Dezentrale Speicherung war lange Zeit durch einen unvermeidbaren Kompromiss eingeschränkt: Systeme verlassen sich entweder auf umfangreiche Replikation, die die Speicherkosten in die Höhe treibt, oder sie verwenden einfache Löschcodierungsmethoden, die versagen, wenn Knoten häufig dem Netzwerk beitreten und es verlassen. Infolgedessen wird die Wiederherstellung ineffizient, die Sicherheit schwächt sich, und die Verfügbarkeit leidet unter realen Bedingungen.
Walrus führt einen neuen Ansatz für die dezentrale Blob-Speicherung ein, der diese Einschränkungen durch eine Reihe grundlegender Designinnovationen überwindet. Im Zentrum des Systems steht Red Stuff, ein zweidimensionales Löschcodierungsprotokoll, das starke Sicherheitsgarantien mit nur einem Replikationsfaktor von 4,5× bietet. Im Gegensatz zu traditionellen Designs, die das Herunterladen oder Rekonstruieren ganzer Blobs erfordern, ermöglicht Red Stuff eine selbstheilende Wiederherstellung, bei der die Bandbreite, die benötigt wird, um verlorene Daten zu reparieren, nur mit dem skaliert, was fehlt, anstatt mit dem gesamten Datensatz.
Ein entscheidender Durchbruch von Red Stuff ist seine Fähigkeit, Speicherherausforderungen in asynchronen Netzwerken zu unterstützen. Dies verhindert, dass Gegner die Netzwerkverzögerung ausnutzen, um konform zu erscheinen, ohne tatsächlich Daten zu speichern – eine Schwäche, die in früheren Protokollen vorhanden war. Durch die Resilienz der Verifizierung gegen Zeitmanipulation stärkt Walrus die Speicherintegrität unter adversen Bedingungen erheblich.
Über die Kodierung hinaus führt Walrus ein mehrstufiges Epoch-Wechselprotokoll ein, das entwickelt wurde, um hohe Churn-Raten von Speicherknoten zu bewältigen, ohne die Datenverfügbarkeit zu unterbrechen. Knoten können reibungslos zwischen Komitees wechseln, wodurch sichergestellt wird, dass Blobs auch während der Neukonfiguration zugänglich bleiben. Das System integriert auch authentifizierte Datenstrukturen, um sich gegen böswillige Clients zu schützen und die Konsistenz über Speicher- und Abrufoperationen hinweg zu bewahren.
Umfangreiche experimentelle Ergebnisse zeigen, dass Walrus eine praktische Leistung im großen Maßstab erreicht, indem es Effizienz, Sicherheit und Verfügbarkeit in einer Weise kombiniert, die frühere dezentrale Speichersysteme nicht konnten. Dies macht Walrus zu einer überzeugenden Grundlage für dezentrale Anwendungen, die zuverlässigen, hochintegren Blob-Speicher ohne übermäßigen Aufwand verlangen.