从前端到数据库:EthStorge如何帮助DAPP实现真正的去信任化

时间:2024-10-02 编辑: 浏览:(100)

摘要:

一个去中心化应用由多个部分构成,但目前只有最核心的后端逻辑运行在以太坊上,其他部分比如前端代码还部署在以太坊之外,同时还包含很多没有上链的数据,所以大多数 DAPP 无法完整继承以太坊的安全性,远未达到理想化的状态。

导致上述问题的原因主要有两个:一是以太坊没有为开发者提供相应的前端标准和工具,二是链上存储数据的成本太高。

为了提供去中心化的前端标准,EthStorage 团队提出了 web3:// 访问协议,为开发者提供一整套通过智能合约来部署和访问前端代码,甚至是类文件系统的标准和工具,目前已成为以太坊的正式标准。

为了降低以太坊链上数据的存储成本,EthStorage 团队开发了二层存储协议 EthStorage,利用 PoRA (Proof of Random Access) 和零知识证明,在继承以太坊一层安全性的同时,极大降低存储开销。

致谢:感谢来自极客 Web3 的 Faust,ChainFeeds 的 Zhixiong Pan、LXDAO 的 Bruce、EthStorage 的 Qi Zhou, Lun Deng 对本文的反馈。

去中心化 DAPP 的背景和问题

以太坊的愿景是成为世界计算机,希望在其上构建的应用程序都继承它的安全性。开发者只需一次部署,该应用就会永远在以太坊上运行,没有实体可以对其进行审查或恶意操纵。

但现在的去中心化应用 DAPP 是否达到了上述目标?为了更清晰的回答这个问题,我们需要将一个 DAPP 应用解构,看它都包括哪些部分,进而分析各个部分的去信任化程度,来得出最终结论。

一般情况下,一个去中心化 DAPP 会包含前端界面、后端服务器、数据库。用户访问前端界面时,会通过浏览器和域名服务来加载前端内容。其中:

前端和域名服务:大多没有通过智能合约来部署和访问,区块链提供的特性如避免单点故障、代码不可篡改、抗审查、社区治理等都没有在前端这部分体现出来。

后端服务器:部分由智能合约实现,有些计算密集型的任务无法完全上链。

数据库:部分由智能合约实现,由于链上存储费用非常高,数据量较大的情况下 DAPP 还是采用链下的存储方案。

通过上面的分析,可以看到现在的去中心化 DAPP 只有部分组件通过智能合约获得了以太坊的保护,以太坊体系还远未实现当初的「去中心化的世界计算机」愿景。

2023 年末 Vitalik 回顾以太坊的发展,写了一篇反响较大的文章「Make Ethereum Cypherpunk Again」,讨论了以太坊社区该如何回归密码朋克的理念。他在文中总结了以太坊甚至是更大范围的 Web3 社区应该坚守的价值观,提到非常重要的一点:

去中心化应用应尽量减少对任何单一主体的依赖,即便 DAPP 的核心开发者永久消失,应用程序也可以继续运转。

由此可见 Vitalik 对于去中心化应用该如何构建也有类似的期待。接下来我们将详细分析去中心化 DAPP 中每个组件面临的问题,探讨如何对其进行改进。

前端和域名服务

在去中心化应用的几个组成部分中,前端和域名服务的中心化程度最为严重。目前绝大部分 dApp 的前端都使用中心化服务器,项目方可以随时修改前端代码,不需要经过社区治理,也不受到时间锁限制,这部分的安全性与部署在以太坊上的智能合约相去甚远。

黑客可以入侵服务器修改前端代码,而 dApp 用户会因为使用该恶意前端而损失资产。这个问题在上个 DeFi Summer 中反复出现,我们不禁要问:为什么前端不能和后端一样部署在以太坊上,让修改行为通过社区治理和时间锁才生效呢?

另外请设想一下,假如 Uniswap 的开发团队有一天不再给他们的前端服务器以及域名服务付费,那么 Uniswap 的用户和 LP 将如何使用 Uniswap?

绝大部分用户并不懂得如何绕过前端和智能合约交互,虽然 Uniswap 有尝试将其前端上传到 IPFS,但是 IPFS 和以太坊是不同的网络,在可靠性和去信任程度上完全不同。值得一提的是,IPFS 的内容访问速度很慢,现在绝大多数用户还是在和 Uniswap 部署在中心化服务器上的前端进行交互。

此外,因为Uniswap 前端的运营主体是 Uniswap Labs,他们为了迎合监管,增加了对 Token 列表的审查,这与他们在以太坊上部署的智能合约进成了反差,因为谁都无法随意对智能合约进行修改。所以,在前端被审查的 Token 还是可以在合约层面被交互到的,由此可见代码上链对抗审查的重要性。

后端服务器

因为 EVM 可以提供图灵完备的执行环境,所以大部分后端逻辑都可以在以太坊链上执行,我们可以说智能合约类的应用可以完全继承以太坊的安全。只是因为成本原因,一些计算密集型的任务无法直接在链上进行。

针对这个问题,现在探索比较多的是使用 ZK 或者 OP 的方式,将计算移交到链下完成,以太坊链上只对计算结果进行最终确认,以此在计算层面上进行扩容。有些 AI 相关的项目将这类方法推向了极致,希望将 AI 大模型这种超级计算密集型的任务与区块链挂钩,值得我们去密切关注。

数据库

对于数据库,EVM 原本就支持键值对 /KV 型存储 (Key Value Store),可以覆盖非常多的使用场景,但核心的问题是:链上存储的成本太高。

贵到什么地步呢?在 Gas Price 为 10Gwei 的情况,链上存储 1GB 的数据需要 6200 多枚 ETH,超过 2000 万美元!显然存储成本成为了数据库去中心化的核心问题。

我们可能会想,能否使用和上述计算扩容类似的方法,对存储进行扩容,也就是链下存储,链上验证存储效果。后面我们会对这个思路详细展开。

分析了上述谈及的 DAPP 组成部分后,我们发现,只有让 DAPP 的每个部分都足够安全和去信任,其作为一个去信任的整体,才能真正成为一个去中心化的 DAPP。而以太坊作为 dApp 的运行与托管平台,需要给开发者提供相应的解决方案,才能孕育出符合以太坊愿景的应用生态。

DAPP 的去信任解决方案

围绕着如何让 DAPP 完全基于以太坊来部署和访问,EthStorage 团队提出了两套解决方案:

web3:// 访问协议:解决如何使用智能合约来部署和访问前端代码,甚至是类文件系统的问题。

EthStorage 二层存储协议:在继承以太坊安全性的同时,极大降低了存储开销。

web3:// 访问协议

web3:// 可以被理解为去中心化版本的 http://,与 http 的 URL 中通过指定服务器 IP 地址或者域名来访问中心化的资源类似,web3 的 URL 需要指定一个智能合约地址或者 ENS 域名,来访问存储在其上的资源。

我们可以将一个网站的前端全部部署到一个智能合约中,并通过 web3:// 来访问!可以对比一下两者的区别:

目前 web3:// 已经成为了以太坊的正式标准(ERC-4804),如果希望详细了解 web3:// 访问协议的内容,可以访问其官网。为了更好的在智能合约中做文件管理,我们提出了 ERC-5018,它在智能合约中模拟了一套文件系统的接口,这样就可以通过 ethfs-cli,将打包好的前端代码文件夹上传到一个智能合约中,并通过 web3:// 来访问这个网站。

大家如果感兴趣,可以按照教程完成一个简单的去中心化应用部署和访问。

有了 web3:// 访问协议,我们才能真正让 dApp 前端也具有了「Code is law」的属性。对于开发者来说,一旦部署,这个前端将永久执行下去。试想如果 Uniswap labs 也将其前端部署到了以太坊,那么即使团队想在前端层面对用户进行审查和限制,也无法阻止人们使用其部署在以太坊上的前端了。

当然在解决了可行性的问题后,我们还意识到链上存储大量数据的成本会非常高,从而使开发者在链上部署前端的时候面临困扰。我们进一步开发了 EthStorage 二层存储协议,在继承以太坊安全性的同时,极大降低存储开销。

EthStorage 二层存储协议

EthStorage 协议由部署在以太坊上的智能合约和 Layer2 网络中的存储节点组成,其中,智能合约提供了键值存储, 而二层的存储节点负责存放数据本身。

用户通过 EIP-4844 的 BLOB 将待存储的数据上传到以太坊上,EthStorage 智能合约只会记录 BLOB 内数据的哈希,从而有效的降低存储成本。

同时,二层的存储节点会下载对应的 BLOB 数据到本地磁盘,使用 PoRA (Proof of Random Access) 和 ZK,将存储证明提交至以太坊上的合约做验证,该合约需要通过之前记录的 Blob 哈希来确认存储节点上传的 ZK 证明能否对上号,以此确认二层网络中的存储节点真的存放了这些数据。

具体流程如下:

对于开发者来说,其上传数据和获取数据的接口非常简单:

应用开发者可以直接通过 EthStorage 提供的合约接口,对大块数据进行读写,写入成本约等于直接在链上存储数据的千分之一。因此,EthStorage 不仅支持链上部署前端,对更广泛的键值存储数据库操作也提供了成本更低的解决方案。

目前,EthStorage 已获得了以太坊官方的 Grants,并且已经在 Sepolia 部署了公开测试网,欢迎大家加入。

总结与展望

大多数 DAPP 的重要组件如前端和数据库未部署在以太坊,无法继承以太坊的安全,导致应用作为一个整体无法做到永久执行,抗审查,可治理。

EthStorage 对此提出了两个方案解决这个问题:web3:// 访问协议解决使用智能合约来部署和访问前端的问题;EthStorage 二层存储协议解决存储成本过高的问题。

为了实现以太坊最初的愿景,我们认为它将演进为一个去中心化的 Web 服务器,生态中的去中心化应用会将其所有组件都部署于以太坊,不管是后端代码、前端还是数据,一旦部署,代码可以永久运行,数据可以永久访问,成为一个真正的 Unstoppable Dapp。

EthStorage 公开测试网正在进行第二次激励活动,感兴趣的社区小伙伴可以按照 Guide 完成自己的第一个 Unstoppable Dapp 部署和访问!

最新 更多 >
  • 1 分析师预测Altcoin大反弹

    著名加密货币分析师TechDev预测,altcoins市场将迎来显著的上涨趋势,类似于2016年的牛市周期。基于历史模式和技术分析,他预计总市值可能超过1万亿美元。投资者可以关注BTC和USDT主导地位图表、其他图表以及即将推出的以太坊ETF来捕捉潜在的反弹机会。

  • 2 报告:ETH面临4000美元关键阻力位,若突破成功或出现强劲上涨

    Bitfinex Alpha 最新报告表示,截至 5 月 24 日,ETH 4000 美元的阻力位仍然是一个关键的心理障碍,尽管预计短期波动和盘整,但报告认为如果突破该阻力位,ETH 可能会出现强劲的上升趋势。

  • 3 爆炸性增长预测:顶级加密货币准备在下一轮牛市中飙升

    随着2024年加密货币牛市的到来,BlastUP、Toncoin(TON)、Ondo(ONDO)和Cardano(ADA)等硬币有望实现潜在增长。其中,BlastUP因其创新理念和强大的生态系统而备受关注。投资者可能会发现这些硬币在即将到来的牛市趋势中的前景特别有吸引力。

  • 4 美国证券交易委员会点头后以太坊投资者眼球激增

    美国证券交易委员会(SEC)最近批准了八只以太坊交易所交易基金(ETF),导致以太坊生态系统活跃度增加。投资者关注市场并预测以太坊价格是否会上涨至4000美元大关。鲸鱼活动引发关于潜在价格波动的猜测。人工智能工具预测到6月1日,以太坊的价格可能达到3813美元。保持关键价格水平可能会带来牛市势头和潜在的新高。

  • 5 索拉纳:突破170美元阻力会引发进一步上涨吗?

    Solana价格上涨1.32%,市值达到74亿美元。

  • 6 因采取支持加密行业立场,Polymarket等预测平台上特朗普支持率上升

    根据预测市场来判断,采取坚定的支持加密货币行业的立场可能会加强唐纳德·特朗普(Donald Trump)对现任总统乔·拜登(Joe Biden)的领先优势。在过去的一周里,特朗普承诺为暗网丝绸之路创始人 Ross Ulbricht 减刑,并发誓要让美国成为数字资产行业的领导者。在同一时期,拜登在 PredictIt 上的押注份额从 46 美分跌至 44 美分。PredictIt 是一个在以美元结算

  • 7 MOG币在上涨292%后仍保持看涨前景,尽管存在潜在回撤风险

    MOG 币经历了大幅上涨,在过去两周内上涨了 292%,而 2 月底的涨幅高达 857%。尽管可能出现 15-20% 的回撤,但 MOG 币的价格预测仍然看涨,预计其市值将超过目前的 5.55 亿美元。该代币已突破局部阻力位,交易量、OBV 和 RSI 等指标表明购买压力强劲,看涨势头强劲。然而,需要注意的是,短期情绪显示出减弱的迹象,比特币价格跌破 67,000 美元可能会对市场情绪产生负面影响

  • 8 比特币算力达到历史峰值至659EH/s

    HashRateIndex报告称,比特币的七天哈希率达到了659 EH/s的历史新高,此外,根据Bitinfocharts的数据,平均网络哈希率在上周末达到了732 EH/s,创历史新高。 HashRateIndex解释说,哈希率的增长可能表明比特币公共矿工正在按计划激活他们的ASIC订单,这意味着更强大的硬件正在开启,随着更多的哈希值上线,竞争将更加激烈。

  • 9 币安将于2024年5月29日进行以太坊网络钱包维护

    币安宣布将于北京时间2024年5月29日15:00对以太坊网络(ETH)进行钱包维护。为配合本次维护,币安将于2024年5月29日14:55暂停以太坊网络的充提服务。维护预计持续2小时,维护结束后服务将自动恢复。

  • 10 预言机API3完成400万美元代币融资,DWFLabs领投

    去中心化预言机 API3 宣布完成 400 万美元代币融资,DWF Labs 领投, Spartan Group、野村证券子公司 Laser Digital 和 Caladan(前 AlphaLab)参投。此轮融资将主要用于 OEV 网络主网的启动、去中心化应用(DApp)和区块链网络的进一步集成,以及支持 API3 服务的持续开发和推广。 API3 表示,此轮代币融资中 API3 以 2.81