탈중앙화 저장 프로젝트 분석: MEMO와 Filecoin, Arweave의 비교

저자: OxCarna

Web3.0이 도래함에 따라 블록체인 기술이 이끄는 탈중앙화 혁명이 깊은 영향을 미치고 있습니다. 이 혁명에서 데이터는 사회 경제 운영을 촉진하는 중요한 생산 요소일 뿐만 아니라 가치의 유통과 전승을 가진 자산이 되었으며, 그 저장 방식은 전례 없는 주목을 받고 있습니다.

NFT, 메타버스 등 최전선의 탈중앙화 응용 프로그램은 탈중앙화 저장이 중요한 지지점에 서게 했습니다. 본문에서는 영구 저장에 대한 분석을 바탕으로 저장 기술, 시스템 거버넌스 기초, 확장 성능 등 세 가지 측면에서 탈중앙화 저장 프로젝트 MEMO와 Filecoin 및 Arweave의 차이점을 분석합니다.

1. 영구 저장에 대하여

인류 역사 과정에서 많은 문명 기록이 우연히 또는 인위적으로 파괴되었습니다. 기술 발전이 새로운 시대에 접어들면서 문명의 지속에 대한 기대를 바탕으로 인류는 영구 저장을 해제하려고 끊임없이 시도해왔습니다.

2019년 GitHub는 코드 영구 저장 계획을 시작했으며, 최소 1,000년 동안 저장할 계획입니다. GitHub는 다양한 데이터 형식과 위치를 통해 여러 복사본을 지속적으로 저장하는 방식을 설정했으며, 심지어 데이터를 필름 형태로 북극의 영구 동토층 250미터 깊이에 저장하여 미래에 데이터가 손실될 위험을 해결했습니다.

GitHub가 설정한 천년 저장 계획에 비해, 탈중앙화 저장은 여러 조직과 여러 형식을 넘는 복잡한 저장 방식을 초월하려고 하며, 블록체인 및 일련의 기술 메커니즘을 통해 이를 실현하고자 합니다.

탈중앙화 저장의 개척자로서 Filecoin, Arweave 및 MEMO의 비전은 모두 영구 저장과 관련이 있습니다. Filecoin의 비전은 "인류의 중요한 정보를 저장하는 것"이며, Arweave는 알렉산드리아 도서관의 부흥을 제안하고, MEMO는 "인류 정보 데이터를 영원히 보존하는 것"을 목표로 하고 있습니다.

이 세 가지 중에서 겉보기에는 Arweave가 영구 저장 개념과 가장 잘 맞아떨어지며, 데이터는 "체인 위"에 직접 저장되고 일회성 지불로 장기 저장하는 방식을 채택하고 있습니다. 반면 Filecoin과 MEMO는 저장 기간과 필요 공간 크기에 따라 단계적으로 지불하는 방식을 채택하고 있습니다. 그러나 Arweave는 완전히 개방된 네트워크로, 누구나 접근할 수 있지만 변경할 수 없는 구조로, 이 방식은 공개 데이터를 저장하는 데 적합하지만 개인 데이터를 저장하는 데는 적합하지 않으며, 저가치 데이터가 장기적으로 저장 자원을 차지할 가능성이 있습니다.

정보의 전파는 자연 선택의 과정이기 때문에 저가치 데이터는 시간이 지남에 따라 점차 사라지고, 고가치 데이터는 주기를 넘어 자율적으로 전승됩니다. 데이터의 영구 저장을 통해 영원히 보존하려는 희망은 데이터의 가치를 과대평가하는 것일 수 있으며, 한 사람의 백년 생애로 영구성을 측정하는 것은 지나치게 막연하게 보일 수 있습니다.

데이터의 계층적 특성에서 볼 때, 인류 문명 과정에 영향을 미치는 과학기술, 역사, 문화 등의 중요한 데이터는 영구 저장의 필요성이 있지만, IoT, 자율주행 등 순환 데이터는 현재 사회 경제 운영에 중요한 역할을 하지만 오랫동안 저장할 필요는 없습니다. 따라서 영구 저장은 매우 웅장한 비전이지만, 모든 데이터가 영구 저장할 가치가 있는 것은 아닙니다.

영구 저장에 대한 최선의 이해는 현재 저장된 데이터의 안전성과 신뢰성을 보장하는 것입니다. 영구성은 모든 현재로 구성되며, 현재 데이터의 안전성과 신뢰성이 보장되어야 영구 저장이 실현될 가능성이 있습니다. 따라서 저장의 가장 합리적인 조직 방식은 단계적으로 지불하여 사회와 시간이 어떤 데이터가 영원히 전파될 가치가 있는지를 선택하게 하는 것입니다.

데이터의 안전성과 신뢰성은 여러 복잡한 기술의 높은 협력이 필요합니다. 탈중앙화 저장이 태어난 지 10년이 채 되지 않은 현재, 시간의 기준으로 평가할 방법은 없지만, 저장 기술, 시스템 거버넌스 기초, 확장 성능 등 세 가지 측면에서 평가할 수 있습니다.

2. 저장 기술

탈중앙화 저장에 대해 이야기할 때, 대부분의 사람들은 저장 자체보다 블록체인에 더 많은 관심을 기울입니다.

블록체인은 20년이 채 되지 않은 신흥 기술로, 탈중앙화와 불변성의 특성 덕분에 세상을 변화시킬 수 있다는 기대를 받고 있습니다. 반면 저장 기술은 수천 년 동안 정보를 기록하고 전승하는 데 사용되어 왔으며, 블록체인이 세상을 변화시키겠다는 웅장한 비전에 비해 저장은 조용하고 온화하지만 오랜 역사를 가진 존재입니다.

저장 응용은 더 기본적인 부분이지만, 그렇다고 해서 그것이 쉽게 실현될 수 있는 기술이라는 것은 아닙니다. 오히려 그것은 전형적인 기술 집약형 및 자본 집약형 산업입니다. 우리는 전통적인 클라우드 저장 시장이 아마존, 구글, 바이두 등 몇몇 글로벌 대형 인터넷 기업에 의해 독점되고 있다는 것을 보고 있습니다. 기술과 자본이 쌓아올린 견고한 장벽 때문에 소규모 기업은 접근하기 어렵습니다.

저장과 블록체인이 충돌하면서 탈중앙화 저장이 탄생했습니다. Filecoin, Arweave 및 MEMO에게 탈중앙화는 단지 이름 앞에 붙는 접두사일 뿐이며, 그 본질은 여전히 저장 프로젝트입니다. 그들을 비교할 때 저장 기술은 당연히 간과할 수 없습니다.

저장 기술은 수천 년 동안 발전해 왔으며, 최근 수십 년 동안 디지털 저장으로 진화했습니다. 아마존 클라우드를 선두로 하는 전통적인 클라우드 저장의 사용 성능은 사실 충분히 높지만, 중앙 집중식 운영 모델로 인해 개인 정보 보호가 어려워지고 서버 고장으로 인한 서비스 중단 문제는 비판을 받고 있습니다. 전통적인 클라우드 저장 서비스 제공업체의 선진 기술과 블록체인을 결합하면 매우 앞선 기술로 업그레이드될 수 있습니다.

하지만 현재 대부분의 탈중앙화 저장 프로젝트는 다소 원시적인 저장 기술을 사용하고 있습니다. 예를 들어, 중복 메커니즘에서 Filecoin과 Arweave는 원시적인 다중 복사 중복을 사용하고 있으며, MEMO는 오류 정정 코드와 다중 복사를 결합한 중복 방식을 사용하고 있습니다.

다중 복사는 컴퓨터 저장이 탄생할 때부터 존재해온 원시 중복 전략으로, 원리는 각 데이터의 복사본을 해당 노드에 완전하게 백업하는 것입니다. 초기 소규모 데이터에 대해서는 다중 복사 기술을 사용하면 필요를 충족할 수 있습니다. 그러나 이후 데이터 양이 폭증하면 다중 복사 기술을 계속 사용하면 저장 공간에 큰 도전이 됩니다. 따라서 대용량 데이터 저장 문제를 해결하기 위해 현재 클라우드 저장 거대 기업들이 사용하고 있는 오류 정정 코드 기술이 발명되었습니다.

오류 정정 코드는 데이터를 작은 조각으로 나누고 일정한 중복 검사 코드를 추가한 후 서로 다른 노드에 분산 저장하는 기술입니다. 다중 복사 기술에 비해 오류 정정 코드는 저장 비용을 줄이는 데 큰 기여를 합니다. 예를 들어, 1G 용량의 데이터가 5복사 중복 모드를 사용하면 최대 4개의 노드 데이터 손실을 허용하며, 필요한 저장 비용은 5G입니다. 반면 5+5 오류 정정 코드 모드를 사용하면 최대 5개의 노드 데이터 손실을 허용하지만 필요한 저장 비용은 단 2G입니다. 동일한 5배 중복에서도 5+5 오류 정정 코드 모드의 저장 비용은 5복사 모드의 40%에 불과합니다.

MEMO는 이중 중복 메커니즘을 통해 저장 공간 활용률을 크게 높일 뿐만 아니라 사용자에게 더 많은 자율 선택권을 부여합니다. 저장 접근 빈도가 낮은 데이터는 기본 오류 정정 코드 모드를 사용할 수 있으며, 저장 접근 빈도가 높은 데이터는 다중 복사 모드를 선택할 수 있습니다. 중복 메커니즘 외에도 MEMO는 데이터 복구 기능을 개발했으며, 사용된 RAFI 기술은 비효율적인 데이터 블록을 빠르게 발견하여 데이터 복구 효율성을 수배 향상시킬 수 있습니다.

따라서 중복 메커니즘 측면에서 Filecoin과 Arweave는 원시 저장 기술과 블록체인의 결합인 반면, MEMO는 최첨단 저장 기술과 블록체인의 결합입니다.

3. 시스템 거버넌스 기초

시스템의 운영 규칙은 운영의 안정성과 지속성에 중요한 역할을 합니다. 시스템 거버넌스 기초에서 Filecoin, Arweave 및 MEMO는 큰 차이를 보입니다.

경제 모델 측면에서 Filecoin과 Arweave는 모두 블록 생성으로 저장을 유도합니다. 그들의 사용자 역할은 저장 사용자와 채굴자 두 가지입니다. Filecoin은 검색 채굴자 역할도 있지만, 검색 채굴자와 저장 채굴자는 서로 겸임할 수 있으므로 Filecoin의 본질적으로 두 가지 역할만 존재합니다.

운영 원리 측면에서 Filecoin은 IPFS의 인센티브 레이어로, 복제 증명과 시공간 증명을 합의 기반으로 사용하며, 그 운영 모델은 블록을 포장하는 것입니다. 즉, 데이터를 성공적으로 포장한 채굴자만이 블록 생성 권한을 얻을 수 있으며, 데이터 저장과 포장 성공률은 밀접하게 관련되어 있습니다. Arweave는 일종의 블록체인으로, "접근 증명"(Proof of Access)과 PoW 합의를 인센티브 기반으로 사용하며, 전통적인 블록체인과의 차이점은 모든 노드가 전체 체인 데이터를 동기화할 필요가 없고, 채굴자들은 일부 블록만 다운로드하여 즉시 검증을 시작할 수 있다는 점입니다.

MEMO는 블록 생성을 통해 저장을 유도하지 않고, 시스템 생태계 균형을 유지하기 위해 상호 연결되고 상호 제약적인 세 가지 역할을 설계하며, 스마트 계약을 통해 시스템 자치를 구현합니다. 저장 사용자(User)와 저장 제공자(Provider) 외에도 MEMO는 중간 관리인(Keeper) 역할을 설계했습니다. Keeper의 주요 기능은 저장 노드 Provider에 도전하고 약속대로 저장되었는지 검증하는 것이며, 이 역할은 시스템의 안정적인 운영에 중요한 역할을 합니다.

Filecoin과는 달리, MEMO의 세 가지 역할은 서로 독립적이며, 서로 겸임할 수 없습니다. User는 소비자이며, Provider는 제공된 저장 공간의 크기와 기간에 따라 수익을 계산하고, Keeper는 User의 지불에서 일정 비율의 관리 수익을 얻습니다. 역할 간의 거래는 스마트 계약을 통해 자동으로 실행됩니다.

Filecoin과 Arweave의 두 가지 역할이 직선으로 연결되어 있다면, MEMO의 세 가지 역할은 삼각형을 형성합니다. 기하학적으로 삼각형은 가장 안정적인 구조로 여겨지며, MEMO는 세 가지 독립적인 역할의 설계를 통해 시스템의 삼족鼎立을 실현하여 운영을 더욱 안정적으로 만듭니다.

데이터 완전성을 보장하기 위해 MEMO는 공개 검증 메커니즘을 개발했으며, Keeper 역할은 이 메커니즘에서 중요한 관리 및 감독 기능을 수행합니다. 경제적 이익을 얻는 모든 노드는 감독을 받아야 하며, 예를 들어 각 Provider는 Keeper의 도전을 받아야 하고, 각 Keeper도 다른 Keeper의 도전을 받아야 하며, 서로 연결되어 있습니다. 역할 간의 공모 공격을 방지하기 위해 이 공개 검증 메커니즘은 Keeper 외에도 어떤 제3자가 검증에 참여할 수 있도록 하여 검증의 공개성, 예측 불가능성 및 무작위성을 보장합니다.

또한, MEMO는 사용자 평가 시스템을 설계하여 User는 협력한 Provider와 Keeper를 평가할 권리가 있으며, 신뢰도가 높은 역할은 향후 더 많은 서비스 기회를 얻게 됩니다. 이 평가 시스템과 Keeper 역할의 설계, 스마트 계약의 배포는 함께 MEMO 시스템 거버넌스 기초를 구성하여 시스템의 운영을 더욱 안정적이고 건강하게 만듭니다.

• 확장 성능

현재 대량의 데이터가 수십 년의 수명을 가진 하드 드라이브에 저장되고 있으므로, 장기 저장의 실현은 확장 성능에 대한 궁극적인 시험입니다. 확장 성능을 시험하기 위해 우리는 탈중앙화 정도, 참여 장벽, 신뢰성, 가용성 및 에너지 소비성 등 여러 측면에서 분석할 수 있습니다.

세 가지 프로젝트 중 Filecoin과 Arweave는 모두 블록 생성을 통해 저장을 유도하지만, 계산력 경쟁으로 인해 그들의 참여 장벽은 비교적 높습니다.

Filecoin은 포장 블록 생성을 통해, 그 포장 과정은 복잡한 인코딩 및 계산 과정으로, 이는 높은 구성과 계산 능력을 가진 전문 장비만이 참여할 수 있음을 의미합니다. 일반 장비는 계산 능력이 제한되어 참여하기 어려워 Filecoin은 불가피하게 중앙 집중화되는 경향이 있습니다.

Arweave는 블록체인 구조인 Blockweave를 채택하여 데이터를 "체인 위"에 저장하지만, 전통적인 블록체인처럼 데이터를 전체 네트워크에 백업하지 않고, 채굴자가 무작위로 기억 블록을 저장하고 검색하는 형태로 저장을 유도합니다. 이는 채굴자가 가능한 한 많은 역사 블록과 "희귀" 블록을 저장하도록 유도하지만, 전체 네트워크 백업을 하지 않기 때문에 이 방식은 탈중앙화 정도를 약화시키는 결과를 초래합니다.

반면 MEMO는 완전한 탈중앙화를 보장하는 새로운 설계 개념과 계산력 경쟁에 의존하지 않는 방식을 채택했습니다. 아키텍처 설계에서 MEMO는 전통적인 블록체인 저장 아키텍처를 최적화하고 혁신하여 역할과 거래 정보를 블록체인에 기록하고, 방대한 데이터를 공유 경제 모델로 엣지 저장 장치에 저장합니다. 이러한 일반 엣지 장비를 활용하는 방식은 완전한 탈중앙화를 보장할 뿐만 아니라 참여 장벽을 크게 낮춥니다.

또한 새로운 세계 질서 하에서 탄소 배출은 탈중앙화 저장의 중요한 가치 기준 중 하나가 될 것입니다. Filecoin의 포장 과정과 Arweave의 PoW 합의 과정은 모두 높은 에너지 소비 과정을 포함합니다. Filecoin은 데이터를 체인 아래에 저장하지만 검증 과정은 여전히 체인 위에서 완료되며, Arweave는 저장과 검증 모두를 체인 위에 두고 있습니다. 반면 MEMO는 무작위 검증 함수를 통해 공개 검증 메커니즘을 체인 아래에서 설계하여, 이 메커니즘은 MEMO가 안전성을 희생하지 않고 낮은 에너지 소비와 높은 가용성을 확보할 수 있도록 합니다.

낮은 장벽 참여는 MEMO가 확장의 폭을 확보하게 하였고, 완전한 탈중앙화 및 낮은 에너지 소비, 높은 가용성은 그 깊이를 확보하게 하였습니다. 신뢰성 측면에서도 MEMO는 선도적인 저장 기술로 탈중앙화 저장의 최전선에 서 있습니다. MEMO는 여러 혁신과 독창적인 기술을 통해 데이터의 각 순간에 대한 완전성을 약속하고 있습니다.

블록체인의 출현은 계산과 저장의 분리를 촉진하였고, 스마트 계약의 배포와 Keeper 역할의 설계는 인센티브와 블록 생성을 분리하였습니다. 이러한 분리는 MEMO 개념의 정수로 작용하여 완전한 탈중앙화, 낮은 중복, 낮은 에너지 소비, 높은 신뢰성 및 높은 가용성을 갖춘 분산형 클라우드 저장의 대표가 되었습니다.