Una introducción a las redes de almacenamiento descentralizado

Los seres humanos han recorrido un largo camino desde el almacenamiento de datos en hardware físico. En la computación moderna, el almacenamiento en la nube —un sistema para almacenar información en ubicaciones remotas— es la opción predeterminada para alojar archivos, sitios web y aplicaciones.

El almacenamiento en la nube ha beneficiado a individuos y empresas al eliminar la necesidad de gestionar infraestructura de almacenamiento. Sin embargo, su gestión centralizada de datos introduce nuevos riesgos para los usuarios, incluyendo censura, violaciones de privacidad, robo de datos y mala integridad de la información.

Para remediar los problemas del almacenamiento centralizado de datos, algunos han recurrido a la tecnología blockchain. Los sistemas de almacenamiento basados en blockchain o "almacenamiento descentralizado" proporcionan un medio eficiente, robusto, escalable, seguro y rentable para almacenar información.

Este artículo ofrece una introducción a las redes de almacenamiento descentralizado. Exploraremos cómo funciona el modelo de almacenamiento descentralizado, qué beneficios ofrece y los servicios comunes de almacenamiento blockchain que se pueden usar.

¿Cómo funciona el almacenamiento descentralizado?

El modelo de almacenamiento descentralizado funciona compartiendo la responsabilidad de almacenar información entre diferentes participantes de una red peer-to-peer. Esto es diferente del almacenamiento centralizado, donde una pieza de información se almacena en un único servidor.

Al almacenar información de forma redundante en múltiples nodos (computadoras), el almacenamiento descentralizado protege la accesibilidad y seguridad de la información. Si un nodo no puede proporcionar el contenido solicitado, la misma información puede recuperarse de otros nodos de almacenamiento.

Compara esto con los sistemas de almacenamiento centralizado que guardan tus archivos en una sola ubicación: si un servidor se desconecta, la información se vuelve inaccesible. El almacenamiento centralizado también introduce puntos únicos de falla, de modo que actores maliciosos pueden robar información de los servidores o bloquear el acceso mediante ataques de denegación de servicio (DoS).

Muchos servicios de almacenamiento descentralizado están modelados según blockchains descentralizadas, lo que significa que los usuarios pueden realizar transacciones de manera trustless, pseudónima y segura. Estas plataformas usan incentivos criptoeconómicos para asegurar que todos contribuyan positivamente al ecosistema.

El modelo de almacenamiento descentralizado se basa en la idea de que no todos utilizarán el almacenamiento de sus dispositivos. Por lo tanto, se incentiva a los individuos a alquilar el espacio de disco duro sin usar a otros usuarios a cambio de una compensación.

Normalmente, los mercados de almacenamiento descentralizado usan smart contracts habilitados por blockchain para facilitar las interacciones entre usuarios y proveedores de almacenamiento. Estos smart contracts suelen definir alguno o todos los siguientes puntos:

• El tamaño de la información que el usuario quiere almacenar
• La duración durante la cual el proveedor de almacenamiento está obligado a conservar la información
• La compensación pagada al proveedor de almacenamiento a cambio de su servicio

Al igual que las blockchains, las plataformas de almacenamiento descentralizado funcionan sobre una arquitectura distribuida. Como tal, necesitan un mecanismo de consenso para mantener el sistema funcional y para castigar o incentivar acciones específicas.

Con este fin, la mayoría de los sistemas de almacenamiento descentralizado usan alguna variación del algoritmo de consenso proof-of-storage (PoStorage). Utilizado notablemente por Filecoin, proof-of-storage selecciona mineros según cuánto almacenamiento de datos han contribuido a la red. El mecanismo también usa un sistema de verificación aleatoria para confirmar si los mineros efectivamente están conservando los datos como prometieron.

El proceso de almacenar información en una plataforma de almacenamiento en la nube descentralizado (DCS) es diferente al de un proveedor de almacenamiento en la nube tradicional, como Google Drive, Amazon Web Services (AWS) o Dropbox:

Inicialmente, los archivos subidos se encriptan usando mecanismos de hashing criptográfico y luego se dividen en varios fragmentos (sharding). Luego, estos fragmentos se almacenan de forma redundante en diferentes nodos de almacenamiento que forman la red. Para recuperar el archivo, los usuarios solicitarán el archivo usando el hash del contenido y reensamblarán los fragmentos devueltos para recrear la información original.

Seis beneficios de usar almacenamiento descentralizado

El almacenamiento en la nube descentralizado (DCS) ofrece las siguientes seis ventajas:

1. Seguridad

La seguridad de la información es una consideración crítica para individuos, empresas y desarrolladores de aplicaciones descentralizadas. Los sistemas de almacenamiento centralizado difícilmente proporcionan garantías de seguridad robustas. Si acaso, usar almacenamiento en la nube tradicional expone la información del usuario a riesgos de seguridad.

Los servicios de almacenamiento en la nube tradicionales almacenan la información principalmente en un puñado de centros de datos alrededor del mundo. Sin embargo, esos mismos refugios de datos son objetivos atractivos para actores maliciosos que pueden robar información almacenada de forma efectiva. También es fácil impedir que los usuarios accedan a la información saturando los servidores mediante ataques DoS o secuestrando el acceso de administrador.

El almacenamiento descentralizado se beneficia de las garantías de seguridad de la tecnología blockchain y ofrece alternativas de almacenamiento más seguras. Las copias de la información son conservadas por varios nodos en la red, eliminando los puntos únicos de falla. Además, robar datos de usuarios o restringir el acceso es teóricamente imposible debido a la arquitectura distribuida de las redes DCS.

Esto tiene varias implicaciones para los usuarios:

Los individuos pueden confiar en que sus datos se almacenan de forma segura y a salvo de control no autorizado. Las empresas dedicarán menos tiempo a preocuparse por la seguridad de la información de los clientes y podrán prevenir ataques maliciosos y filtraciones de datos costosas. Los desarrolladores de dApps pueden crear aplicaciones y sitios web robustos, seguros y resistentes a la censura.

2. Eficiencia

Si bien el almacenamiento en la nube moderno ha traído ciertos beneficios, la eficiencia no es uno de ellos. Estas plataformas siguen dependiendo de un puñado de centros de datos en todo el mundo para entregar contenido a usuarios de todo el mundo. El resultado es un modelo de almacenamiento ineficiente que hace poco atractiva la recuperación de información.

Los usuarios en zonas remotas pueden tener que gastar más ancho de banda para descargar información, ya que carecen de proximidad a los centros de datos. Esto no solo genera mayores costos de conexión, sino que también afecta las velocidades de descarga.

Debido a la arquitectura cliente-servidor usada en el almacenamiento centralizado, dichos sistemas son propensos a fallas de servicio. Esto puede ocurrir si demasiados usuarios intentan acceder al mismo servidor o si un mal funcionamiento afecta el hardware físico. La caída de Facebook en 2021, la interrupción prolongada de GitHub en 2020 y los problemas de tiempo de inactividad de varias semanas de Microsoft en 2020 son prueba de las ineficiencias de la gestión centralizada de datos.

Lo que hace diferente al almacenamiento descentralizado es que usa redes peer-to-peer para compartir archivos. Cada nodo puede almacenar, solicitar o enviar información a otros usuarios. Como resultado, la pérdida de un nodo (es decir, un "mini-servidor") no puede afectar al sistema. Esto asegura a los usuarios que la información siempre estará disponible sin interrupciones.

Gracias a la distribución global de nodos de almacenamiento, las plataformas de almacenamiento descentralizado pueden reducir el uso de ancho de banda para los usuarios. En lugar de enviar solicitudes de información a servidores lejanos, los usuarios de DCS pueden conectarse a nodos cercanos para compartir archivos.

¿El resultado? Velocidades de recuperación de archivos más rápidas y menos dinero gastado en costos de ancho de banda.

3. Almacenamiento de datos más económico

Otro problema del almacenamiento en la nube tradicional se relaciona con el alto costo de uso. En muchos casos, los servicios de almacenamiento se ofrecen mediante planes de precios rígidos, dejando a los desarrolladores pagando por espacio de almacenamiento sin usar. Agravando aún más el problema hay una marcada falta de alternativas y un vendor lock-in generalizado.

El almacenamiento descentralizado soluciona el problema al operar bajo un esquema de pago por uso. Los usuarios tienen control sobre cuánto pagan a los nodos de almacenamiento por guardar archivos, lo que puede reducir el costo de almacenamiento para los desarrolladores.

Además, los proveedores de DCS recompensan a las personas por alquilar almacenamiento subutilizado. La implicación es que los usuarios de aplicaciones descentralizadas (dApp) pueden pagar tarifas más bajas porque los proveedores de almacenamiento no incurren en el gasto de operar centros de datos dedicados.

4. Trustlessness

Cuando usas una solución de almacenamiento en la nube, estás confiando en que la empresa mantenga tu información intacta y disponible. Pero, como desarrollador de Web3, probablemente entiendas los peligros de depositar confianza en intermediarios centralizados.

Los archivos pueden desaparecer misteriosamente de un servidor, los sitios web pueden ser censurados y las aplicaciones pueden ser cerradas por gobiernos hostiles. La tecnología blockchain elimina la necesidad de confianza, haciendo necesario el almacenamiento descentralizado para desarrolladores.

Muchas plataformas de DCS tienen mecanismos integrados, como smart contracts, para garantizar que los proveedores de almacenamiento y los usuarios cumplan con los acuerdos. Por ejemplo, Filecoin usa los protocolos proof-of-replication (PoRep) y proof-of-spacetime (PoSpacetime) para verificar que los nodos conservan copias de los archivos almacenados según lo acordado.

Con almacenamiento descentralizado para desarrolladores, no tienes que confiar en nadie para mantener tus archivos, aplicaciones o sitios web accesibles. Mientras la plataforma esté funcionando, tu información siempre estará lista para ser entregada cuando se solicite.

5. Privacidad

"Privacidad" y "almacenamiento en la nube centralizado" son dos palabras que rara vez combinan bien. Como se explicó antes, los servidores centralizados son frecuentemente objetivo de ataques coordinados, lo que lleva a la pérdida y robo de información sensible. Pero el problema es más que solo los servidores y se reduce a la falta de características que protejan la privacidad.

La mayoría de los servicios de almacenamiento descentralizado usan encriptación para prevenir el acceso no autorizado a la información. Además, todos usan un mecanismo de sharding para dividir los archivos en múltiples fragmentos, que son conservados por nodos asignados aleatoriamente.

Esto tiene varios beneficios para la privacidad. Primero, solo quien posee las claves criptográficas —es decir, tú— puede descifrar los archivos. Segundo, ningún peer tiene acceso al archivo completo. Sin embargo, puedes elegir obtener los distintos fragmentos del archivo y reconstruirlo.

La privacidad es una consideración enorme para los usuarios de Web3, y lo mínimo que puede hacer cualquier desarrollador de aplicaciones descentralizadas es asegurar a los usuarios que su información se mantiene fuera del alcance de miradas indiscretas. Por eso, el almacenamiento en la nube descentralizado es una parte central del stack de desarrollo Web3. Construir una dApp sobre una infraestructura de almacenamiento centralizado va en contra del propósito de la descentralización en todo sentido.

6. Integridad de la información

Un problema común que probablemente enfrentarás al usar un proveedor de almacenamiento centralizado es la mala integridad de la información. Según Digital Guardian, la integridad de los datos se refiere a "[la] exactitud y consistencia (validez) de los datos a lo largo de su ciclo de vida." Agrega que: "Los datos comprometidos, después de todo, son de poca utilidad para las empresas, sin mencionar los peligros que presenta la pérdida de datos sensibles."

La gestión centralizada de datos no puede garantizar la integridad de los datos por la simple razón de que el almacenamiento asume un enfoque "centrado en la ubicación". Para encontrar un archivo, necesitarás una URL o Localizador Uniforme de Recursos que apunte a dónde está almacenado.

Toma, por ejemplo, este enlace a una imagen: https://example.com/dog.jpeg

Asumimos que este enlace apunta a donde está almacenada una imagen de un cachorro adorable. Pero, ¿qué pasa si no es así?

No hay forma de saber si el archivo no se ha movido, ni puedes saber si el archivo ha sido alterado o reemplazado, ya sea por error humano o actividad maliciosa. Esto explica por qué los usuarios frecuentemente se topan con enlaces rotos (Error 404) o reciben un archivo completamente diferente al que esperaban.

Si estás construyendo en Web3, quieres asegurarte de que datos como los metadatos de NFT conserven su integridad para siempre. El almacenamiento descentralizado puede hacer esto posible porque adopta un enfoque "centrado en el contenido" para el almacenamiento y recuperación de información.

Un enfoque centrado en el contenido significa que las plataformas de DCS direccionan los recursos por contenido, no por ubicación. Cada archivo pasa por un algoritmo de hashing, y el hash resultante (una larga cadena de letras y números) sirve como su "huella digital" única o Identificador de Contenido (CID).

En lugar de usar URLs poco confiables, los usuarios pueden encontrar información usando CIDs. Con un CID, puedes solicitar un archivo específico a los peers de la red —y esto fomenta la exactitud, ya que puedes verificar el CID contra el hash del archivo que recibiste.

Más importante aún, este enfoque puede eliminar problemas como los NFTs perdidos para los usuarios de Web3. Con estructuras de incentivos bien diseñadas, los proveedores de DCS pueden garantizar que tus archivos permanezcan intactos durante el mayor tiempo posible.

Aquí hay una guía sobre cómo acuñar NFTs con IPFS.

¿Cuáles son algunas de las redes de almacenamiento descentralizado más populares?

InterPlanetary File System (IPFS)

InterPlanetary File System (IPFS) es un protocolo de intercambio de archivos peer-to-peer que busca resolver la frágil arquitectura de almacenamiento de datos de Internet. IPFS usa "direccionamiento por contenido", que direcciona la información por contenido, en lugar de por ubicación, para preservar la integridad y disponibilidad de la información. También usa encriptación para proteger la privacidad del usuario.

Los nodos en la plataforma IPFS pueden elegir almacenar solo los archivos que les interesan, por lo que el acceso a tu información no está garantizado. Sin embargo, puedes usar un servicio de "pinning" que incentiva a los nodos de IPFS a mantener tus datos en línea: Pinata, nft.storage y Crust son buenas opciones.

Filecoin

Creado por el equipo detrás de IPFS (Protocol Labs), Filecoin es una blockchain dedicada a la gestión descentralizada de datos. Puedes pensar en Filecoin como una capa de incentivos construida sobre la plataforma IPFS.

Con Filecoin, puedes pagar a los nodos usando el token de la red (FIL) para mantener tus archivos almacenados durante un período específico. Si ese período expira, deberás renovar el pago. Filecoin usa mecanismos de verificación aleatoria como proof-of-replication para auditar los nodos y dar a los usuarios la certeza de que sus datos siguen disponibles.

Arweave

Arweave es un proyecto ambicioso para construir un "disco duro global" donde los usuarios puedan almacenar aplicaciones, sitios web y otra información valiosa de forma indefinida. Los usuarios pagan a los proveedores de almacenamiento con tokens AR por el espacio de almacenamiento y pueden solicitar información cuando la necesiten.

Arweave es una excelente solución para individuos, desarrolladores y empresas que necesitan almacenamiento descentralizado. Debido a que cuenta con una blockchain dedicada con incentivos integrados y un mecanismo de consenso (proof-of-access), Arweave ofrece un sistema de almacenamiento de información seguro.

Storj

Como mercado de almacenamiento descentralizado, Storj conecta a personas con ancho de banda y capacidad de almacenamiento extra con quienes necesitan almacenamiento de archivos económico, accesible y privado. Los usuarios y proveedores de almacenamiento de Storj realizan transacciones usando STORJ, un token ERC-20.

Storj está dirigido a desarrolladores, empresas y otras entidades que necesitan soluciones de almacenamiento personalizadas. Puedes elegir el mejor plan de almacenamiento para tus necesidades, lo que reduce el dinero desperdiciado en almacenamiento en la nube subutilizado.

Sia

Al igual que otros proveedores de DCS, Sia funciona recompensando a los individuos por alquilar espacio de disco duro sin usar a otros usuarios. Quienes proporcionan servicios de almacenamiento en el mercado de Sia ganan recompensas en forma de Siacoin (SIA), el token de utilidad de la plataforma.

La red Sia está altamente descentralizada y es resistente a interrupciones o intentos de censura. Esto permite a los usuarios almacenar su información de forma segura mientras mantienen el control de sus datos.

Conclusión

A medida que crece la necesidad de privacidad, integridad y seguridad de los datos, también crecerá la demanda de redes de almacenamiento descentralizado. Los proveedores de almacenamiento en la nube descentralizado pueden dar paso a una nueva era donde el almacenamiento de información sea eficiente, económico, confiable y seguro.

Al ofrecer planes de precios flexibles para desarrolladores y startups, los servicios de DCS reducen los costos trasladados a los usuarios finales. Y la naturaleza sin permisos de estas plataformas significa que cualquiera puede convertirse en proveedor de almacenamiento, apoyando así la visión de una web descentralizada.