Web3 – die dritte Generation des Internets – bezieht sich auf eine dezentrale und verteilte Version des Webs, die Blockchain-Technologie und andere dezentrale Technologien nutzt, um eine bessere Benutzerkontrolle, Privatsphäre und Dateneigentum zu ermöglichen. Ziel ist es, die Art und Weise, wie wir mit digitalen Diensten interagieren, neu zu definieren und von traditionellen zentralisierten Modellen zu dezentralen Peer-to-Peer-Netzwerken überzugehen.
Im Kern basiert Web3 auf der Blockchain-Technologie, einem verteilten Hauptbuch, das eine kryptografisch gesicherte, kontinuierlich wachsende Liste von Datensätzen, sogenannte Blöcke, führt. Diese dezentrale Natur ermöglicht direkte Peer-to-Peer-Interaktionen.
Web3 bietet mehrere wichtige Funktionen und Fähigkeiten mit dem Potenzial, Anwendungen mit hohem Speicherbedarf zu revolutionieren. Beispiele für Anwendungen mit hohem Speicherbedarf sind Content Delivery Networks (CDNs) zum Hosten von Bildern und anderen visuellen Medien, Online-Gaming-Plattformen und Blockchain-basierte Websites.
Im Gegensatz zu herkömmlichen zentralisierten Systemen stellt Web3 sicher, dass keine einzelne Entität die vollständige Kontrolle oder das Eigentum an den Daten hat. Dieser dezentrale Ansatz macht die Daten resistent gegen Zensur, Manipulation oder Single-Point-of-Failure-Risiken und verbessert so die Datenintegrität und -verfügbarkeit.
Harrison Hines, CEO und Mitbegründer von Fleek – einer dezentralen Entwicklungsplattform – sagte gegenüber Cointelegraph: „Die gut gestalteten Protokolle, die Web3 antreiben, gewährleisten die Dezentralisierung durch ihre Netzwerkarchitektur, Kryptografie und das tokenökonomische Anreizsystem.“ Er fügte hinzu:
„Die Vorteile dieses Ansatzes liegen größtenteils darin, dass er vertrauenswürdig, erlaubnislos, manipulationssicher und zensurresistent ist. Dies sind immer wichtigere Probleme/Probleme, insbesondere auf unternehmenseigenen Web2-Cloud-Plattformen, und Web3 leistet hervorragende Arbeit bei der Bewältigung dieser Probleme.“
Ankur Banerjee, Chief Technology Officer bei Cheqd – einer dezentralen Zahlungs- und Identitätsplattform – äußerte sich ebenfalls zu Wort und sagte gegenüber Cointelegraph: „Der Fokus liegt speziell auf der Dezentralisierung und bietet Ausfallsicherheit gegenüber einzelnen Anbietern.“ In der Vergangenheit gab es viele Ausfälle aufgrund von Ausfällen von Cloud-Anbietern. So war beispielsweise erst vor einer Woche Microsoft Outlook ausgefallen, und im Januar waren Outlook, Teams und 365 alle ausgefallen, was die Gefahr der Zentralisierung verdeutlicht. Durch den weltweiten Ausfall von Facebook im Jahr 2021 wurden nicht nur ihre Dienste lahmgelegt, sondern auch große Teile des restlichen Webs, das auf die Anzeigenverfolgung und Anmeldung von Facebook angewiesen war.“
Ein weiterer wichtiger Aspekt von Web3 ist die Interoperabilität. Blockchains funktionieren unabhängig voneinander, es gibt jedoch Interoperabilitätsprotokolle, die darauf abzielen, verschiedene Blockchain-Netzwerke zu verbinden. Cross-Chain-Brücken ermöglichen es Benutzern beispielsweise, Vermögenswerte von einer Blockchain auf eine andere zu übertragen. Bei richtiger Nutzung kann Interoperabilität eine Rolle bei der Entwicklung von Anwendungen mit hohem Speicherbedarf spielen, indem sie sie in mehreren Blockchain-Netzwerken zugänglich macht.
Web3 integriert verteilte Dateisysteme wie das InterPlanetary File System (IPFS) und Swarm, um sichere und skalierbare Speicherlösungen für Anwendungen mit hohem Speicherbedarf bereitzustellen. Diese verteilten Dateisysteme zerlegen Dateien in kleinere Blöcke, verteilen sie auf mehrere Knoten und nutzen eine inhaltsbasierte Adressierung. Darüber hinaus verbessern sie durch die Gewährleistung von Datenredundanz und effizientem Abruf die Zuverlässigkeit und Leistung von Speichersystemen.
Mit Fleek können Benutzer beispielsweise Websites erstellen, indem sie ihre Dateien mithilfe des IPFS-Protokolls hosten. Wenn eine Website im Netzwerk bereitgestellt wird, erhalten Benutzer einen IPFS-Hash und die Websites werden in Filecoin archiviert. Benutzer verfügen über Softwareentwicklungskits und grafische Benutzeroberflächen für die Interaktion mit der Speicherinfrastruktur.
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Darüber hinaus ermöglicht Web3 die Nutzung von Smart Contracts. Smart Contracts sind selbstausführende Verträge mit vordefinierten Regeln und Bedingungen, die in der Blockchain kodiert sind. Sie ermöglichen vertrauenswürdige und automatisierte Interaktionen und ermöglichen es Anwendungen mit hohem Speicherbedarf, Regeln durchzusetzen, Transaktionen abzuwickeln und die Zugriffskontrolle für die Datenspeicherung und den Datenabruf zu verwalten.
Web3 führt auch die Tokenisierung ein, bei der digitale Vermögenswerte oder Token Eigentums- oder Zugriffsrechte darstellen. Bei Anwendungen mit hohem Speicherbedarf kann die Tokenisierung einen Anreiz für die Teilnehmer schaffen, ihre Speicherressourcen zur Verfügung zu stellen. Benutzer können Token verdienen, indem sie ungenutzten Speicherplatz teilen und so ein kostengünstiges und skalierbares dezentrales Netzwerk schaffen. Die Tokenisierung fügt dem Speicherökosystem eine wirtschaftliche Ebene hinzu und fördert die aktive Teilnahme und gemeinsame Nutzung von Ressourcen.
Das Potenzial von Web3 für Anwendungen mit hohem Speicherbedarf liegt in seiner dezentralen Natur, Interoperabilität, verteilten Dateisystemen, intelligenten Verträgen und Tokenisierungsmechanismen. Diese Funktionen bieten eine sichere, skalierbare und anreizorientierte Infrastruktur zum Speichern und Abrufen großer Datenmengen.
Welche Blockchain-Technologie muss bereit sein?
In ihrer aktuellen Form steht die Blockchain-Technologie bei der Verarbeitung großer Datenmengen vor Herausforderungen in Bezug auf die Skalierbarkeit. Traditionelle Blockchain-Architekturen wie Bitcoin und Ethereum verfügen über begrenzte Durchsatz- und Speicherkapazitäten.
Um Anwendungen mit hohem Speicherbedarf zu unterstützen, müssen Blockchain-Netzwerke ihre Skalierbarkeit verbessern. Dies kann durch die Implementierung von Lösungen wie Sharding, Layer-2-Protokollen oder Sidechains erreicht werden. Diese Techniken ermöglichen die parallele Verarbeitung von Transaktionen und Daten und erhöhen so effektiv die Kapazität und Leistung des Blockchain-Netzwerks.
Anwendungen mit hohem Speicherbedarf erfordern eine effiziente Nutzung der Speicherressourcen. Daher müssen Blockchain-Netzwerke die Datenspeicherung optimieren, um Redundanz zu reduzieren und die Speichereffizienz zu verbessern. Techniken wie Datenkomprimierung, Deduplizierung und Datenpartitionierung können eingesetzt werden, um den Speicherbedarf zu minimieren und gleichzeitig die Datenintegrität und -verfügbarkeit aufrechtzuerhalten.
Banerjee bemerkte: „Blockchains werden nicht direkt zum Speichern umfangreicher Dateien verwendet, da dies eine nicht optimale Art der Speicherung und Verteilung wäre. Viele Anwendungsfälle, die die Speicherung großer Datenmengen erfordern, erreichen dies durch die Speicherung eines kryptografischen Hashs oder Nachweises in der Kette und die Speicherung der Datei auf einem dezentralen Speicher (wie IPFS, Swarm, Ceramic usw.) oder sogar einem zentralen Speicher.“ Er fügte hinzu:
„Auf diese Weise müssen die „schwereren“ Dateien nicht aufgeteilt und in Blöcken gespeichert werden und stehen in einer Form zur Verfügung, die am besten für die schnelle Verteilung großer Dateien optimiert ist, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass sie durch die Prüfung anhand des Hashs manipulationssicher sind. Ein gutes Beispiel dafür in der Praxis ist das Sidetree-Protokoll, das eine Kombination aus IPFS und Bitcoin zur Speicherung verwendet.“
Die Datenverfügbarkeit ist für Anwendungen mit hohem Speicherbedarf von entscheidender Bedeutung. Blockchain-Netzwerke müssen sicherstellen, dass Speicherknoten ständig online und zugänglich sind, um Datenabrufdienste bereitzustellen. Anreize und Strafen können integriert werden, um Speicherknoten zu ermutigen, eine hohe Verfügbarkeit aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus kann die Integration verteilter Dateisysteme wie IPFS oder Swarm die Datenverfügbarkeit verbessern, indem Daten über mehrere Knoten hinweg repliziert werden.
Hines von Fleek sagte gegenüber Cointelegraph: „Skalierbarkeit ist immer noch ein Problem, an dem alle Web3-Speicherprotokolle arbeiten müssen, und es ist ein Problem, das wir speziell mit Fleek Network angehen.“ Was IPFS und Swarm speziell betrifft, würde ich IPFS in eine eigene Kategorie einordnen. Im Gegensatz dazu ähnelt Swarm eher Filecoin, Arweave usw., da diese Protokolle die Speicherung von Dateien/Daten garantieren“, fügt er hinzu:
„IPFS hingegen garantiert nicht die Speicherung von Dateien/Daten. Eine bessere Vorstellung von IPFS ähnelt eher HTTP, was bedeutet, dass es hauptsächlich für die Adressierung und Weiterleitung von Inhalten verwendet wird.“
Hines glaubt sogar, dass IPFS möglicherweise das HTTPS-Protokoll ersetzen kann: „Wir sehen, dass IPFS in Zukunft zusätzlich zu allen Speicherprotokollen verwendet wird und schließlich HTTP ersetzt, aus dem einfachen Grund, dass die Inhaltsadressierung sinnvoller ist als die standortbasierte Adressierung (IP). Adresse) für das Internet und seine wachsende globale Nutzerbasis.“
„Für die anderen Speicherprotokolle wie Filecoin, Arweave, Swarm usw. garantieren sie Sicherheit durch ihre Netzwerkarchitektur, Kryptographie und ihr tokenökonomisches Anreizsystem.“
Da Anwendungen mit hohem Speicherbedarf oft mit sensiblen Daten umgehen, sind Datenschutz und Sicherheit von größter Bedeutung. Blockchain-Netzwerke müssen robuste Verschlüsselungstechniken und Zugriffskontrollmechanismen integrieren, um gespeicherte Daten zu schützen. Datenschutzorientierte Technologien wie Zero-Knowledge-Proofs oder sichere Mehrparteienberechnungen können integriert werden, um eine sichere, private Datenspeicherung und -abfrage zu ermöglichen.
Blockchain-Netzwerke können kostengünstige Speicherlösungen mit dezentralen Speichernetzwerken oder der Implementierung tokenbasierter Wirtschaftlichkeit bereitstellen. Darüber hinaus können Blockchain-Netzwerke eine verteilte, kosteneffiziente Speicherinfrastruktur schaffen, indem sie Einzelpersonen oder Organisationen dazu anregen, ihre ungenutzten Speicherressourcen zur Verfügung zu stellen.
Interoperabilität ist für Anwendungen mit hohem Speicherbedarf, die eine Datenintegration aus verschiedenen Quellen und Systemen erfordern, von entscheidender Bedeutung. Daher müssen Blockchain-Netzwerke die Interoperabilität zwischen Blockchains und externen Systemen fördern. Standards und Protokolle wie kettenübergreifende Kommunikationsprotokolle oder dezentrale Orakel können eine nahtlose Integration von Daten aus verschiedenen Quellen in das Blockchain-Netzwerk ermöglichen.
Effektive Governance- und Konsensmechanismen sind für Blockchain-Netzwerke, die große Datenmengen verarbeiten, von entscheidender Bedeutung. Transparente und dezentrale Governance-Modelle wie On-Chain- oder dezentrale autonome Organisationen (DAOs) können implementiert werden, um kollektive Entscheidungen über speicherbezogene Richtlinien und Upgrades zu treffen.
Effiziente Konsensalgorithmen wie Proof-of-Stake (PoS) oder delegierter Proof-of-Stake (DPoS) können eingesetzt werden, um einen schnelleren und energieeffizienteren Konsens für Datenspeichertransaktionen zu erreichen. Auch für die Blockchain-Technologie in High-Storage-Anwendungen ist die Verbesserung des Benutzererlebnisses von entscheidender Bedeutung.
Die mit der Blockchain verbundene Komplexität und Technik sollte abstrahiert werden, um eine benutzerfreundliche Oberfläche und eine nahtlose Integration in bestehende Anwendungen bereitzustellen. Darüber hinaus sollten Tools, Bibliotheken und Frameworks, die die Entwicklung und Bereitstellung von Blockchain-Anwendungen mit hohem Speicherbedarf vereinfachen, leicht verfügbar sein.
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Anwendungen mit hohem Speicherbedarf müssen möglicherweise bestimmte behördliche Anforderungen einhalten, beispielsweise Datenschutzbestimmungen oder branchenspezifische Compliance-Standards. Daher müssen Blockchain-Netzwerke Funktionen und Mechanismen bereitstellen, die die Einhaltung solcher Vorschriften ermöglichen.
Dazu können integrierte Datenschutzkontrollen, Überprüfbarkeitsfunktionen oder die Integration in Identitätsmanagementsysteme gehören, um die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften bei der Nutzung von Blockchain-basiertem Speicher sicherzustellen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Blockchain, um für Anwendungen mit hohem Speicherbedarf gerüstet zu sein, mehrere Schlüsselfunktionen erfüllen muss, darunter Sicherheit und Kosteneffizienz. Durch die Bewältigung dieser Herausforderungen und die Einbeziehung der notwendigen Verbesserungen kann die Blockchain-Technologie eine robuste, skalierbare Infrastruktur für Anwendungen mit hohem Speicherbedarf bereitstellen.