對于分布式云存儲賽道的研究和思考_OIN:Insee Coin

Thefollowingpartsaremainlyexplainedbythisarticle：Problemencounteredbydistributedstorage;Themeaningofdistributedstorage；TypicalapplicationsofdistributedstorageinthefieldofBlockChain;Factorsaffectthesuccessofdistributedstorage；Theanalysisofdistributedstoragerelatedtechnicalresearchandchallenges.

導讀：分布式存儲技術興起的背景?

Web3.0是當代互聯網邁向下一世代的自然進化，下一代互聯網必須滿足機器智能，萬物互聯的鏈接需求。當人們開始展望這個全新的Web3.0時代，都會發現當代數據存儲體系都與Web3.0的需求相背離，而這恰恰是去中心化存儲的巨大機遇，去中心化存儲勢必成為Web3.0時代必要的支撐。

根據IDC預測，到2022年，由數字拉動的經濟產值將占全球GDP的60%，?中國數字經濟產值占?將超過全球平均?平，達到65%。隨著數字化進程的加速以及智能化?標的推進，企業產?的數據將持續增?，數據呈海量、多元發展趨勢；多云和云-邊-端等部署環境更加復雜，企業對數據的實時性和可靠性的要求也越來越?，當前的中心化數據存儲的模式急需被改造，適應全新的互聯網數據結構和日益膨脹的需求。

去中心化存儲最大的意義在于能夠讓人與機器，機器與機器之間交互而產生的大量邊緣化數據以分布式存儲的協議來儲存，再利用區塊鏈技術添加信任寫作層，讓每個個體都可以參與網絡的治理，每個個體可以在網絡里參與按勞分配，能拿到激勵，這將是區塊鏈技術充分發揮效用的重要領域。

本文重點闡述了：

中心化存儲的遇到的問題；

分布式存儲存在的意義；

羅列了區塊鏈在分布式存儲領域的典型應用項目；

解析了成功的去中心化存儲應該具備的條件。

分析了與分布式存儲相關的技術研究現狀與挑戰；

中心化存儲遭遇的問題和挑戰

我們的社會正在經歷著前所未有的信息大爆炸時代，計算機、智能設備、電視、家居安全系統、可穿戴設備、汽車、甚至機器人都在時時刻刻都在產生和使用著數據，這些數據正呈指數級增長，將要來臨的AI和物聯網時代也在不斷的挑戰著當前的數據存儲的邊界。?

根據Gartner的調查，到今年年底，全球將會有超過200億臺聯網設備，龐大的設備群會產生不斷在產生海量的數據，海量的數據對于當前數據存儲體系提出了更高的要求，包括數據存儲、管理、檢索。

當前的中心化云存儲就是將儲存資源放到云上供人存取的一種存儲方案，而這種中心化云存儲的方式更加將數據集中化，涉及的數據量也更大，海量的數據集中化存儲極易受攻擊，對于數據的隱私性、安全性、和持續性都出現了前所未有的巨大風險。

1.1隱私性和數據所有權的問題?

對于當前的中心化存儲而言，用戶的敏感數據全部上傳，不但讓用戶失去了對自己數據的掌控權，而且還將數據泄漏的風險放在云存儲運營商一側。有兩類數據對這一問題極為敏感：第一類是企業自身敏感信息，如企業戰略規劃、財務信息、投資融資決策、產購銷策略、大客戶資料、經營分析報告等，這些信息不為公眾所知悉，能為企業帶來經濟利益，具有實用性，包括經營信息和技術信息；第二類是用戶的個人信息，隨著中心化云存儲的快速發展，業務生產系統積累了大量包含用戶姓名、身份證件號碼、住址、電話號碼、賬號等敏感信息的數據，如果這些數據發生泄露、損壞，不僅會給泄漏者本身帶來一定的困擾，數據集中化的中心化存儲甚至會引起群體不穩定性事件，這都不利于當前高速發展的大數據時代的發展和到來。

數據泄漏增速，來源：IdentityTheftResourceCenter

1.2數據的穩定性?

數據的安全包含兩層含義，一層是“可以保證數據的完整不丟失”；另一層是“可以保證數據隱私不泄漏”。現在的云存儲市場競爭也非常激烈，由于用戶數的上升，為了保證良好的用戶體驗，導致服務商成本上升，暫時也沒有很好的盈利手段，因此近年來服務商跑路或是停止服務的新聞屢見不鮮，用戶卻無法對服務商的行為有任何約束和索賠的行為。這就造成用戶往往傾向于將數據存儲在規模更大，更有信用的服務商處，數據集中化程度越來越高，這也給數據一旦丟失將存在大面積丟失的情況。

火幣礦池曹飛：以太坊轉POS是對于Staking市場一個非常大的利好:在今日，由標準共識聯合金色財經舉辦Staking之星對話行業領袖AMA第4期上，針對“今年7月份以太坊轉PoS，會引領Staking市場，對Staking行業生態會有什么樣的影響？”的問題，火幣礦池CEO曹飛表示：在一個新的共識機制在想崛起的話，一定要有標志性項目。或者說要有大的項目。對于以太坊轉POS的話，其實是對于staking這個市場的方向，是一個非常大的利好。對于是staking的市場來說，應該是一個非常會受關注的這樣的一個事件。以太坊引入POS機制以后，不僅僅是對于之前的技術社區的基礎性有了一個比較好的一個拓展，那同時把持幣社區的人群給引入到了整個這個項目生態里面來。這個是非常大的一個特點，就是這個staking的一個特質。主要前提是持幣人能夠愿意質押自己的資產在鏈上。這樣的話，其實是造成了非常多的資產在鏈上做質押，對于整個項目來說，可能會是一個產生的一些不一樣的變化。但我們還要看在后期的治理上面是不是有進一步的動作。[2020/3/4]

云端實時數據不斷走高，來源：IDC

1.3數據存儲的可持續性

在未來的Web3.0構架下，大量的智能設備接入網絡，并會實時產生海量數據，數據量的增長將會是指數級別的，在這種情況下中心化的數據存儲顯然不能滿足網絡存儲的需求，這一點在未來的無人駕駛和物聯網領域顯現的會尤其明顯，未來數據存儲系統不僅要做到數據的存儲、共享、讀取，還要做到高效、準確的數據傳輸和分析，這對中心化的數據存儲結構提出了極大的挑戰。

這些都是目前中心化云存儲服務提供商所面臨的困境。

因此存儲技術的發展即便是到了今天的地步仍然面臨巨大的挑戰。而這些問題都和人為因素及中心化的運營及管理密切相關。想要徹底解決這些問題，必須從去中心化的角度入手。于是業界便把目光投向了區塊鏈技術。基于區塊鏈技術的去中心化存儲方案便應運而生。

去中心化存儲的意義

中心化存儲所面臨的挑戰就是去中心化存儲迎來的機遇。

去中心化存儲將結合區塊鏈技術的最佳功能，滿足海量數據存儲的需求，顧名思義，去中心化存儲將數據分布到多個網絡節點，這和區塊鏈的分布式賬本類似。

當前，單系統和云存儲都是高度中心化，相對來說，這容易遭受黑客的攻擊。即使不考慮黑客攻擊，也存在很多明顯的缺點，比如斷電。相比中心化存儲，去中心化存儲不會碰到這些問題。因為它利用了異地分布的區域性或全球性節點。

當我們重新思考將區塊鏈的思維和結構應用到去中心化存儲的解決方案中，為當下的數據存儲開辟出了一條更優的路徑。

2.1?適應非結構化數據，邊緣數據的存儲

隨著圖片和視頻應用的大規模興起，非結構化數據的概念隨處可見。很多人簡單理解為，傳統的關系數據庫里存放的內容就是結構化數據，而圖片、音頻、視頻、文檔等以普通文件形式存放的數據，就是非結構化數據。據IDC報告，未來的數據，75%的數據增量都是非結構化的邊緣數據。

不同于集中式云存儲服務，分布式存儲可以將數據存儲從遠距離的云服務器端，遷移到離數據更近的邊緣存儲設備或邊緣數據中心就近存儲，具有更低的網絡通信開銷、交互延遲和帶寬成本，更高的自適應能力與可擴展性。

這樣的存儲方式也更加適合當下以及未來的數據存儲結構。

2.2數據的的所有權歸還數據的產生者

隨著互聯網的發展，我們每個人都在互聯網上留痕，產生大量的數據，當個人不再能夠控制自己的數據，比如數據是如何使用和收集的時候，問題就出現了，尤其是在某些情況下，在用戶不知情的情況下，將用戶數據被一些企業用來獲利，或者要求用戶提供超出要求的更多個人信息。

而區塊鏈技術已經在加密貨幣領域取得了成功，并且證明了可以通過其安全性、效率和非中央集權控制的方式，實現一種民主化的數據管理方式，并將所有權重新歸還到用戶手中，就是基于區塊鏈技術的分布式存儲技術。

2.3契合數據大爆炸的可持續發展趨勢

聲音 | 接近互金整治辦人士：對于虛擬貨幣、ICO等活動，監管部門將繼續加強清理整頓:金融時報發文《區塊鏈不等于虛擬貨幣！打擊虛擬貨幣、打擊ICO政策不變》。接近互聯網金融風險專項整治領導小組辦公室的人士表示，區塊鏈并不等于虛擬貨幣。對于境內虛擬貨幣的監管政策沒有變化：即堅決整治風險、打擊境內虛擬貨幣交易、打擊ICO的政策沒有變化，發現一起、及時處置一起。并開展了一些列措施。“總之，政策紅線沒有任何變化。對于虛擬貨幣、ICO等活動，監管部門將繼續加強清理整頓，防止死灰復燃。”接近整治辦的人士說。[2019/11/26]

我們前面已經分析過當代社會已經進入數據大爆炸的時代，海量的數據正在以指數級的方式擴增，隨著物聯網、人工智能、云計算等技術的成熟，將會使這一趨勢再次加強。

大數據是一種海量、高增長率、多樣化的信息資產，需要新的處理模式，以獲得更強的決策能力、洞察力和過程優化能力。大數據需要處理數量大、存儲速度快的存儲，這就要求底層硬件體系結構和文件系統可以靈活地擴展存儲容量。

分布式存儲更能適應這種高速膨脹的數據結構，分布式存儲本質上是一個分散的分布式分類賬。塊鏈技術作為一種不斷增長的鏈數據結構，通過網絡中的多個節點參與數據的計算和記錄，并驗證其信息的有效性。從這個角度來看，區塊鏈技術也是一種特定的數據庫技術。由于分散數據庫的安全性和便利性，許多業內人士對其發展持樂觀態度，認為它是對現有Internet技術的一種升級和補充。

分布式存儲的儲存形式更加符合數據的發展軌跡，來源：中興研報

下一代互聯網的數據結構一定是非結構數據占大多數，邊緣化數據占大多數，這樣的數據結構下只能選擇去中心化的存儲協議。

去中心化存儲顯然是下一代互聯網的重要支撐，去中心化的存儲協議才能真正實現我們未來的“云端互聯網”，未來所有APP應用甚至游戲都是構建在分布式的云端網絡，端測設備只是收集數據，不再承擔計算和存儲的作用。本地存儲會不斷弱化，邊緣的去中心化存儲會逐漸取代端測數據存儲才能真正構成我想象中的去中心化互聯網的未來。

當人們暢想的Web3.0既能夠記住所有人的數據，也可以遺忘。它是一個安全的互聯網，不會被人攻擊，數據所有權可以歸屬于產生它的用戶；在分布式存儲協議下，可以是一個網絡商城，也可以是一個公開的言論廣場，將整個互聯網交還給所有互聯網使用者，而不是被幾個互聯網巨頭掌控。

去中心化存儲項目案例簡析

3.1?代表性項目

目前已經公開的去中心化存儲項目中，不管是技術還是實現形式很多都相互重疊，各有特點，沒有一個非常明晰的劃分。

按實現邏輯來大致劃分，可以將BitTorrent、Filecoin、Arweave、Crust為代表的項目分為基于內容尋址的文件共享網絡的激勵層，而以Sia、Storj、MaidSafe為代表的項目則更加偏向于通過激勵通證分享自己的硬盤空間，其中還可以通過是否構建在自己的獨立公鏈來做二級細分，比如Filecoin、Arweave就是基于自己的公鏈，而Crust則基于波卡公鏈。

BitTorrent是最早的去中心化存儲項目，但是因其缺乏可以盈利的商業模式，直到2019年Tron波場收購其并推出BTT激勵代幣，但目前看來基于Tron-10的BTT最終也是“名大于實”；Filecoin則是去中心化項目中融資額度最大的，累積融資額高達2.57億美元，通過出塊獎勵、手續費和服務費等方式激勵點對點存儲，并通過優化的Kademelia算法匹配存儲的供應和需求；波卡公鏈Crust同時也適配IPFS在內的多種儲存協議；Storj和Sia更傾向于提供電子網盤，不要求實際存儲，只要提供存儲空間就可以挖礦，并不具有實際使用價值；Sia則是通過內置智能合約的方式為P2P存儲網絡中不同的節點提供協商和溝通的空間。

下面我們對現有的分布式存儲項目做了一個概括和對比：

3.2.BitTorrent——去中心化存儲路線的雛形

BitTorrent簡稱BT，是一種開源的內容分發協議，由布拉姆科恩于2003年自主開發。它采用高效的軟件分發系統和點對點技術共享大體積文件，并使每個用戶像網絡重新分配結點那樣提供上傳服務。常用的應用軟件包括BitTorrent、μTorrent等。

聲音 | IBM CEO：對于希望在業務中整合區塊鏈等技術的企業而言 技能人才為成功關鍵:金色財經報道，IBM首席執行官Ginni Rometty表示，對于任何一家希望將人工智能（AI）或區塊鏈和量子計算等任何其他技術擴展到其業務范圍的企業來說，擁有相關技能（人才）將是“關鍵成功因素”之一。Rometty說：“我們有一個強烈的觀點，那就是未來100%的工作崗位都將改變。”其進一步解釋稱，這并不意味著現有的工作崗位將被取代，只是崗位中的部分內容將會改變。（CNBC）[2019/11/12]

BitTorrent的工作原理與一般的去中心化存儲協議無差異，將文件進行切片處理，再將每個Piece分割成多個大小為64-512KB的塊，每塊生成一個哈希字符串，然后利用SHA-1算法加密后分發給該文件或文件集的共享網絡中的各個節點。具有完整文件的對等節點為種子節點，其他為非種子節點。然后，共享網絡中的所有節點相互傳輸文件資源，讓更多的節點變成種子節點，并且通過OpitimisticUnchoked算法選出2個共享網絡外的節點，以擴大共享網絡。

雖然BitTorrent是最早的去中心化存儲項目，但因其缺乏完善的激勵機制，因而只能稱之為去中心化存儲模式的雛形，基于TRON波長的BTT代幣也只是借了BitTorrent的故事，并沒有真正為BitTorrent賦能。

3.3Filecoin——去中心化存儲項目的龍頭項目

Filecoin是基于IPFS(InterPlanetaryFileSystem)協議的激勵機制及公鏈系統，IPFS協議定義了文件在分布式系統中如何存儲、檢索和傳輸，能永久、去中心化保存和共享文件，這是一種內容可尋址、點對點分布式協議。

IPFS想在BitTorrent的基礎上，打造真正的點對點、去中心化的文件存儲系統。在IPFS中，所有的文件都會集中起來，其中會有通用的語言，并且所有的用戶都會在整個系統中共享，這可以讓他們尋找并且互相轉移文件。

Filecoin是IPFS官方協議實驗室推出的激勵代幣，用于激勵Filecoin網絡中存儲及檢索市場各個角色的行為。Filecoin的技術難點是數據持有證明、防止作弊和攻擊、零知識證明。

IPFS包含了通信協議和分布式系統的幾個創新，它們的組合產生了與眾不同的文件系統。因此，為了理解IPFS所要嘗試達到的廣度和深度，重要的是，理解使其變得可能的技術突破和所有它在嘗試解決的問題。

IPFS所應用的場景已高達100多個。不僅是京東、華為在布局IPFS，微軟、谷歌、火狐等也加入了IPFS應用，從這方面可以顯示出IPFS的發展迅速。未來，無論文字、圖片，還是視頻，各種用戶想要存儲的內容，都有可能通過IPFS來實現。

3.4Crust——基于波卡生態的IPFS兼容分布式存儲項目

CrustNetwork是一個去中心化云服務的應用型公鏈的激勵層，這一點上類似Filecoin作為IPFS的分布式存儲激勵層，為了方便理解可以一定程度上認為Crust是波卡網絡上的Filecoin。Crust是一個基于波卡平行鏈構造的分布云的激勵層協議，適配包括IPFS在內的多種存儲協議，當前階段專注于解決存儲的問題，這方面也和Filecoin有著相似的愿景。

Crust作為分布式存儲賽道的波卡重點項目一直以來受到了來自加密社區、投資機構、波卡生態等多方面的關注。作為Web3.0的基石Crust的發展受到了Parity和Web3Foundation管理層的高度關注，其不但是SubstrateBuildersProgram、Web3FoundationGrant的服務合作對象、也是萬向區塊鏈Web3基金會成立的Web3.0Bootcamp的核心成員之一。

作為深耕技術的波卡生態項目，Crust有別于其他分布式存儲項目的黑科技是其率先使用了硬件方案即TEE技術作為核心方案，在本地CPU硬件內來量化和驗證節點的實際工作量。優點是速度快、技術成熟、通用性高，是主流的物聯網無線通信芯片類別之一，但安全性上較為依賴硬件廠商。

聲音 | Libra的誕生對于傳統互聯網支付是巨大飛躍，充滿了歷史機遇:7月19日，Bitcloud Founder Richard Sun在“499加油站第68期”接受 Chain Ted Capital Marketing Director Diana訪談時就美國參眾兩院花式吊打Libra的問題接受訪問時表示，創新一定伴隨著監管，但監管卻往往落后于創新。法律是滯后的，這需要創業者執著追求，當年馬云做支付寶面臨同樣的挑戰。創新是把雙刃劍，同樣的，比特幣在這十年間，除了正常的交易之外，也誕生了大量的非法交易，如、暗網等，這是政府比較擔心的，我們要看正負兩面的意義和實際的比例，顯然非法交易比例更低。Libra的誕生對于傳統互聯網支付是巨大飛躍，充滿了歷史機遇，但Libra挑戰了許多人的利益，甚至動了美聯儲的奶酪。Libra并非是最終的解決方案，最終一定會出現真正去中心化且高效的公鏈，比如Bitcloud pro作為一站式的財富增值管理服務平臺，自己也在研發anti-asic防礦霸的pow算法、分片、tps2000、匿名加密的匿名支付公鏈。[2019/7/19]

基于TEE可信執行環境技術，Crust提出了MPoW譯為有意義的工作量證明機制,來統計節點的存儲工作量并報告到鏈上。同時Crust團隊又獨創了一種以存儲資源定義額度的PoS共識算法，叫GPoS工作量報告連同其它交易一起記錄并打包到區塊中計算一個Staking額度，再根據這個額度，進行PoS共識。

3.5Storj——基于以太坊的分布式云存儲項目

Storj是一個基于以太坊的分布式云存儲協議，由盈利性公司StrojLabs開發。Storj的核心技術是一個可執行的、點對點存儲合約，即兩個人在不認識對方的情況下，同意使用定量的存儲來獲得收益。

Storj的核心技術是可執行的、點對點的存儲合約。它是兩個人同意在不知道對方的情況下，用錢交換一定數量的存儲空間的方式。我們把出售空間的計算機稱為“farmer”，而把購買空間的計算機稱為“renter”。Renter和farmer會面，協商一個合約，把數據從renter那里移到farmer那里進行保管。

StorjLabs公司的營利性方面是：它向數千名用戶出租網絡，并為網絡使用收費。這是一個稍微集中的模式，與Dropbox和GoogleDrive等競爭。他們還與MicrosoftAzure建立了合作伙伴關系，以部署他們的一些開發工具。

3.6?Swarm——以太坊網絡上的存儲服務商

Swarm也基于以太坊，它提供分布式的存儲平臺和內容分發服務，參與者能夠有效的匯集存儲和帶寬資源，以便向網絡所有的參與者提供服務，同時作為回報，他們會得到一部分以太坊獎勵。

Swarm是分布式存儲平臺和內容分發服務，是以太坊web3棧的本地基礎層服務。Swarm的主要目標是提供充分分散和冗余存儲的以太坊公共記錄，尤其是存儲和分發DApp的代碼和數據以及區塊鏈數據。從經濟角度來看，它允許參與者有效匯集他們的存儲容量和帶寬資源，以給網絡的所有參與者提供這些服務，同時接受以太坊的激勵。

從終端角度來看，在Swarm中除了上傳操作不是發生在特定服務器上外，Swarm與互聯網并沒有多少不同。

3.7Sia——基于獨立公鏈的分布式存儲項目

Siacoin基于獨立的Sia公鏈，用于解決存儲租戶和供應商之間達成了協議。

Sia是一個基于區塊鏈的去中心化云存儲平臺，由Nebulous公司負責開發與運營。Sia將數據拆分、加密，然后通過其去中心化的網絡對拆分和加密的數據進行分發。

Sia通過允許用戶“出租”他們未使用的硬盤空間，這樣能夠顯著降低用戶云存儲的開銷成本，因此很多人把Sia稱為硬盤驅動的Airbnb。Sia是完全私密的，沒有私鑰無法查看數據文件。

3.8Arweave——主打數據永久儲存的非IPFS官方的激勵層

與IPFS主打的去中心化存儲、Crust主打的去中心化云服務不同，Arweave主打永久存儲。Arwaeve重點解決的在于當前互聯網的言論自由受限、過度審查、易于篡改的問題，打造出一次性付費并獲得永久文件存儲的協議。提供了名為Permaweb永久網絡的存儲解決方案，利用區塊鏈不可篡改的特性，直接把內容寫入區塊進行存儲。

聲音 | 趙東：對于真正好的東西 難道不應該是沒人要的時候撿著:今天，Dfund基金發起人趙東在微博中表示，僅僅從賺法幣的角度來討論問題：如果說賺錢是靠低買高賣，那么什么時候價格高呢？是不是人人都搶的時候？什么時候價格低呢？是不是沒人要的時候呢？所以對于真正好的東西，難道不應該是沒人要的時候撿著，人人瘋搶的時候讓給別人，然后就賺錢了嗎？ 當然，如果你不認為比特幣是個牛逼的東西，那我沒啥好說的。[2018/11/22]

Arweave的主網已于2018年6月上線。該項目利用訪問證明激勵礦工永遠儲存歷史并根據要求分享，礦工在獲得新的區塊獎勵的同時，同時也會因存儲鏈中隨機的舊區塊而獲得獎勵。Arweave的挖礦采用了RadomX的算法，同時在此基礎上引入了區塊完整率的參數。

同時，不少社區開發者也指出，Arweave存證的應用場景較窄，目前其存儲的最多的以推特上的自由主義言論截圖為主。同時，Arweave的特性是永不可篡改，加大了程序開發上的難度。

“存儲賽道”項目成功的核心要素

縱觀當前的區塊鏈生態，區塊鏈底層廣泛被用于信任凝聚，但在實現去中心化應用的道路上又常常欠缺大量存儲資源的支撐，因此我們認為去中心化存儲依然屬于新生階段，是一個非常有潛力的發展方向。

我們看到一個成功的去中心化存儲項目應該具備以下特征：

1）堅實的技術基礎：技術的底層決定了項目的上層建筑，對于項目的共識和未來發展起著決定性的作用；

2）創新的激勵機制：去中心化存儲這件事在技術上可行的基礎上，激勵模型的設計是這個項目可以順利起步甚至持續發展下去的核心；

3）明確的場景切入和用戶定位：存儲這個賽道很大，專注于某一細分領域有利于聚焦共識；

4）優秀的團隊：我們看到成功的去中心化存儲項目的團隊大多擁有搭建去中心化存儲的能力和設計通證經濟模型的能力

4.1堅實的技術基礎

在文件共享方式上，去中心化存儲系統文件共享方式與中心化存儲截然不同，中心化存儲系統的大型文件上傳后，文件以整體或切片的形式存儲在單一或分布式的網絡或服務器上，需要及其高效的開發、運營團隊來維持其運轉。然而，去中心化存儲必須使用分布式存儲技術，初始種子節點在將大型文件進行切片處理后，使其產生多個Pieces，每個Piece分別存儲在不同的節點上，每個一般節點在下載單個Piece并上傳到去中心化存儲網絡中讓其他節點下載后成為這個Piece的種子節點，在多個節點完成相互共享Piece的過程中，實現Piece在除初始種子節點之外的節點共享，并不斷擴大該文件共享網絡中的節點數。所以，在同一時刻其他條件不變時，隨著下載人數的增多，下載同一內容的速度越快。因此，去中心化存儲系統彌補了中心化存儲系統傳輸速度慢的缺陷，同時克服了單點故障并保證了數據的安全性。

IPFS是中心化存儲領域的開創者，從2014年上線開始，如同BT一般自由生長，已經存儲了大量數據。但是要讓IPFS成為商業可用的存儲系統，而不是隨意的數據分享平臺，必須提供服務質量保障。這就是Filecoin要解決的問題，即IPFS的經濟激勵層。

Filecoin協議構建了兩個市場：數據存儲市場和數據提取市場。有存儲需求的用戶到數據存儲市場申明自己的需求：我要存XX大小的數據，要求XX個副本，存儲XX天。市場中的存儲服務商對這項存儲需求報價，用戶接受報價就跟礦工簽訂合同，支付費用。當用戶需要使用數據時，就到數據提取市場提出需求；再由提取礦工給出報價，滿足數據訪問需求。

上述過程看上去不算復雜，實現起來卻有幾個困難：

礦工需要提供存儲了用戶數據的不可偽造的密碼學證明；在合同有效期內，協議要持續檢查礦工如約保存了數據。如果違約，礦工要遭受罰款；為了鼓勵礦工存儲數據，要讓已存儲數據的容量比空閑的容量賺取的更多增發獎勵。同時需要防止礦工注水垃圾數據騙取增發獎勵。

Filecoin設計了復制證明解決第1個問題，采用時空證明和質押機制解決問題2。通過精密地調校經濟模型，并引入對真實用戶的認證，來解決第3個問題。

同時，Filecoin作為一種加密資產，價格會與加密市場總體行情高度關聯，即波動性很高。如果Filecoin價格暴跌，礦工可能認賠離場，造成用戶數據丟失。此外大幅度的價格波動還增加礦工質押Filecoin的隱含期權成本。

這其中復雜的博弈都涉及到我們下一節要講的激勵模型設計。

4.2創新的激勵機制

去中心化存儲這件事在技術上基本可行的基礎上，去中心化存儲激勵機制的設計就成為了項目成功與否的關鍵，信任共識設計才是去中心化存儲的核心，而共識背后的經濟模型才是項目的靈魂和精髓。

因為存儲這件事需要有存儲的硬件服務器參與，所以去中心化存儲項目的礦工有很強的產業屬性，和比特幣的礦工不太一樣，不僅僅具有金融屬性，不單單是挖一個幣而已，他們有很多數據存儲的需求方，而如何通過激勵通證盤活整個生態就更加考驗初始項目團隊的經濟模型設計能力。

“存儲挖礦設計”本質是要解決增量的系統通證“發給誰？”、“發多少？”、“以什么為評判標準？”這些問題，通過對于生態參與者和維持者的激勵讓系統進入到一個自運轉的分布式系統。

另一方面，代幣最初并沒有價值，通過挖礦，最終完成價值的錨定和捕獲，讓代幣變得稀缺和“有獲取成本”。例如，POW機制的框架下，礦工通過投資算力和運維，換取區塊獎勵并在二級市場參與交易，從而有了“關機價格”的概念。

在由于產業硬件的加持，存儲賽道的通證通過存儲這個“動作”，礦工通過投資存儲設備和存儲服務，換取區塊獎勵，實現了與現實商業社會的價值錨定和捕獲。

例如，Crust項目在經濟模型中將礦工可以存儲的上限容量和礦工持有的CRU相綁定，礦工質押的CRU將決定礦工的挖礦收益上限；在原有的PoS模型中進化出了GPoS共識。

4.3明確的場景切入和用戶定位

存儲賽道是一個很廣的市場，在這個存儲市場內也會有不同的存儲需求，例如，對數據永久保存需求比較高的；對數據可信度要求比較高的；對數據高頻交互要求比較高的；對邊緣化數據要求比較高的。

很顯然未來分布式存儲技術發展也會以細分賽道聚焦的項目為主，聚焦共識，“一招鮮，吃遍天”的打法不切實際，可以從用戶實際場景的需求出發，定位項目的產品應用，通過不斷的強化技術和場景落地，實現技術與商業價值之間的連接轉化。

例如，Arweave就是做分布式云存儲的項目之一，但唯一不同的是它聚焦在一個足夠小的應用場景，主打“信息到永久存儲”。

Arweave的共識機制并不是在PoS的共識，而是PoW的簡單擴展，叫做PoA。每一輪出塊都會要求節點“回憶”過去的區塊，只有存儲了回憶塊的礦工才有資格參與本輪出塊競選。

由于回憶塊是隨機確定的，事先無法預測，因此礦工存儲的區塊越多，參與PoW競猜的機會越大，獲得出塊獎勵的可能性越高。如果礦工的存儲空間有限，不能保存全部區塊歷史，他會優先保存在網絡中副本數量較少的區塊。因為每個塊被選為回憶塊的概率相等，當一個稀缺區塊被選為回憶塊，就只有少數礦工有資格參與PoW競賽，因此存儲稀缺區塊對礦工來說可以獲得更高的收益。

這種挖礦機制和共識設計十分巧妙，也達到了鏈上數據的“永久保存”，實現了細分領域的存儲應用。

去中心化存儲遇到的挑戰和瓶頸

我們現在可以從市面上找到各種各樣的去中心化存儲解決方案，而這樣的現象正意味著去中心化存儲賽道還處在一個非常原始的階段，還處在一個試錯的階段，所有的項目無論大小都有非常高的失敗率，也存在著各種各樣的不合理。

盡管我們分析出中心化存儲在隱私保護、數據調用、數據的可持續增長方面存在著短板，但是依然是現在市場的主流，或許有一天去中心化存儲會逐漸取代中心化存儲，但是我們要清楚的意識到還有很長的路要走。

去中心化存儲在激勵政策制訂，合法合規方面，存儲成本，數據檢索和存儲穩定性等方面面臨著巨大的挑戰和瓶頸。

5.1存儲成本不穩定，費用結構不合理

一方面，去中心化存儲由于激勵代幣在交易所流通，代幣的價格會有很大的波動性，不管是作為存儲空間提供者的礦工還是存儲空間使用者的使用者都會面臨使用費率波動較大，甚至會出現市場投機行為的事件；

另一方面，去中心化存儲的礦工激勵模型設計不合理會導致礦工的收益不穩定，礦工在分布式存儲的系統中充當產業角色，不能提供穩定收益，礦工就沒有辦法提供穩定的服務。

兩方面的原因會導致生態參與玩家，包括存儲提供者和存儲使用者的流失。

5.2去中心化存儲的中心化項目方

去中心化的項目達到的目的是數據存儲的去中心化沒錯，但是每一個項目的發起方都是中心化的，對于礦工，檢索提供方的規定，代幣的釋放規則等都有非常中心化的規則。

而一個自治的去中心體系的設計應該是輕巧的，但又由于去中心化存儲項目的特殊性，由于存儲數據需要節點的自制，去中心化存儲的經濟模型設計常常又是復雜的，導致去中心化存儲項目在多方協作上又凸顯了一定的脆弱性。

5.3去中心化存儲的參與高門檻

去中心化存儲的終極目標一定是吸引盡可能多的用戶貢獻出自己設備的閑置存儲空間，讓整個世界的閑置空間聯通起來，達到邊緣計算，邊緣存儲的目的。但實際情況卻是分布式存儲的參與門檻過高，甚至需要購買專門的機器來提供存儲空間，這樣的現狀與分布式存儲的初衷有很大的背離。

5.4將存儲數據作為挖礦收益的依據有重大缺陷

當前的去中心化存儲的激勵通證挖礦的發放標準還是以礦工存儲數據的多少來評判，這一點和比特幣的挖礦有很大的不同。去中心化存儲中的礦工提供自己的存儲空間，存儲數據越多，獲得激勵通證的概率就越大。

但是存數據是一個積累量，也就是說先存數據的人一定有先發優勢，這個優勢不僅僅是初期激勵獎勵多的問題，更是隨著時間先發優勢會不斷擴大，而這個優勢會不斷擠壓后面想要加進來的礦工，這一點十分不利于整個生態的發展。

總結

社會的商業模式也逐漸從從“生產物質”到“生產數據”，數據存儲的基礎建設意義對于未來商業社會的影響也是巨大的，分布式存儲的確解決了當前一些中心化存儲的問題，未來一定在萬億市場規模的存儲市場上占據一定的份額，這也是太和資本看好這一賽道，并將在這一賽道持續發力的重要原因。

太和資本礦業基金是國內最早關注分布式存儲生態建設的區塊鏈資本之一，在Filecoin項目生態領域已經有眾多布局，包括IPFS礦機、FIL6、FIL12、云算力；另外也投資了波卡賽道的分布式存儲項目Crust。

參考文獻：

1.?https://filecoin.io/zh-cn/2020-engineering-filecoins-economy-zh-cn.pdf

2.Labs,P.AGuidetoFilecoinStorageMining.FilecoinAvailableat:

https://filecoin.io/blog/filecoin-guide-to-storage-mining/.

3.?https://pcpartpicker.com/user/tperson/saved/H2BskL

4.Venturo,B.TheeconomicsofEthereum'sCasper.Medium(2018).Availableat:

https://medium.com/@brianventuro/the-economics-of-ethereums-casper-6c145f7247a2.

5.?https://www.reddit.com/r/CryptoCurrency/comments/982x9l/top100cryptocurrenciesrankedbyannualized/

6.?http://app.czce.com.cn/cms/cmsface/option/Calculator/utCal.jsp

7.Project,T.A.Decentralisedstorage:IncentivesvsContracts.Medium(2019).Availableat:

https://blog.goodaudience.com/decentralised-storage-incentives-vs-contracts-b74ee0b7eff1.

8.?https://viewblock.io/arweave/stats

9.BramCohen.Incentivesbuildrobustnessinbittorrent.InWorkshoponEconomicsofPeer-to-Peersystems,volume6,pages68{72,2003.MattCorallo.Compactblockrelay.bip152,2017.

10.Project,T.A.ArweaveNews:July.Medium(2020).Availableat:

https://medium.com/@arweave/arweave-news-july-7905d5e0c84f.

11.?Apps:WhatWeb3.0LooksLikeAvailableat:

http://gavwood.com/dappsweb3.html.

12.SwarmAvailableat:

https://swarm.ethereum.org/.

13.G.Wood,Ethereum:Asecuredecentralisedgeneralisedtransactionledger,In:EthereumProjectYellowPaper151(2014).

14.Solana-ArweaveBridge:ArweaveTeamFundedIssueDetail.GitcoinAvailableat:

https://gitcoin.co/issue/ArweaveTeam/Bounties/30/100023463.

15.SKALENetwork-ArweaveBridge:ArweaveTeamFundedIssueDetail.GitcoinAvailableat:

https://gitcoin.co/issue/ArweaveTeam/Bounties/27/4468.

Tags：TORCOINOINCOIstorj幣前景Bitcoin ShortUnited Emirate Decentralized CoinInsee Coin

KuCoin