Cada uno de ellos recibe un hash individual. Posteriormente, los bloques se pueden encontrar y recuperar en un archivo por su hash o nombre utilizando el direccionamiento basado en contenido, que difiere del direccionamiento basado en ubicación en HTTP.

Soluciones basadas en blockchain en almacenamiento en la nube: fuera de cadena y en cadena

Los protocolos BitTorrent e IPFS están lejos de ser perfectos y tienen una serie de desafíos. Con el surgimiento de la tecnología blockchain, la idea de usarla para mejorar el almacenamiento de datos se ha vuelto atractiva para varios desarrolladores de todo el mundo. Las soluciones de nube descentralizadas basadas en Blockchain han aprendido de sus predecesores y tienen como objetivo mejorar la seguridad, la privacidad y el control de los usuarios sobre sus datos. Una de sus características distintivas es el cifrado. Cuando carga un archivo en la red, encripta automáticamente el archivo. Después de eso, puede obtener acceso a su archivo con una clave de cifrado; sin la clave, nadie puede alcanzar y leer su archivo.

Lo que las soluciones basadas en blockchain tienen en común con BitTorrent e IPFS es la fragmentación. En términos simples, es un proceso de dividir un solo archivo en numerosas partes para que estas partes puedan almacenarse en diferentes nodos. Ningún corredor de nodo único contiene su archivo completo, en cambio, solo conservan un fragmento de él. Esos fragmentos están duplicados, lo que conduce a la redundancia en los datos; incluso si un determinado nodo se descompone con un fragmento de su archivo, el mismo fragmento se puede encontrar en otros nodos.

Existen dos enfoques fundamentalmente diferentes en las soluciones de almacenamiento de datos de blockchain: fuera de cadena y en cadena. El principio en cadena significa que todos los datos de los usuarios se almacenan dentro de cada bloque en la cadena de bloques. El beneficio incuestionable de este método es que incluso en caso de un ataque, los datos pueden restaurarse y resincronizarse. La seguridad mejorada tiene un precio para mantener los nodos completos: cada nodo tendrá que contener literalmente todos los datos cargados, que es una opción mucho más costosa. Se cree que la cadena de bloques no es lo suficientemente escalable para almacenar los archivos completos de los usuarios. Cualquier nodo en ejecución deberá conservar una copia de todos los datos de los usuarios cargados, y todos los nodos deberán sincronizarse constantemente entre sí. Si cada usuario carga solo unos pocos megabytes de datos, la red se sobrecargará. Además, costará una fortuna en tarifas de red. Este problema se conoce como hinchazón de blockchain. Es por eso que casi todas las soluciones de almacenamiento de datos en el mercado están fuera de la cadena. Están tratando de resolver el problema de escalabilidad al no almacenar los datos de los usuarios en la cadena de bloques, limitándose a almacenar metadatos en la cadena y usar blockchain para facilitar el ecosistema de la plataforma. El punto débil obvio de las soluciones fuera de la cadena es una seguridad más débil. Si el sistema es atacado, teóricamente, puede haber un caso en que los metadatos sean lo único que quede, mientras que los datos se perderán por completo. Sin embargo, las soluciones fuera de la cadena son más rentables y tienen múltiples casos de uso.

Las soluciones fuera de la cadena utilizan mineros que proporcionan sus discos duros para almacenar los archivos de otros usuarios para obtener una recompensa, y la cadena de bloques se utiliza para facilitar el mercado de almacenamiento entre mineros y usuarios. Convencer a los usuarios de almacenar los datos de otra persona en sus discos y ejecutar nodos puede ser un desafío, pero es esencial para escalar el ecosistema de soluciones fuera de la cadena, y blockchain ayuda a las nubes descentralizadas con eso. Una de las opciones más difundidas es utilizar las monedas criptográficas nativas de la plataforma como incentivo. Esto motiva a los usuarios a alquilar su espacio libre en el disco, lo que permite que este ecosistema de confianza crezca.

BitTorrent presentó su BTT después de que TRON adquiriera la compañía. El principal caso de uso de BTT es recompensar a los usuarios por mantener y distribuir archivos (“sembrar”), pero se planean otras opciones, como pagar por el contenido, dar propina a los creadores de contenido y crowdfunding.

En la red Filecoin, blockchain también se usa para conectar a los usuarios que necesitan almacenar sus datos con aquellos que pueden proporcionar espacio de almacenamiento, también se les llama "mineros". Un cliente presenta una oferta en la cadena de bloques, y cuando se encuentra una orden coincidente de un minero, las partes firman una orden de trato. Los mineros son recompensados ​​con monedas.

El almacenamiento en la nube descentralizado tiene sus ventajas, y blockchain agrega algo más

En comparación con los servidores en la nube centralizados tradicionales como Amazon o Google Drive, el almacenamiento en la nube descentralizado basado en blockchain tiene una serie de ventajas convincentes.

Seguridad. Como se discutió en la sección anterior de este artículo, el almacenamiento en la nube descentralizado basado en blockchain hace que la retención y la transmisión de datos sean más seguras. Los archivos están encriptados con claves privadas, lo que hace que sea imposible para cualquiera sin la clave acceder al archivo. Los archivos también se dividen en partes para mantenerse en múltiples nodos para que no haya un único punto de falla. Si un servidor centralizado falla, probablemente perderá el acceso a sus datos. Si un determinado nodo sale mal, mantendrá sus archivos seguros.

Inmutabilidad. Como no hay una autoridad central, nadie puede quitarle su archivo, restringir el acceso o enmendarlo en aras de la censura. El hash del archivo se guarda en el libro mayor.

Precios má bajo. Si bien los productos de almacenamiento en la nube centralizados como Amazon S3, Google One y Dropbox ofrecen 1 GB de espacio por $ 0.023, $ 0.02 y $ 0.005 por mes, respectivamente, sus competidores que usan blockchain tienen precios tan bajos como $ 0.002.

Recompensas por almacenar. Varios proyectos de nube descentralizados usan blockchain y criptomonedas nativas para incentivar a los usuarios. Aquellos que tengan espacio de almacenamiento adicional (discos duros, discos, centros de datos no utilizados) pueden alquilarlo como recompensa. Las plataformas de almacenamiento en la nube Blockchain conectan a los usuarios dispuestos a compartir su espacio de almacenamiento con los que lo necesitan, lo que lo convierte en una situación beneficiosa para todos.

Las últimas soluciones probablemente permitirán almacenar los datos de los usuarios en una cadena de bloques

Como se explicó anteriormente, las soluciones fuera de la cadena han estado usando blockchain para diferentes propósitos, pero no para almacenar contenido en sí. El almacenamiento de datos en una cadena de bloques tiene ciertas limitaciones, y una de las más importantes es el posible problema de escalabilidad. Blockchains solo puede procesar una cantidad limitada y relativamente baja de transacciones en comparación con los sistemas de pago tradicionales. En las horas punta, conduce a sobrecargas de red, transacciones retrasadas y mayores tarifas de transacción. Con un número creciente de usuarios y transacciones en las condiciones existentes, podría convertirse en un inconveniente significativo.

Hoy en día, existen diferentes soluciones de almacenamiento de datos que afirman abordar el problema de la escalabilidad, aunque la mayoría de ellas aún están en la fase de desarrollo. Uno de estos es ILCoiny su protocolo RIFT, que ya se ha implementado en la red principal, según lo indicado por la compañía. El protocolo RIFT es una solución de varias capas en la que cada bloque extraído contiene minibloques que, a su vez, contienen datos de los usuarios. Los desarrolladores de ILCoin dicen que su tamaño de bloque podría llegar a un total de 5 GB junto con mini bloques, lo que lo convierte en el "mayor entre los competidores". Según el equipo del proyecto, al resolver el primero en entrar, el primero en salir y el cuello de botella problemas, su protocolo RIFT hace que el "tamaño de red sea potencialmente ilimitado".

Los desarrolladores de ILCoin argumentan que el protocolo RIFT abre amplias oportunidades para el almacenamiento seguro y transparente de cualquier contenido digital en la cadena de bloques. Hasta ahora, el almacenamiento de grandes cantidades de datos en la cadena no era posible debido a la hinchazón de blockchain. El equipo de ILCoin dijo que gracias al principio de asincronización y la arquitectura de mini bloques, pronto será posible en su solución descentralizada de almacenamiento blockchain en la nube, cuyo lanzamiento está programado para más adelante este año. Obviamente, ejecutar un nodo completo para la plataforma de almacenamiento en cadena será costoso, por lo que los desarrolladores de ILCoin están apostando por recompensar a sus futuros socios con monedas patentadas como sus competidores fuera de la cadena.

Tanto las soluciones de almacenamiento de datos tradicionales como las nubes descentralizadas tienen sus propios beneficios e inconvenientes. Los servidores en la nube tradicionales tienen mayor velocidad y disponibilidad, pero no cifran los datos de los usuarios ni los almacenan en un solo lugar, lo que amenaza la seguridad y la privacidad de los datos. El almacenamiento en la nube descentralizado mejora la seguridad y la privacidad de los datos de los usuarios al encriptar sus archivos y particiones, pero no pueden presumir de tener las mismas altas velocidades y baja latencia que los centralizados. Además, las soluciones blockchain para el almacenamiento descentralizado en la nube aún no han demostrado la capacidad de construir una masa crítica de usuarios, lo cual es esencial para el ecosistema y sigue siendo uno de los puntos conflictivos de los sistemas distribuidos. Además, el almacenamiento descentralizado puede ser fuera de cadena o en cadena. Las soluciones fuera de la cadena evitan con éxito el problema de la hinchazón de blockchain pero tienen una seguridad de datos más débil, ya que no se almacenan en la cadena de bloques. Las soluciones en cadena afirman ser más seguras pero son más caras y requieren bloques más grandes. En resumen, cada tipo tiene sus propios beneficios e inconvenientes, y solo el tiempo dirá cuál de ellos tiene éxito.