Walrus: Een efficiënt gedecentraliseerd opslagnetwerk

Samenvatting

Gedecentraliseerde opslag staat voor een fundamentele afweging tussen replicatie-overhead, herstelefficiëntie en beveiligingsgaranties. Huidige benaderingen vertrouwen ofwel op volledige replicatie, wat aanzienlijke opslagkosten met zich meebrengt, of maken gebruik van erasure-coding schema's die moeite hebben met efficiënt herstel, vooral bij een hoge mate van churn (het frequent wisselen van deelnemende nodes).

Wij presenteren Walrus, een gedecentraliseerd blob storage systeem dat deze beperkingen aanpakt via verschillende technische innovaties.

Red Stuff

De kern van Walrus is Red Stuff, een tweedimensionaal erasure-coding protocol dat een hoge beveiliging bereikt met een replicatiefactor van slechts 4,5x, terwijl het tegelijkertijd zelfherstellend vermogen biedt voor verloren gegevens. Dit betekent dat herstel plaatsvindt zonder centrale coördinatie en dat de benodigde bandbreedte proportioneel is aan de hoeveelheid verloren data.

Decentralisatie en Consistentie

Omdat Red Stuff is ontworpen met een statische set deelnemers in gedachten, is het op zichzelf onvoldoende voor Walrus. Om decentralisatie verder te ondersteunen, introduceren we daarom:

  • Een meerfasig epoch-change protocol: Dit protocol gaat efficiënt om met churn van opslagnodes, terwijl de ononderbroken beschikbaarheid tijdens committee-transities wordt gewaarborgd.
  • Geauthentiseerde datastructuren: Deze worden ingezet om kwaadaardige cliënten tegen te gaan en dataconsistentie te garanderen tijdens zowel de opslag als het ophalen van gegevens.

Implementatie en Evaluatie

Walrus is sinds maart 2025 in productie genomen en had in juli 2026 in totaal 686 TB aan data veiliggesteld. Uit een experimentele evaluatie van het geïmplementeerde systeem blijkt dat Walrus praktische prestaties levert op schaal en beter presteert dan het gedecentraliseerde opslagsysteem Arweave.

***

Publicatiegegevens:

  • Conferentie: Proceedings of the 2026 ACM SIGSAC Conference on Computer and Communications Security (CCS '26).
  • Onderwerpen: Gedistribueerde, Parallelle en Cluster Computing (cs.DC); Cryptografie en Beveiliging (cs.CR).