CESS에 대해 알아보세요: 상업적 저장 요구를 충족하는 최초의 탈중앙화 저장 네트워크

저자: 장하이보, PANews

인터넷 거대 기업들의 집단적인 단절은 다시 한 번 중앙화된 네트워크의 "종"을 울리고 있다.

2022년 6월 21일, 글로벌 네트워크 인프라 서비스 제공업체인 Cloudflare에서 장애가 발생하여 Discord, Medium, Coinbase, NordVPN, Feedly 등 수백 개의 대형 웹사이트가 단절되었다. "단일 실패 지점"으로 인한 대규모 단절은 더 많은 사람들이 탈중앙화 저장 네트워크의 필요성을 다시 고려하게 만들었다.

블록체인은 탈중앙화를 지지하지만, 지금까지 저장은 탈중앙화의 약점이었다. 한편으로는 블록체인 프로젝트의 프론트엔드와 미들웨어가 중앙화된 서버에 배포되어 공격에 취약하다. 다른 한편으로는 NFT, GameFi 등의 데이터가 탈중앙화 저장을 실현하지 못하고 있다. 이러한 문제에 대한 효과적인 해결책을 제공하는 것은 새로운 비즈니스 모델을 창출하게 된다. 즉, 블록체인 네트워크의 노드, NFT, GameFi의 탈중앙화 저장을 어떻게 실현하고 스트리밍 또는 소셜 미디어를 탈중앙화 네트워크에 배포할 것인가 하는 것이다.

CESS의 Web3 길

Web 3이라는 용어는 2014년 Gavin Wood에 의해 블록체인 기술이 가져오는 새로운 세대의 인터넷으로 해석되었다. 당시 Gavin은 이더리움의 공동 창립자이자 CTO에 불과했으며, Parity와 Polkadot(폴카)를 설립하지 않았다. 2016년, Polkadot이 시작되어 Web3의 멀티 체인 비전을 실현하고 블록체인 간의 "섬" 문제를 해결하여 체인上的 응용 프로그램과 서비스가 안전하게 크로스 체인 통신할 수 있도록 했다. CESS는 Cumulus Encrypted Storage System의 약자로, substrate 프레임워크를 기반으로 개발된 탈중앙화 인프라로, 전체 Polkadot 생태계에 일반 저장 모듈을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 전체 Web3 세계 및 일부 Web2.0 기업에 탈중앙화 데이터 클라우드 저장 솔루션을 제공할 수 있다.

다른 탈중앙화 저장 프로젝트와 비교할 때, CESS는 랜덤 선택 순환 합의 노드 메커니즘, 다중 복제 복구 저장 증명, 다중 유형 데이터 권리 확립 메커니즘, 프록시 재암호화 기술 등의 혁신을 통해 탈중앙화 저장 응용 과정에서 발생하는 높은 비용, 느린 검색, 느린 업로드 및 다운로드 문제를 해결하여 탈중앙화 저장이 스트리밍과 같은 높은 동시성과 전파의 시의성을 요구하는 상업적 응용 요구를 충족할 수 있도록 했다. CESS는 탈중앙화된 Baidu 클라우드 드라이브와 탈중앙화된 Google 클라우드 드라이브와 같은 일반적인 응용 프로그램을 지원할 수 있을 뿐만 아니라 GameFi, 메타버스 등 체인 상 데이터 상호작용에 대한 높은 수요를 가진 새로운 세대의 응용 프로그램도 지원할 수 있다.

Polkadot 생태계에서 CESS는 "우등생"이다. Polkadot 2021년 아시아 태평양 지역 해커톤에서 CESS LAB은 "블록체인 구축" 부문에서 1등을 수상했다. 2022년 1월 25일, CESS는 Web3 재단(W3F) Grant에서 요구하는 모든 내용을 완료했다. 2022년 3월 7일, W3F는 다시 한 번 CESS의 Substrate 저장 모듈 제공에 대한 보조금 제안을 승인했다. 2022년 6월 29일, CESS는 "CESS가 Substrate에 저장을 제공"하는 모든 납품을 완료하고 SBP(서브스트레이트 빌더 프로그램) 이정표 1을 통과했다.

올해 Polkadot의 최대 글로벌 이벤트인 Polkadot Decoded 기간 동안, CESS 중국 커뮤니티 매니저 Andy Zou는 항저우에서 현재 탈중앙화 저장 트랙의 문제점을 지적하고, 다중 복제 복구 저장 증명 메커니즘을 사용하여 전통적인 저장의 단일 실패 지점을 해결하는 CESS의 솔루션을 제안했다. CESS는 공간 저장 서비스를 제공하는 첫 번째 탈중앙화 저장 네트워크이다. CESS 글로벌 시장 운영 매니저 John Humphreys-Ramos는 부에노스아이레스 회의에서 CESS의 랜덤 선택 순환 합의 노드(R²S) 메커니즘을 소개하며 "채굴자 딜레마"를 해결하고 블록 역사 저장의 탈중앙화를 보장하며 대형 채굴자의 지나친 집중화가 네트워크 전체 발전에 불리하지 않도록 한다고 말했다.

글로벌 비즈니스 개발 책임자 Louis Albuerne는 뉴욕 회의에서 CESS가 탈중앙화 저장에서 프록시 재암호화 기술과 다중 유형 데이터 권리 확립 메커니즘(MDRC)을 사용한다고 언급했다. 전자는 데이터 소유자(권한 부여자)의 공개 키로 암호화된 데이터를 다른 암호문으로 변환할 수 있는 키 변환 알고리즘으로, 변환된 암호문은 데이터 사용자(권한 부여받은 자)의 개인 키로 복호화할 수 있으며, 데이터 소유자의 개인 키와 평문 정보를 유출하지 않고 CESS 생태계 사용자 간에 데이터를 자유롭게 거래하고 공유할 수 있게 한다. 후자는 사용자가 CESS 저장 시스템에 데이터를 업로드할 때 네트워크가 데이터의 디지털 지문을 추출하고, 지문을 체인에 올리고, 지문을 비교하여 CESS 네트워크 내의 데이터를 추적하고 출처를 확인하는 것을 의미한다.

CESS의 테스트넷은 7월 5일에 온라인으로 출시되었으며, 테스트넷은 여러 단계로 출시되며 새로운 모듈과 기능을 계속 추가할 예정이다.

CESS의 기술 혁신

랜덤 선택 순환 합의 노드 메커니즘 R²S

CESS는 주로 저장을 위해 사용되지만, 공공 체인으로서 거래를 패키징하고 합의를 형성하는 방법에 대해서도 고려해야 하며, 그 합의 계층은 네트워크의 안전성, 성능, 탈중앙화 등의 문제를 고려해야 한다. 블록체인 네트워크에는 많은 노드가 있으며, CESS는 이러한 노드 중 일부를 랜덤으로 선택하여 합의를 유지하는 메커니즘을 랜덤 선택 순환 합의 노드 메커니즘(R²S)이라고 한다.

R²S의 논리는 네트워크 안전성을 고려하면서도 낮은 가스 비용과 높은 TPS를 실현하는 것이다. 네트워크는 모든 조건을 충족하는 후보 노드 중에서 11개의 공식 순환 노드를 랜덤으로 선택하여 특정 기간 내의 블록 생성 등의 합의 유지 작업을 수행한다. 후보 노드는 네트워크에 지속적으로 기여해야 하며, 데이터 분할, 암호화, 중복성 등의 작업을 완료해야 하며, 이는 그들이 다음 시간 창의 순환 노드 경쟁에 참여할 수 있는지를 결정한다. 네트워크는 이 기간 동안 다음 시간 창의 순환 노드를 선택한다.

체인 상 거래 처리 효율성을 높이면서도 노드의 탈중앙화를 보장하기 위해 CESS는 혁신적인 랜덤 선택 순환 합의 노드 메커니즘(R²S)을 채택하여 블록 패키징 및 기타 체인 상 거래를 실현한다. 이 메커니즘의 핵심은 "랜덤"과 "합의"로, 특정 시간 창 내에서 일정 수의 순환 노드가 합의 유지를 담당하며, 선택의 랜덤성을 통해 완전한 탈중앙화를 보장한다. 합의 메커니즘은 탈중앙화 저장 네트워크의 핵심이며, CESS 팀은 이 메커니즘을 설계할 때 저장 공공 체인에 대한 특별한 고려를 하였다.

R²S 메커니즘은 한편으로는 합의와 저장의 분리를 실현하여 "채굴자 딜레마"와 독점을 방지하고, 다른 한편으로는 신뢰 실행 환경(TEE) 기술을 통해 합의 노드의 정직성과 스케줄링 기능을 정기적으로 점검하여 노드 간의 공정한 경쟁을 통해 네트워크에 높은 효율의 서비스를 제공하도록 한다.

다중 복제 복구 저장 증명 PoDR²

다중 복제 복구 저장 증명(PoDR²) 메커니즘은 CESS 저장 네트워크가 사용자가 업로드한 데이터에 대해 맞춤형 복제를 효과적으로 저장하도록 보장한다. 즉, 데이터가 네트워크에 업로드되면 자동으로 여러 개의 데이터 복사본으로 복제되며, 각 데이터 복사본에 대해 복구 증명을 생성하는 데 필요한 보조 검증 메타데이터가 생성되고 이 메타데이터는 네트워크에 저장된다.

PoDR² 저장 메커니즘은 CESS 저장 네트워크의 핵심 메커니즘으로, 최대 장점은 CESS가 기본 설계에서 데이터의 암호화, 중복성 등의 보호 전략을 구현했기 때문에 저장 채굴자는 처리된 데이터 조각을 저장하고 저장의 유효성을 보장하기만 하면 된다. 일부 채굴자가 데이터를 잃어버리더라도 네트워크는 다른 데이터 조각을 통해 원본 데이터를 복원할 수 있다. 이 메커니즘은 단일 파일을 구성하는 모든 데이터 조각을 전체로 통계 및 모니터링한다. 특정 데이터 조각이 손상된 것으로 확인되면 CESS는 자동으로 새로운 데이터 조각을 생성하여 보충하고 새로운 저장 채굴자에게 전송하여 복사본의 복구 가능성을 보장하고 전체 저장 네트워크의 강인성을 향상시킨다. 이 메커니즘은 단일 실패 지점의 가능성을 크게 줄이고 CESS 전체 저장 네트워크 내 데이터의 안전성을 높인다.

다중 유형 데이터 권리 확립 메커니즘 MDRC

Web3는 데이터 소유권을 사용자에게 되돌려주며, 탈중앙화 저장도 사용자 "권리 확립"의 사례가 생겼다. CESS의 다중 유형 데이터 권리 확립 메커니즘은 각 데이터에서 데이터 지문 파일을 추출하여 데이터 인증서 ID를 생성한다. 개인과 기업은 누구나 자신의 창작 결과를 등록할 수 있으며, 이는 블록체인의 변조 불가능한 특성 덕분이다.

프록시 재암호화 기술

중앙화 저장은 불가피하게 데이터 유출의 가능성을 내포하고 있으며, 이는 사람들로 하여금 인터넷과 클라우드 기술에 대한 신뢰 위기를 초래한다.

사용자 데이터의 안전성을 보장하기 위해 CESS는 데이터 소유자가 데이터 내용을 유출하지 않고 데이터 소유자 간의 변환을 실현할 수 있는 탈중앙화 프록시 재암호화 메커니즘을 설계했다. 즉, 사용자가 CESS 저장 네트워크에 업로드하는 데이터는 기본적으로 공개 또는 비공개 두 가지 상태로 표시된다. 사용자가 비공개 상태를 선택하면 네트워크는 각 분할 데이터를 암호화한 후 전 세계 저장 채굴자 노드에 저장한다. 사용자가 데이터를 다른 사람에게 권한 부여하기로 선택하면 이 메커니즘은 저장 채굴자 노드의 데이터를 권한 부여 암호화하여 지정된 객체가 데이터 개인 키를 사용하여 복호화할 수 있도록 하여 데이터 접근의 안전성을 달성한다.

다층 네트워크 설계

"모듈화"는 블록체인의 미래 발전 추세 중 하나로, 모듈화 블록체인은 블록체인의 소수 기능에만 집중하고 모든 기능을 구현할 필요가 없다. 예를 들어 확장성에 집중하는 Arbitrum, Optimism 등의 롤업과 합의 및 데이터 가용성을 위한 Celestia 등이 모듈화 블록체인의 대표적인 사례이다.

사실 많은 공공 체인 프로젝트도 완전한 블록체인 기능을 실현하기 위해 다층 모듈화 설계를 채택하고 있다. 예를 들어 미래의 이더리움의 실행 계층과 합의 계층, Polkadot의 릴레이 체인, 평행 체인 등이 있다.

CESS가 완전한 블록체인을 자체적으로 구축하기로 결정한 이유는 거래와 저장 증명 외에도 전체 네트워크 저장 공간과 저장 내용 메타데이터의 기록을 포함해야 하기 때문이다. CESS의 네트워크 구조는 네 가지 층으로 나눌 수 있다: 블록체인 서비스 층, 분산 저장 자원 층, 분산 콘텐츠 배포 층 및 응용 층.

1. 블록체인 서비스 층은 모든 거래와 계약을 처리하며, 합의 알고리즘, 저장 증명, 지불 및 인센티브 등의 기능을 포함한다. 구체적인 합의 알고리즘은 앞서 설명한 바와 같으며, 합의에 참여하는 노드는 합의 채굴자라고 한다.
2. 분산 저장 자원 층은 사용자가 업로드한 파일, 데이터 등의 정보를 저장하는 네트워크이다. 저장 채굴자는 저장 증명을 제출하여 보상을 받을 수 있다. 저장 공간을 계획할 때, CESS의 합의 채굴자는 "풀링" 기술을 통해 모든 저장 공간을 스마트하게 관리하여 탈중앙화된 클라우드 저장 풀을 형성하고, 잘라낸 데이터 조각을 요구 사항을 충족하는 채굴자에게 랜덤으로 분배하여 분산된 저장 공간을 최대한 효율적으로 활용하고 대형 채굴자의 독점을 방지하여 스마트 클라우드 공간 관리를 실현한다.
3. 분산 콘텐츠 배포 층은 탈중앙화된 콘텐츠 배포 네트워크(CDN)에 해당하며, 분산된 방식으로 콘텐츠의 빠른 전달을 협력하여 CESS의 콘텐츠 배포 층은 검색 채굴자와 캐시 채굴자를 포함한다.
4. 응용 층 위에는 다양한 응용 프로그램을 구축할 수 있으며, 다른 탈중앙화 저장 서비스 제공업체와 비교할 때, CESS는 분산 저장 서비스 외에도 진정한 클라우드 저장 생태계를 구축하는 것을 목표로 한다. CESS는 Substrate로 개발된 공공 체인으로, WASM을 지원할 뿐만 아니라 EVM과도 호환되어 프로젝트 이전 및 개발의 편리함을 제공한다.

전체 구조 설계에는 네 가지 채굴자가 포함되어 있다: 저장 채굴자, 합의 채굴자, 검색 채굴자 및 캐시 채굴자. 이들은 서로 독립적이면서도 협력하여 네트워크의 정상적인 운영을 보장한다. 이 기반 위에서 개발자는 CESS에서 다양한 응용 프로그램을 구축할 수 있다.

각종 채굴자가 각자의 역할을 수행할 수 있도록 하여 CESS에 참여하는 저장 하드웨어의 진입 장벽이 낮아졌으며, 1TB의 저장 공간만 있으면 저장 채굴자가 될 수 있다. 채굴자는 랜덤으로 데이터 조각을 수신하며, 이는 채굴자 본인의 규모에 의존하지 않는다. 콘텐츠 배포 층의 검색 채굴자와 캐시 채굴자도 저장 관련 작업을 수행할 필요가 없기 때문에 CESS의 검색, 업로드 및 다운로드 속도가 상업적 응용의 요구를 충족할 수 있다.

응용

위의 다양한 기술 외에도 사용자 측면에서 CESS는 다른 탈중앙화 저장 프로젝트와 가장 큰 차별점은 동적 데이터 저장 서비스를 제공할 수 있다는 점이다.

이는 CESS가 탈중앙화 상업 저장 트랙에서 처음으로 공간 저장 서비스를 제공하게 되었음을 의미하며, 사용자는 데이터를 언제든지 수정하고 삭제할 수 있으며, 빠른 검색 및 데이터 반환이 상업적 저장의 높은 빈도와 빠른, 저비용 요구를 매우 충족시킨다.

따라서 CESS는 스트리밍 미디어, 소셜 애플리케이션, NFT, GameFi, 의료/연구 거래 공유 플랫폼 등 다양한 응용 시나리오를 충족할 수 있다. CESS는 또한 오라클을 사용하여 다른 탈중앙화 저장 프로젝트의 가격을 추적할 계획이며, CESS 고객의 저장 비용이 다른 프로젝트보다 높지 않도록 할 것이다.

토큰 경제

CESS 토큰은 자원 서비스 구매, 네트워크 가스 비용 지불, 노드 스테이킹 채굴, DApp 개발 인센티브, CESS 네트워크의 정상 운영을 유지하는 채굴자 인센티브 등 다양한 용도로 사용될 수 있다. CESS 토큰의 총 발행량은 100억 개이며, 구체적인 토큰 분배는 다음과 같다:

• 15%는 초기 기여자에게 분배되며, 분배 수량은 15억 개로 6년 동안 선형적으로 해제된다.
• 55%는 채굴자에게 분배되며, 분배 수량은 55억 개로 선형적으로 해제되며, 매 4년마다 절반으로 줄어든다.
• 10%는 커뮤니티와 DAO에 분배되며, 분배 수량은 10억 개이다.
• 5%는 상업 파트너에게 분배되며, 분배 수량은 5억 개이다.
• 5%는 비상금으로 분배되며, 분배 수량은 5억 개로 비상 상황 및 미래 생태 발전에 사용된다.
• 10%는 자금 조달로 분배되며, 분배 수량은 10억 개로 대중 투자 및 전략적 투자에 사용된다.

결론

상업 저장 용도를 충족하는 탈중앙화 저장 네트워크를 구축하기 위해 최초로 노력하는 CESS는 기술 혁신을 통해 다중 복제 복구 저장 증명 메커니즘을 구현하여 데이터 프라이버시와 안전성을 보호하고, 데이터 자원의 "풀링"을 통해 저장 자원 활용률을 극대화하며, 현재 탈중앙화 저장 프로젝트와 상업 저장 서비스의 설계 개념에서 혁신과 발전에 기여하고 있다. 이외에도 CESS는 다양한 시나리오에서 탈중앙화 저장 응용을 충족할 수 있다.

CESS 네트워크는 Substrate 프레임워크를 기반으로 하여 Polkadot 생태계를 출발점으로 삼아 CESS 생태계의 큰 그림을 구축하고, 다양한 탈중앙화 응용 프로그램의 인프라 솔루션을 제공하며, WASM을 지원할 뿐만 아니라 EVM 스마트 계약과도 호환된다. 이는 전 세계 개발자에게 효율적인 탈중앙화 응용 개발 모델을 제공하며, CESS의 빠른 발전을 위한 길을 열어준다.