Обзор Matrix Packaging

Packing добавляет криптографические отпечатки к хранящимся данным, подтверждая, что майнеры предоставляют уникальные ресурсы. Это предотвращает ложные заявления о фиктивной емкости хранилища.

Irys представляет Matrix Packing, новый подход к проверке данных. Этот метод гарантирует, что майнеры предоставляют уникальные ресурсы хранения, одновременно сдерживая недобросовестное поведение.

Обзор

Matrix Packaging — это решение Irys для фундаментальной проблемы хранения данных в блокчейне: обеспечение проверяемости, масштабируемости и экономичности данных при сохранении эффективности и производительности. В отличие от традиционных систем хранения, которые полагаются на дорогие и трудоемкие методы проверки, Matrix Packaging фокусируется на проверке поведения майнеров путем встраивания криптографических свойств в каждый раздел.

Эта система гарантирует, что:

• Каждый майнер хранит уникальные, неповрежденные копии данных, создавая проверяемую и подотчетную структуру хранения.

• Проверка осуществляется быстро и эффективно, даже при росте потребностей в хранении.

• Майнеры имеют экономический стимул для поддержания точных реплик данных, что способствует надежности сети.

Помимо своей роли в хранении, Matrix Packaging также косвенно поддерживает программируемые данные, гарантируя их доступность и целостность репликации, обеспечивая отзывчивость и масштабируемость приложений, основанных на Irys.

Почему Matrix Packaging важен?

Эффективное и надежное хранение данных является основой любого блокчейна, но достичь этого в больших масштабах — задача не из простых.

Без специально оптимизированной системы майнеры столкнутся с чрезмерной вычислительной нагрузкой, разработчики — с высокими комиссиями, а точность и надежность хранящихся данных будут постоянно подвергаться риску.

Matrix Packaging решает эти проблемы с помощью измеримых и экономических гарантий:

Использование параллельных потоков

Matrix Packing может обрабатывать данные одновременно по нескольким потокам, что значительно сокращает затраты времени.

Это делает подготовку хранилища на Irys более быстрой и экономичной по сравнению с другими системами, основанными на последовательных или сложных вычислениях.

Проверяемое хранилище

Каждый фрагмент данных привязан к майнеру через криптографическую последовательность хэшей. Последовательное хеширование создает структуру зависимостей, в которой даже незначительное изменение делает весь сегмент недействительным, что позволяет сразу обнаружить подделку.

Это гарантирует, что данные, на которые полагаются разработчики, остаются достоверными, а майнеры несут ответственность за поддержание целостности хранилища.

Предсказуемые расходы

Настоящая сила Matrix Packaging заключается в его возможностях параллельной обработки, которые обеспечивают экономичный и энергоэффективный подход к подготовке и проверке хранилища.

В отличие от таких систем, как RandomX от Arweave или zk-sealing от Filecoin, которые полагаются на вычислительно дорогостоящие и утомительно медленные последовательные процессы, Matrix Packaging требует предсказуемого количества времени на каждый фрагмент, одновременно обеспечивая параллельные операции. Это значительно сокращает как время, так и энергозатраты, связанные с packing.

Ключевые преимущества включают:

• Меньшие вычислительные затраты

  Избегая ресурсоемких методов, Matrix Packaging минимизирует вычислительные требования, оптимизируя подготовку хранилища и сокращая затраты.

• Масштабируемый параллелизм

  Майнеры могут обрабатывать несколько блоков одновременно, поддерживая крупномасштабные операции хранения без узких мест.

• Энергоэффективность

  Параллельная обработка значительно снижает потребление энергии, укрепляя приверженность Irys принципам устойчивости и экономической эффективности.

Такой подход гарантирует, что проверка хранилища на Irys остается эффективной, экономичной и масштабируемой даже при росте сетевых требований.

Экономические стимулы для майнеров

Майнеры получают вознаграждение за поддержание хранилища в состоянии, готовом к проверке. В результате результат работы майнеров согласован с потребностями сети в постоянной доступности данных.

Это гарантирует, что обязательства по хранению данных выполняются и что майнеры всегда готовы удовлетворить потребности сети.

Оптимизированый ввод данных

Matrix Packaging позволяет интегрировать новые данные в существующее хранилище без переупаковки всей структуры.

Это означает, что разработчик может быстро загружать новые наборы данных даже во время пиковой активности сети, а майнеры избегают высоких затрат на полную переработку.

Как работает Matrix Packaging

Matrix Packaging преобразует хранение данных, которое по своей природе является очень хаотичным, в организованный, поддающийся проверке процесс, который обеспечивает баланс между эффективностью, надежностью и масштабируемостью.

Вот как это работает:

Шаг 1. Разделение данных

Хранение данных в Irys начинается с разделов объемом 16 ТБ, что является практичным размером, выбранным с учетом емкости современных жестких дисков. Эти разделы образуют исходный ресурс хранения, который майнеры предоставляют сети.

Прежде чем эти разделы могут хранить данные, они делятся на управляемые фрагменты и обрабатываются с помощью Matrix Packing. Этот процесс криптографически подготавливает фрагменты для безопасного хранения, делая их готовыми к надежному и эффективному приему данных.

Структурируя хранилище на блоки по 16 ТБ, Irys обеспечивает баланс между высокой плотностью хранения и совместимостью оборудования, что позволяет майнерам эффективно масштабировать свои ресурсы.

Шаг 2. Разделение на фрагменты

Каждый раздел разбивается на более мелкие фрагменты размером 256 КБ, создавая удобные для работы единицы, с которыми майнеры взаимодействуют во время хранения и проверки.

Такая структура поддерживает параллельную обработку, сокращая задержки при проверке.

Шаг 3. Создание сегментов

Каждый блок далее делится на 32-байтовые сегменты, которые включают уникальную энтропию, сгенерированную с помощью хеширования SHA-256, что делает каждый сегмент криптографически уникальным.

Эти криптографические отличия предотвращают дублирование и гарантируют, что каждый майнер сохраняет уникальную копию данных.

Шаг 4. Последовательное хэширование

Сегменты хешируются последовательно, причем каждый хеш зависит от вывода предыдущего сегмента. Этот процесс создает защищенную от подделки цепочку зависимостей по всему блоку, гарантируя, что даже один измененный байт делает всю последовательность недействительной.

Помимо обеспечения целостности данных, последовательное хеширование обеспечивает постоянное, фиксированное время обработки для упаковки каждого блока.

Шаг 5. Многоуровневое хэширование

Каждый фрагмент подвергается многократному хешированию на нескольких уровнях, при этом протокол устанавливает параметры, обеспечивающие стабильное и предсказуемое время упаковки или распаковки, составляющее примерно 3,5 секунды на фрагмент.

Хотя время обработки каждого фрагмента в Irys больше, чем в RandomX от Arweave (40 миллисекунд на фрагмент), конструкция системы позволяет значительно повысить эффективность при обработке нескольких фрагментов. RandomX требует интенсивных вычислений, последовательно распаковывая фрагменты и используя все ядра системы и память.

В отличие от этого, Irys использует параллелизацию GPU для одновременной распаковки тысяч фрагментов, завершая весь процесс всего за 3,5 секунды. Эта эффективность становится все более выгодной по мере увеличения количества фрагментов, что делает Irys идеальным решением для хранения и извлечения данных с высокой пропускной способностью.

Влияние на время создания блока

Процесс Matrix Packaging устанавливает минимальное время проверки блока в 3 секунды. Это гарантирует, что майнеры имеют достаточно времени для проверки и подготовки данных, не нарушая время создания блока Proof of Work Irys, составляющее 9–12 секунд.

В результате сеть остается стабильной и эффективной даже в периоды высокой нагрузки.

Оригинал статьи: https://docs.irys.xyz/learn/protocol-overview/matrix-packaging-overview