In der Web3-Ära ist dezentrale Speicherung zu einer der zentralen Infrastrukturen im Blockchain-Ökosystem geworden. Der Walrus-Protokoll, ein innovatives Speicherprotokoll auf der Sui-Blockchain, hebt sich durch seine Effizienz, niedrigen Kosten und hohe Verfügbarkeit hervor. Die Walrus-Münze ($WAL), die native Token des Protokolls, dient nicht nur zur Bezahlung von Speichergebühren, sondern auch zur Governance und Anreizmechanismen, was das nachhaltige Wachstum des gesamten Netzwerks fördert. Seit der Hauptnetzwerk-Übernahme im März 2025 hat Walrus eine große Anzahl von Entwicklern, Projektpartnern und Investoren angezogen. Ihre zentrale Technologie – insbesondere der RedStuff-Codierungsansatz – gilt als Durchbruch, der das traditionelle Speichermodell herausfordert. In diesem Artikel werden wir die Kerntechnologien von Walrus detailliert analysieren, wobei wir deren Integration in die Sui-Kette, die datenbasierte Programmierbarkeit, das Sicherheitsmodell und andere Aspekte berücksichtigen. Gleichzeitig werden wir das wirtschaftliche Modell von $WAL und seine Rolle im Ökosystem untersuchen, um den Lesern einen umfassenden und ausführlichen Einblick zu bieten.
Das Walrus-Protokoll ist kein einfaches Dateispeichersystem, sondern ein dezentrales Blob-Speichernetzwerk, das für große Dateien (wie KI-Datensätze, NFT-Medien, Spielressourcen, Videoimages und Blockchain-Archive) konzipiert wurde. Es löst die Probleme traditioneller zentralisierter Cloud-Speicher (wie AWS S3) in Bezug auf Single Point of Failure und Zensurrisiken und ist gleichzeitig effizienter und kostengünstiger als Wettbewerber wie Filecoin oder Arweave. Laut neuesten Daten können die Speicherkosten von Walrus auf 1/80 bis 1/100 der zentralisierten Lösungen sinken, was auf seinen einzigartigen Technologiestack zurückzuführen ist. Bis Januar 2026 hat sich das Walrus-Ökosystem auf mehrere Blockchain-Integrationen ausgeweitet, einschließlich Ethereum und Solana, und kooperiert mit mehreren KI- und DeFi-Projekten wie dem Humanity Protocol und dem Talus Network.
Analyse der Kerntechnologie: RedStuff-Codierungsschema
Die zentrale Innovation von Walrus liegt in der RedStuff-Codierungstechnologie, einem zweidimensionalen (2D) Erasure-Coding-Protokoll, das auf dem Twin-Code-Rahmen und linearer Erasure-Codierung basiert. Im Gegensatz zu herkömmlichem eindimensionalem Erasure-Coding (wie Reed-Solomon-Codes) bietet RedStuff durch die zweidimensionale Matrixstruktur eine höhere Sicherheit und eine niedrigere Replikationsrate, die nur 4,5-fach betragen muss, um hohe Verfügbarkeit und Fehlertoleranz zu gewährleisten, während Selbstheilung (Self-Healing) unterstützt wird.
Die Funktionsweise von RedStuff
Angenommen, es gibt n=3f+1 Speicherknoten im Netzwerk, wobei Gegner höchstens f byzantinische Knoten (Byzantine faults) kontrollieren können. RedStuff zerlegt Blob B in eine (f+1) × (2f+1) Symbolmatrix, wobei die Größe jedes Symbols O(|B| / (f+1)) beträgt. Anschließend werden durch zweidimensionale Erweiterung Hauptfragmente (Primary Slivers) und Hilfsfragmente (Secondary Slivers) erzeugt:
Primärcodierung (Primary Encoding): Kodierung der Matrix spaltenweise, erweiternd auf n Symbole. Jeder Knoten erhält eine Zeile erweiterter Symbole, die ein Hauptfragment bilden. Die Schwelle beträgt 2f+1, d.h. zur Wiederherstellung des Hauptfragmentes sind mindestens 2f+1 Symbole erforderlich.
Sekundärcodierung (Secondary Encoding): Kodierung der Matrix zeilenweise, erweiternd auf n Symbole. Jeder Knoten erhält eine Spalte erweiterter Symbole, die ein Hilfsfragment bilden. Die Schwelle beträgt f+1, d.h. zur Wiederherstellung des Hilfsfragmentes sind nur f+1 Symbole erforderlich.
Dieses zweidimensionale Design ermöglicht es Knoten, in einem asynchronen Netzwerk effizient verlorene Daten wiederherzustellen. Wenn ein Knoten Fragmente verliert, kann er Symbole von anderen Knoten anfordern (Intersection Symbols). Zunächst werden durch f+1 ehrliche Knoten Symbole geteilt, um Hilfsfragmente wiederherzustellen; anschließend werden durch 2f+1 Symbole Hauptfragmente wiederhergestellt. Die gesamte Wiederherstellungsbandbreite beträgt nur O(|B| / n), was deutlich unter dem O(|B|) der traditionellen Reed-Solomon-Codes liegt, die das gesamte Blob rekonstruieren müssen.
RedStuff integriert auch Elemente von Fountain Codes, einem unendlichen Erasure-Coding, das unbegrenzte Reparatursymbole generieren kann. Dies macht Walrus bei der Verarbeitung großer Datenmengen widerstandsfähiger, insbesondere für Datensätze zum Training großer Modelle in der KI-Ära oder hochauflösende Mediendateien. Im Vergleich zu Reed-Solomon von Filecoin (hohe Bandbreite für die Wiederherstellung erforderlich) und der vollständigen Replikation von Arweave (Replikationsrate über 25) senkt RedStuff den Replikationsfaktor auf 4-5, wodurch die Kosten erheblich gesenkt werden, während die Datenintegrität gewahrt bleibt.
Mathematik und Algorithmendetails
Die Kodierungsfunktion von RedStuff kann als folgt beschrieben werden: Encode(B, t, n), wobei t=f+1 die Anzahl der Quellensymbole ist und n die Gesamtzahl der Knoten. Es zerlegt B in t Quellensymbole, jedes mit der Größe O(|B| / t), und erzeugt dann n-t Reparatursymbole. Die Dekodierungsfunktion Decode(T, t, n) rekonstruiert B aus beliebigen t korrekten Symbolen. Die Sicherheit hängt von der Schwellenwertdifferenz ab: Der niedrige Schwellenwert (f+1) für Hilfsfragmente ermöglicht eine schnelle Wiederherstellung, während der hohe Schwellenwert (2f+1) für Hauptfragmente böswillige Knoten daran hindert, Daten zu fälschen.
In der praktischen Umsetzung verwendet RedStuff Vektorverpflichtungen (Vector Commitments) zur Speicherung von Metadaten, diese Verpflichtungen werden durch eindimensionale Erasure-Codes kodiert, um die Kosten für jeden Knoten von quadratisch auf linear zu senken (z.B. von 64 MB auf konstant bei 1000 Knoten). Dies gewährleistet die Skalierbarkeit des Systems und unterstützt PB großen Speicher.
Blob-Speichermechanismus und Selbstheilungsfunktion
Der Blob-Speicher von Walrus ist die Anwendungsschicht von RedStuff. Blobs werden in Fragmente (Slivers) zerlegt, die auf n Knoten verteilt sind, wobei jeder Knoten ein Paar aus Haupt- und Hilfsfragmenten hält. Der Schreibprozess umfasst: Kodierung des Blobs, Senden der Fragmente, Sammeln von 2f+1 Bestätigungen und Veröffentlichung eines Verfügbarkeitsnachweises (PoA) auf der Sui-Blockchain. Der Leseprozess hingegen sammelt Metadaten (durch ein eindimensionales Kodierungsfragment), ruft 2f+1 Hilfsfragmente ab, dekodiert und verifiziert die Konsistenz.
Selbstheilung ist das Highlight von Walrus: Wenn Knoten während des Schreibens Fragmente verlieren, können sie asynchron um Wiederherstellung bitten, ohne zentrale Koordination. Dies ist in asynchronen Netzwerken besonders wichtig, um Ausfälle zu vermeiden, die in traditionellen Systemen durch Verzögerungen verursacht werden. Daten des Testnetzwerks zeigen, dass bei 105 Knoten die Schreibverzögerung für einen 130 MB Blob <30 Sekunden beträgt, mit einem Durchsatz von 18 MB/s.
Integration mit der Sui-Blockchain
Walrus ist tief in die Sui-Blockchain integriert und verwendet die Move-Sprache von Sui sowie Smart Contracts zur Steuerung von Operationen wie Transaktionssortierung und Statusaktualisierungen. Speicherknoten sind nach Epoch organisiert, die Blockchain verwaltet Blob-ID-Registrierungen und PoA. Der Epoch-Wechsel erfolgt durch einen mehrstufigen Mechanismus: Schreiben für neue Ausschüsse, Lesen kann über alte/neue hinweg erfolgen, um Unterbrechungen zu vermeiden. Dies macht Walrus zu einem zentralen Bestandteil des Sui-Stacks und unterstützt die plattformübergreifende Skalierung.
Programmierte Daten und Authentifizierungsstruktur
Walrus macht Daten zu programmierbaren Vermögenswerten: Blob-ID basiert auf Verbindungs-Hashes (einschließlich Merkle-Bäumen), die es Smart Contracts ermöglichen, Speicher direkt zu verwalten, die Lebensdauer zu verlängern oder zu löschen. Der Merkle-Baum stellt die Konsistenz der Fragmente sicher und unterstützt partielle Lesevorgänge und Einschlussnachweise, die für komplexe DeFi-Anwendungen und soziale Medieninhalte geeignet sind.
Sicherheitsmodell und Anreizmechanismus
Das BFT-Modell von Walrus toleriert f böswillige Knoten und stellt durch Quoren (Quorums) Sicherheit sicher: f+1 zur Wiederherstellung, 2f+1 zum Lesen/Schreiben/Herausfordern. 1 asynchrone Herausforderung nutzt die verteilte Schlüsselgenerierung (DKG), um Zufälligkeit zu erzeugen, sodass böswillige Knoten das Speichern nicht fälschen können. Böswillige Schreiber werden durch On-Chain-Authentifizierung ausgeschlossen, um ungültige Blobs zu eliminieren.
$WAL-Token spielt eine Schlüsselrolle: für die Vorauszahlung von Speicher (maximal 2 Jahre), Node-Staking und Governance. Anreize umfassen Belohnungen für Challenge-Response und Datenwiederherstellungshilfen; Strafen bestehen darin, Tokens zu verbrennen (bei mehr als 50 % Herausforderung fehlgeschlagen). Die Preisgestaltung wird durch Node-Abstimmungen festgelegt (66,67 % Stimmrecht erforderlich), um wirtschaftliche Kompatibilität zu gewährleisten.
Vorteile, Vergleiche und Herausforderungen
Im Vergleich zu IPFS/Filecoin speichert Walrus keine vollständigen Dateien, sondern fragmentiert sie durch RedStuff, was kostengünstiger und widerstandsfähiger gegen Zensur ist. Vorteile sind unbegrenzte Skalierbarkeit, verbesserter Datenschutz (Seal-Protokoll) und KI-Freundlichkeit. Die Herausforderung liegt jedoch in der Abhängigkeit von Sui, die die Einführung mehrerer Blockchains verzögern könnte.
Im Jahr 2026 vertieft Walrus die KI-Infrastruktur und den programmierbaren Datenmarkt. Der Walrus Trust von Grayscale zieht institutionelles Kapital an, während ökologische Projekte wie Walrus Sites dezentralisierte Websites vorantreiben. Die praktische Nachfrage nach $WAL wird steigen, mit signifikantem potenziellem Marktwachstum.
Das Walrus-Protokoll definiert die dezentrale Speicherung neu, wobei RedStuff im Mittelpunkt steht. Der $WAL-Token ist nicht nur ein Zahlungsmittel, sondern auch das Fundament des Ökosystems. Investoren und Entwickler sollten seine Entwicklung genau beobachten, da dies ein Meilenstein in der Web3-Datenwirtschaft sein wird.
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