18.11.2024

Lição: 066: Técnicas de Compressão de Dados On-Chain

Nesta aula, vamos explorar as técnicas de compressão de dados on-chain que são particularmente úteis ao trabalhar com sistemas de blockchain como o Solana. A utilização eficiente do armazenamento on-chain é crucial dada a custo associado ao armazenamento de dados na blockchain, e ao aproveitar a compressão de dados, podemos minimizar os custos enquanto mantemos a integridade dos dados.

Por que Compressor de Dados?

As transações em blockchain podem ser caras, e o espaço de armazenamento é um recurso precioso. Compactar dados antes de armazená-los on-chain permite que os desenvolvedores:

• Reduzam os custos de armazenamento.
• Aumentem a quantidade de dados que podem ser armazenados dentro de um determinado limite.
• Melhorem o desempenho ao diminuir a quantidade de dados que precisam ser processados.

Visão Geral dos Métodos de Compressão Comuns

1. Codificação de Comprimento de Execução (RLE): Eficaz para dados com muitos valores repetidos consecutivamente.
2. Codificação de Huffman: Um método de codificação de comprimento variável, frequentemente usado para compressão de dados sem perda.
3. Zlib/Gzip: Uma biblioteca de compressão amplamente utilizada que implementa o algoritmo de compressão DEFLATE com um bom equilíbrio entre velocidade e taxa de compressão.

Implementando Compressão de Dados no Solana com Rust

Nesta seção, vamos nos concentrar na implementação de técnicas de compressão usando Rust em um contrato inteligente do Solana. Especificamente, vamos implementar a RLE para simplificar.

Passo 1: Configuração Inicial

Primeiro, certifique-se de que tem o conjunto de ferramentas Solana e Rust instalados. Crie um novo projeto Solana:

cargo new solana_data_compression
cd solana_data_compression

Passo 2: Adicionar Dependências

No seu Cargo.toml, especifique as dependências necessárias. Vamos utilizar a crate bincode para serialização:

[dependencies]
bincode = "1.3"

Passo 3: Implementar a Codificação de Comprimento de Execução

Agora, vamos implementar o algoritmo RLE. Crie um novo arquivo src/rle.rs e adicione o seguinte código:

// src/rle.rs

pub fn rle_encode(data: &[u8]) -> Vec<(u8, usize)> {
    let mut encoded = Vec::new();
    let mut count = 1;

    for i in 1..data.len() {
        if data[i] == data[i - 1] {
            count += 1;
        } else {
            encoded.push((data[i - 1], count));
            count = 1;
        }
    }

    // Adiciona a última sequência
    if count > 0 {
        encoded.push((data[data.len() - 1], count));
    }

    encoded
}

pub fn rle_decode(encoded: &[(u8, usize)]) -> Vec<u8> {
    let mut decoded = Vec::new();

    for &(byte, count) in encoded {
        for _ in 0..count {
            decoded.push(byte);
        }
    }

    decoded
}

Passo 4: Integrar a Compressão no Contrato Inteligente

Em seguida, integre nossas funções RLE no contrato inteligente Solana. Abra src/lib.rs:

// src/lib.rs

use bincode::{serialize, deserialize};
use solana_program::entrypoint::ProgramResult;
use solana_program::pubkey::Pubkey;
use solana_program::account_info::AccountInfo;
use solana_program::info;

mod rle;

#[derive(Clone, Debug, serde::Serialize, serde::Deserialize)]
pub struct DataStorage {
    pub compressed_data: Vec<(u8, usize)>,
}

pub fn process_instruction(
    _program_id: &Pubkey,
    accounts: &[AccountInfo],
    instruction_data: &[u8],
) -> ProgramResult {
    // Exemplo: Comprimir os dados da instrução recebida
    let encoded_data = rle::rle_encode(instruction_data);

    // Serializar os dados comprimidos
    let storage = DataStorage {
        compressed_data: encoded_data,
    };
    let serialized_data = serialize(&storage).expect("Falha na serialização");

    // Armazenar os dados serializados na conta
    let account = &accounts[0];
    account.data.borrow_mut().copy_from_slice(&serialized_data);

    info!("Dados comprimidos e armazenados com sucesso on-chain");
    Ok(())
}

Passo 5: Implantação e Interação

Você pode implantar este contrato inteligente na blockchain Solana. Você pode usar várias ferramentas Solana, como solana-cli, para implantar e interagir com este contrato. Certifique-se de fornecer uma conta adequada para armazenar os dados comprimidos.

Conclusão

Nesta aula, abordamos os conceitos essenciais da compressão de dados on-chain, especificamente usando a Codificação de Comprimento de Execução. Implementamos um contrato inteligente simples em Rust no Solana que demonstra a compactação de dados recebidos antes de armazená-los on-chain. Essa técnica pode ser expandida para incluir outros algoritmos de compressão com base no seu caso de uso específico e tipo de dados.

Ao utilizar a compressão, os desenvolvedores podem reduzir significativamente os custos e aumentar a eficiência de suas aplicações em blockchain.

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