FIL:Filecoin的深入研究 | 什么是去中心化存儲？

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定義

去中心化存儲系統在許多獨立的運營商之間共享存儲職責，形成一個單一的存儲網絡。

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去中心化存儲簡介

現代計算是高度集中的。在過去的十年里，一些大型云計算公司通過將傳統的計算機系統分割成基于云計算的產品，賺取了巨額財富。現代網絡反映了這種集中化——當其中一個供應商宕機時，這是一個重大的互聯網事件。

我們托管在這些服務上的內容也好不到哪里去，它們被隱藏在經常斷開的脆弱鏈接后面。這對我們所建立的計算機系統以及日益依賴它們的社會都有深遠的影響。

集中式架構之所以成功，部分原因在于它們更容易構建。

為了阻止合并，開發人員需要同樣容易組合的基本的新構建塊。去中心化式存儲就是這樣一個基石，它是實現更分布式web的先決條件。

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去中心化存儲的基本特征

設計去中心化式存儲系統有許多不同的方法。通常，它們對彈性和效率有著共同的重視。

彈性

現代互聯網非常脆弱。今天的Web內容位于url之后，每個url在任何給定時刻都屬于單個權威服務器。如果該提供商出于任何原因退出網絡，它所指向的內容將無法訪問。集中化增加了這種效果，產生了單點故障，并為審查提供了方便的機會。

數據：14.1萬張BTC期權即將到期，最大痛點24000美元:3月30日消息，分析師@BTC__options發推稱，14.1萬張BTC期權即將到期，Put Call Ratio為0.74，最大痛點24000美元，名義價值41億美元。

174.6萬張ETH期權即將到期，Put Call Ratio為0.33，最大痛點1600美元，名義價值31億美元。

季度期權即將進入交割，交割后IV下跌是大概率事件。[2023/3/30 13:35:01]

因此，在今天的互聯網上，鏈接是普遍存在的，國家級別的審查是直接的，分布式拒絕服務攻擊可以中斷對幾乎任何文件的訪問。

在一個理想的去中心化系統中，操作者的損失不應該阻止對先前存儲和服務的內容的訪問。通過將責任分散到網絡的許多節點上，去中心化式系統對審查和其他拒絕服務的嘗試也有天然的抵抗力，因為沒有集中式的目標可以讓攻擊者大量獲取資源。

然而，許多網站也使用星際文件系統進行鏡像，這是一種對等的存儲網絡。任何運行IPFS節點的人都可以從網絡上的其他節點下載經過審查的信息，并開始自己分享。

效率

所有的計算系統架構都有一些優點和一些缺點，并且沒有單一的解決方案適合所有可能的用例。不幸的是，現代web對集中化的強調也沒有什么不同。

報告：PayPal持有6.04億美元的客戶加密資產:金色財經報道，根據PayPal向美國證券交易委員會提交的年度報告，截至12月31日，PayPal(PYPL)為其客戶持有總計6.04億美元的比特幣(BTC)、以太幣(ETH)、萊特幣(LTC)和比特幣現金(BCH)交易委員會(SEC)。將近90%的金額分配給市值最大的兩種加密貨幣：BTC 2.91億美元和ETH 2.5億美元。剩余的6300萬美元由LTC和BCH組成。[2023/2/10 11:59:35]

如今，世界上少數幾個城市的幾個集中數據中心存儲了大部分的內容。例如，如果同一網絡上的兩個用戶希望彼此發送消息，這些消息通常會首先到達其中一個數據中心。如果100個用戶在一個房間里用他們的設備觀看同一段視頻，他們每個人都會訪問一個中央服務器，同時下載100份拷貝，而不是下載一份拷貝，然后在本地網絡上共享。

簡單地說，去中心化式存儲使得共享文件變得更加容易，而不會將請求發送到整個互聯網上的特定幾個數據中心。相反，節點之間建立連接使用盡可能少的中間人。例如，連接到其他國家的節點仍然需要多次跳點，但同一網絡上的節點可以直接共享文件。去中心化存儲系統的最終目標是擁有如此多的節點，以至于每個人都可以找到相對本地的對等節點來獲取他們正在尋找的信息。

去中心化的存儲解決方案可以為這些活動引入基本的新效率。通過繞過稀疏的數據中心，分布式系統可以將節點放置在比現代內容分發網絡更接近終端消費者的地方，從而大大加快文件檢索速度。在本地網絡上的對等文件共享也可以節省寶貴的帶寬，特別是在對更廣泛的互聯網訪問有限的地區。

數據：元宇宙平臺月交易量銷售額下降96%:金色財經報道，根據Block Research的2023年數字資產展望報告，雖然1月份元宇宙平臺的月交易量為4920萬美元，但11月份這一數字降至僅200萬美元，比年初下降了96%。數據儀表盤顯示，元宇宙土地價格也較年初下跌了90%。（the block）[2022/12/22 21:59:47]

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去中心化存儲的理想特性

盡管彈性和效率是去中心化式存儲的特征，但理想的存儲系統還可以提供一些其他特征：

可訪問

理想的分布式系統應該是可訪問的。參與網絡應該很容易，允許盡可能多的節點代表網絡存儲和分發文件。

使用Filecoin，任何相對精通技術的個人都應該能夠運行一個客戶節點來與網絡進行交互。至于運行存儲礦機節點，并不是每個人都能做到的—您需要滿足特定規范的硬件。

在IPFS中，節點對硬件的要求較低，這意味著可以通過運行節點為網絡貢獻更多的用戶。

可編程

云服務提供商使廉價可靠的存儲比以往任何時候都更容易使用。他們成功的一個主要方面是通過api代碼提供和管理存儲的能力。任何與之競爭的系統都應該能夠提供同等程度的便利。

內容尋址

數據：2,689枚BTC從未知錢包轉移到Coinbase:金色財經報道，WhaleAlert監測數據顯示，2,689枚BTC(44,153,784美元)從未知錢包轉移到Coinbase。[2022/11/25 20:44:48]

如上所述，url體現了一些內在的設計折衷。它們描述的是數據的位置，而不是數據的內容。

為了解釋集中式系統是如何使查找數據變得困難的，假設您想下載一只毛茸茸的小貓的照片。考慮以下兩個url:

https://example1.com/cat.jpeg

https://example2.com/cat.jpeg

這些url都引用了一個名為cat.jpeg的文件，但不能保證這兩個文件是相同的。如果example1.com離線了，您就不能確定example2.com是否有您要查找的內容—它的cat.jpeg可能完全不同。事實上，它甚至可能是一張狗的照片！URL和它引用的內容之間沒有內在的關系。

因此，今天你無法向互聯網提問，“有人有這個文件嗎？”因為除了它的位置之外，你對文件一無所知。

當您使用URL共享文件時，可能會出現問題。服務器可能會從該URL開始提供不同的文件，或者有人會執行中間人攻擊并修改文件。很難驗證每個訪問URL的人是否都收到了他們想要的文件。

Angle Protocol發行的歐元穩定幣agEUR已支持Avalanche與BNB Chain:10月21日消息，去中心化穩定幣協議Angle Protocol發行的歐元穩定幣agEUR已支持Avalanche與BNB Chain，用戶可以使用協議與LayerZero集成的跨鏈橋將穩定幣跨鏈至Avalanche與BNB Chain。[2022/10/21 16:34:35]

相比之下，內容尋址基于內容標識符查找文件，CID作為文件的數字指紋。用這種方式尋址文件解決了許多關于位置尋址的問題。當客戶機需要一個文件時，它們不是向一臺服務器請求URL，而是向網絡中的節點請求具有特定CID的文件。客戶端下載文件后，他們自己對其進行指紋識別。

回顧我們前面的例子，就好像所有的網站都對cat.jpeg文件有一個共同的理解。因此，雖然不能保證任何節點都具有特定的cat.jpeg，但節點將檢查該文件的指紋以嘗試找到匹配。

雖然像指紋這樣的步驟需要比一般人更精通技術，但Filecoin和IPFS客戶端可以輕松地實現這個過程的自動化。這讓客戶端保證他們收到了他們想要的文件——在這個系統中，找到一個數據片段的替代提供者是很簡單的。

主要要點：CID意味著您可以找到集中式系統中可能丟失的內容，CID還可以防止中間人攻擊或服務器在特定URL處突然更改文件。

不信任

無信任系統允許雙方進行合作，而不需要了解對方或尋求第三方。相反，系統的動機推動參與者走向網絡運行所必需的行為。

可驗證

理想的存儲系統應該能夠輕松地持續證明節點正在存儲它們所承諾的精確數據。這種類型的可審核性是實現不信任的關鍵。如果您總是能夠確定數據被正確地存儲，那么您就不太需要信任提供存儲的一方。

開放

最后，理想的分布式存儲系統是開放的:它的代碼是開放源代碼的，并且是可審計的。此外，存儲系統不應該是單塊的。相反，它應該公開一個任何人都可以實現和構建的開放協議，而不是鼓勵鎖定。

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案例研究：Filecoin如何體現這些特征

Filecoin項目是一個去中心化存儲系統，旨在滿足這些特性。Filecoin協議于2014年首次被描述，最初是作為星際文件系統的激勵層開發的，IPFS是一種對等存儲網絡。與IPFS一樣，Filecoin是一種開放協議，它基于其較早版本的屬性，利用相同的底層對等和內容尋址功能。

Filecoin節點的網絡催生了去中心化的存儲市場，用于文件的檢索和存儲。該網絡由新穎的區塊鏈支持，該區塊鏈記錄了網絡參與者的承諾。用戶使用區塊鏈的本地加密貨幣FIL在網絡上進行交易。

檢索市場

在檢索市場上，被稱為檢索礦工的節點競爭以最快的速度為客戶端提供文件。回收礦工通過少量的費獲得獎勵。這使得位于關鍵位置的節點有了加入網絡的動機，并促進了文件的快速分發。它還鼓勵建立一個健壯的網絡來復制和保存急需的文件。

存儲市場

在Filecoin的存儲市場中，被稱為存儲礦工的節點被授權在各種特性上競爭，比如價格和位置，為客戶提供指定時間內的文件托管合同。存儲礦工在接受合同前，必須提供擔保;這用于在存儲挖掘器未能履行其對客戶端的義務時自動補償客戶端。

當存儲礦工和他們的客戶達成協議時，客戶將他們的數據傳輸給存儲礦工。存儲挖掘程序將數據添加到扇區，扇區是Filecoin中的基本存儲單位。然后礦工會執行一項稱為密封的計算密集型操作，以創建該扇區數據的唯一副本。

如果客戶機希望存儲其數據的多個惟一副本，那么密封過程將確保每個副本都具有惟一的指紋，而獲取該指紋所需的計算量將防止節點從基礎數據重新生成指紋，從而避免作弊。密封的數據最終用于向Filecoin區塊鏈發布復制證明。

在存儲協議期間，存儲挖掘程序定期被要求向區塊鏈提交所謂的時空證明。礦工使用隨機性(由區塊鏈本身提供)、密封扇區和發布到區塊鏈的復制證明來派生這些證明。這些證據為客戶端提供了一個強有力的概率論證，即存儲采集器擁有數據的完整、唯一副本。這是一個非常有力的保證，即使是現代云存儲提供商也不提供給他們的客戶端。

客戶向Filecoin存儲礦工支付保證金作為交易費用。存儲礦工還可以獲得開采區塊鏈塊的機會，這既需要FIL獎勵，也可以向希望在開采塊中包含消息的其他人收取交易費用。

Filecoin的證明系統意味著礦工需要一些額外的硬件，但對于技術熟練的個人來說，要求仍然很低。作為客戶端參與網絡的硬件要求是適當的。Filecoin節點還公開了一個用于與網絡進行編程交互的API，允許第三方服務在核心網絡功能之上構建。

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結果

去中心化式存儲提供了一種與傳統的集中式存儲相對應的強有力的選擇。它為開發人員提供了探索設計折衷空間的全新領域的機會，強調內容存儲和交付的健壯性和效率。

Filecoin表明，這些系統能夠提供具有幾項非常受歡迎的特性的有競爭力的存儲產品，為比以往任何時候都更多的人提供作為我們的數字遺產保管人的機會，同時使萬維網對世界各地的人們更具彈性和可訪問性。

End

非常感謝您對IPFS&Filecoin項目的持續支持。我們很高興繼續與您一起，為人類信息建立一個強大的，去中心化和高效的基礎。

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來源：金色財經

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