TOR:萬字長文講透去中心化存儲

作者：陳藝鑫

來源：?HashKeyHub社區

編者注：原標題為《萬字講透去中心化存儲》

摘要

去中心化存儲是一種通過分布式存儲技術將文件或文件集分片存儲在不同供應方提供的磁盤空間上的存儲商業模式。它主張強隱私保護、低存儲成本、數據冗余備份存儲、高速等價值主張、開源的應用程序和算法，只有全部實現以上主張才可能大范圍代替中心化存儲。它有利于規避單點故障和數據的價值傳遞。

去中心化存儲的架構自下而上依次為TCP/IP協議、區塊鏈、去中心化存儲協議和應用層。其中，TCP/IP協議對應Layer0的網絡層，包括網絡拓撲結構以及交易的傳播機制；區塊鏈屬于Layer1，它自下而上分別為加密基礎設施、存儲證明機制；去中心化存儲協議包括存儲協議、檢索協議、身份協議、內容分發協議、激勵協議等，包括Layer1的激勵分配機制和Layer2的智能合約與腳本文件；最上層則是應用層，包括客戶端軟件和加速軟件等。

去中心化存儲與中心化存儲在存儲空間來源、帶寬來源、安全性、使用方式、行業發展狀態等多個維度存在差異，導致其規模和性能遠遠不如中心化存儲系統。雖然IPFS等項目通過不同的“非中心化”設計方式彌補了其不同的缺陷，通過對上傳方和存儲節點給予代幣激勵的方式使全網存儲總規模擴大，但是項目方與用戶的利益不一致、費用結構的劣勢等方面因素使去中心化存儲的發展陷入瓶頸和停滯。本文結合實際情況，對去中心化存儲實現其價值主張提供了參考建議。

正文

1??去中心化存儲背景與價值主張

1.1.去中心化存儲產生的背景

WEB3.0提倡“以數據為中心，數據價值化和隱私保護”，而去中心化存儲在其中扮演著至關重要的角色，其中數據安全和隱私保護對應數據冗余存儲和備份功能，而數據價值化對應的是文件共享的價值傳遞。數據安全方面，相比較于個人，企業往往更加重視公司數據的安全和隱私保護。企業存儲在云端的數據往往是公司的機密，很多數據一旦被泄露很可能將公司在市場競爭上至于不利的地位，傳統的公司資料實物存儲方法對于大型企業來說早已不足以支撐海量數據存儲的需求；數據價值共享方面，越來越多的人希望共享資源的同時獲得相應的交換價值。比如人大經濟論壇和喜馬拉雅等平臺在共享知識學習和文件的時候需要通過法幣或積分的形式換取，而百度網盤和迅雷大多數則是以免費的形式進行價值傳遞，它們僅僅只是對下載速度等性能收取會員費，而共享內容的種子方并沒有獲得因共享文件而獲得的價值。

近幾年來，全球和國內云存儲市場發展迅速，從GB級別到TB級別再上升到PB級別，文件存儲的種類越來越多，文件的數據量也越來越大。

圖表1：全球云存儲和國內云存儲市場迅猛發展

數據來源：中國產業信息研究

2012-2017年，全球云存儲市場維持20%以上的高復合增速，而國內云存儲市場的增速維持在85%-110%。根據多家機構的預測結果，預計2022年全球云存儲市場規模將達到1000億美元以上。

雖然云存儲市場的規模和用戶在飛速增長，但是中心化存儲市場卻具有四大缺陷：無法保障版權、無法保障數據安全、隨時面臨服務商停止運營的風險、數據缺乏價值化。

不論是由亞馬遜等公司的第三方中心化存儲，抑或者是公司本身存儲用戶的數據，從法律角度上用戶對他們泄露數據信息不具有期待可能性。尤其是在數據為王的商業模式時代，精準數據將對各行各業的重構，控制數據來源或者以比競爭對手更低的成本獲取數據的企業，其競爭實力將會顯著高于其競爭對手。所以，競爭對手往往會想方設法的獲取數據，而將用戶數據泄露或出售的行為往往可以讓數據存儲服務商獲得巨大的利益。

用戶數據被收集后，中心化的存儲使用戶數據暴露在巨大的風險之下。CSO統計了自2000年以來最重大的18起用戶數據泄露事件，尤其是最近兩年，而且數據泄露量級也在呈指數級上升，不論是黑客攻擊等外因，還是中心化存儲方惡意的內因。例如，印度10億公民身份數據庫Aadhaar被曝遭受網絡攻擊事件、Facebook劍橋分析公司事件等。

圖表2：21世紀18起重大用戶數據泄露事件

數據來源：CSO

由此，去中心化存儲的商業模式就應運而生了。

去中心化存儲基于區塊鏈技術，通過非中心化的架構結合中心化與去中心化各自的優勢在效益與公平之間探索平衡點，使存儲的安全性提升；同時，通過區塊鏈外存儲和API接口的中心化處理，使得存儲網絡的TPS在現有公有鏈和聯盟鏈的基礎上得到大幅改善；并且，通過對種子節點或文件上傳方實施激勵措施，讓其數據價值化。

1.2.去中心化存儲定義的內涵與外延

存儲市場的商業組織形式可以分為中心化存儲和去中心化存儲。中心化存儲是將數據完整的存儲在中心化機構開發的服務器上，去中心化存儲則是將數據切片分散存儲在多個獨立的存儲供應商上。二者的技術實現方式通常會以分布式存儲來體現。分布式存儲是一種數據存儲技術，它是將數據分散的存儲于多臺獨立的機器設備上，通過糾刪碼技術實現數據的冗余存儲。分布式網絡存儲系統采用可擴展的系統結構，利用多臺存儲服務器分擔存儲負荷，利用位置服務器定位存儲信息，解決了傳統集中式存儲系統中單存儲服務器的瓶頸問題，并提高了系統的可靠性、可用性和擴展性。

需要注意的是，分布式存儲僅僅是一種存儲的技術方式，而中心化或去中心化存儲是存儲的商業模式。因為設備服務器與存儲供應者是一對多的關系，即一個存儲供應商可以控制多個存儲節點，所以去中心化存儲一定會使用分布式存儲技術；但是，中心化存儲可以使用分布式存儲技術，也可以不使用分布式存儲技術。

圖表3：分布式存儲技術在去中心化存儲和中心化存儲的體現?

注：實線箭頭表示“一定會用分布式存儲技術”，虛線箭頭表示“不一定會用分布式存儲技術”

數據來源：HashKeyHub

1.3.去中心化存儲的價值主張

去中心化存儲代表著大規模存儲的效率和經濟的根本轉變，它的價值主張主要體現在以下幾個方面：

凱雷集團旗下基金分銷平臺 Calastone 發布資產管理代幣化實際應用白皮書:5月12日消息，全球投資公司凱雷集團（Carlyle）旗下基金分銷平臺 Calastone 發布資產管理代幣化實際應用白皮書，提出兩種解決方案。其中一種方案是是基金單位的代幣化，另一種是將基金中的資產進行代幣化。早在 2019 年就開始在其平臺上使用分布式賬本技術，即用于訂單路由的分布式市場基礎設施 (DMI)，目前已在監管下與幾家全球資產管理公司進行了試點。凱雷集團是一家私募股權投資基金，成立于 1987 年，資產管理規模為 2600 億美元。2020 年 10 月份凱雷集團宣布收購基金分銷平臺 Calastone 的多數股權。[2023/5/12 14:58:52]

增強安全性和用戶隱私。去中心化存儲對數據的加密處理不僅僅局限于用戶和軟件終端，而且在存儲網絡所有環節上都在進行加密處理，并通過私有網絡訪問密鑰、零知識證明等方法保護用戶隱私。

存儲平臺或網絡的算法和代碼必須是開源的。由于2C端的存儲服務已經被中心化存儲搶占了大多數市場，由于在開源項目初期進入門檻較高，大多數集中于2B端，只有代碼開源才能讓社區和應用的完善形成有效的正反饋效應。如果算法和代碼不公開透明，則存儲網絡就會變相的中心化。

通過冗余備份防止數據丟失。數據存儲于不同的節點，通過數據冗余防止數據丟失。

2??去中心化存儲系統的架構與運行

2.1.去中心化存儲的工作原理

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。

圖表4：去中心化存儲工作原理

數據來源：HaskKeyHub

2.2.去中心化存儲的架構

去中心化存儲架構自下而上有4個組成部分：網絡協議、區塊鏈或分布式賬本、去中心化存儲協議和應用程序。其中，網絡協議對應的是Layer0；區塊鏈或分布式賬本對應的是Layer1的底層加密和共識機制；去中心化存儲協議對應的是Layer1的激勵機制設計和身份協議，以及Layer2對接各類應用程序的智能合約、腳本語言和API接口等，直接對接各種服務應用，一般以API或者是智能合約的形式呈現；應用程序則對應的是Layer2的應用層。

圖表5：去中心化存儲自下而上的架構層次和對應

數據來源：HashKeyHub

2.2.1.網絡協議與網絡層

網絡協議包括TCP/IP的網絡協議、存儲網絡和傳播機制。網絡拓撲結構的搭建和設計方式往往代表了該系統的價值目標的實現方式，決定了其傳播機制和驗證機制的運行效率。

存儲網絡的拓撲結構可以是P2P網絡，也可以是存在幾個聯盟的中介服務商或運營商的去中心化網絡，但不包括單一或寡頭中心化存儲服務商構建的基于多個服務器的分布式存儲網絡。

圖表6：非P2P網絡和P2P網絡

注：左側為非P2P網絡，右側為P2P網絡

數據來源：https://dwz.cn/6RvaeCgQ

對于P2P網絡，所有的節點都是對等節點，它們具有平等的權利和義務，去中心化程度是最高的，也是BitTorrent、IPFS和Storj等主流去中心化存儲項目的網絡結構模式，任何節點都可以通過租用和自身的磁盤等硬件為用戶節點提供存儲空間，也可以通過支付代幣或免費的形式將數據分片存儲到不同的對等節點上，交易的過程是可逆的，每個節點獲得記賬權的概率是均等的。

對于非P2P去中心化存儲網絡，存在部分中介節點，服務器沒有充分分散化和邊緣化，類似聯盟鏈的網絡結構，交易信息的傳播和溝通必須經過這些中介節點，中介節點與一般節點在權利與義務存在一定的不對等。

傳播機制方面，P2P網絡傳播延遲小于非P2P網絡，并且更容易擴大規模。假設對同一個內容存在一個非P2P共享存儲網絡和一個P2P共享存儲網絡，A和B中均有100個節點，其中A存在20個中介節點，B存在100個對等節點。從主觀能動性上來說，因為網絡B更容易擴大規模，節點上傳文件分片的動力強于A；從客觀規律性來說，即便網絡A和網絡B的節點數擁有保持在相等的狀態，由于存在網絡A存在中介節點，僅有中介節點充當種子節點的角色，其他80個節點就會有搭便車的行為，完全起不到作用，從而導致網絡傳播延遲大于網絡B。

驗證機制方面，P2P網絡的驗證動力明顯強于非P2P網絡。P2P網絡可以通過設置獎勵代幣的方式，激勵大量的節點自發地去驗證前面交易的真實性，尋找相應證據來佐證；而非P2P網絡中，具有足夠驗證動機的節點僅有少數聯盟的中介節點，其他節點因利益分配不均缺乏其他交易真實性的動力。顯然，從發動51%攻擊、女巫攻擊或者鏡像攻擊的難易程度上，P2P網絡顯然比非P2P網絡具有更高的難度。

2.2.2.區塊鏈或分布式賬本

去中心化存儲系統的區塊鏈或分布式賬本自下而上一般包括加密基礎設施、交易記錄、廣播方式和存儲證明機制。

對于加密基礎設施，其加密方式一般是通過哈希函數加密，包括SHA-1、SHA-256等算法或配置表連接到默克爾根，在每個環節對數據加密處理后，再通過分布式哈希表、追蹤服務器等方式通過主鍵檢索到特定存儲內容的共享網絡。

Louis Vuitton辟謠：不會與草間彌生合作發行NFT:2月7日消息，奢侈品巨頭 Louis Vuitton（LV）在線品牌保護主管Hadrien Huet證實，LV與日本藝術家草間彌生 (Yayoi Kusama) 進行了合作，但合作計劃不包括推出NFT系列。

此前報道，Louis Vuitton將與現年93歲的日本先鋒藝術家草間彌生（Yayoi Kusama）發行10000枚聯名NFT，以紀念該品牌誕生200周年，相關NFT將會在OpenSea上架，持有者可以將這些NFT兌換為實物商品。[2023/2/8 11:53:30]

對于存儲證明機制，一般是在不通過下載內容的情況下，證明服務器在特定時刻已經存儲了特定下載內容，及其數據的完整性，從而降低惡意節點的舞弊空間。它包括數據持有性證明和可恢復數據證明，但是不同項目針對不同的作惡動機和方式對該共識機制進行了完善。比如IPFS通過復制證明和時空證明兩個方式分別遏制了女巫攻擊、生成攻擊和外源攻擊。

對于交易記錄，交易記錄一般都是以抽象化的形式加密后記錄在鏈上，交易記錄的發生與記錄必須在完成存儲證明之后，將文件名稱、時間戳、文件類別等信息組成區塊頭并存儲在鏈上。

2.2.3.去中心化存儲協議

去中心化存儲協議是整個系統的核心，包括存儲協議、檢索協議、激勵機制和身份協議。其中激勵機制和身份協議處于其下層，一般在Layer1；存儲協議和檢索協議則屬于服務層，包含各類智能合約和腳本文件，從而決定了相關應用程序的設計，一般在Layer2。由于去中心化存儲項目的定位不同、進展階段不同等多方面的因素，導致其去中心化存儲協議在不同維度的設計上存在較大差異。

身份協議方面，分為存儲用戶的身份和節點身份。存儲用戶的身份一般以去中心化身份的形成呈現，但是也有BitTorrent中心化身份的特例。用戶僅僅只在提供最小化滿足功能的個人信息的情況下，擁有對自己的身份及其相關數據的控制權、許可權和收益權；節點的身份一般在檢索過程中，以哈希字符串的形式存儲在鏈上，通過追蹤服務器或哈希表可以有效查詢某一特定文件或文件集的種子節點，一般表現形式為URL。

存儲協議方面，協議指出用戶節點以支付代幣或免費的方式從種子節點下載其感興趣的文件或文件集，而其對手方節點通過提供存儲空間或帶寬資源來賺取代幣或獲得更高的獲得記賬權的概率，進而形成一個雙向的智能合約或交易訂單。首先，文件或文件集需要做切片處理，經過2.1節中的流程后，存儲磁盤空間由該內容的共享網絡中所有的節點提供相關的分片。存儲協議中所有的步驟流程均在鏈上進行，包括訂單的生成、共識機制的驗證和價值傳遞等。

檢索協議方面，去中心化存儲的檢索協議一般在鏈下執行，并由中心化機構進行開發、維護和運營，僅僅只有存在代幣經濟體系的情況下，其價值傳遞仍在鏈上進行，其記錄抽象化加密后記錄在區塊鏈或分布式賬本上。檢索方式一般是通過節點身份對種子節點和共享網絡進行檢索，通過中心化檢索服務器和DHT的方式使下載者之間連接起來，進行資源檢索。而DHT是對Tracker檢索方式的改進，通過Key對特定內容進行檢索，并大大提升了檢索效率。

圖表7：DHT檢索原理

數據來源：https://dwz.cn/hKCgNhEY

2.2.4.應用層

應用層一般包括存儲客戶端軟件、加速軟件和用戶代理程序等。通過SaaS的方式實現盈利，應用軟件及其相關基礎設施在Layer2。客戶端軟件一般與用戶進行直接交互，它本質上是一個數據傳感器，用來記錄用戶在存儲網絡中的行為，評估其轉化率、活躍用戶數、搜索記錄等，從而為項目未來的發展與經營提供有效參考。通過DID的模式讓節點實現數據暴露最小化，使去中心化存儲客戶端僅僅在實現功能的基礎上對用戶的存儲行為進行畫像，而不反映存儲和檢索功能之外任何的數據信息。

3?去中心化存儲與中心化存儲的比較

3.1.比較分析

圖表8：中心化存儲VS去中心化存儲

數據來源：HashKeyHub

3.1.1.存儲空間和帶寬來源的差異

中心化存儲指由單一或寡頭第三方機構利用自身搭建的服務器對外提供大規模數據存儲服務的商業模式；去中心化存儲指大量普通PC服務器通過Internet互聯，對外作為一個整體存儲服務。

中心化存儲的空間來源是由指定存儲服務提供商開發和運營的存儲云端，比如AmazonS3、阿里云和華為云的服務器等，下載的帶寬由服務供應商提供；而去中心化存儲空間來源是大量能夠提供存儲空間的PC、移動終端等設備，同一文件或文件集的共享網絡中的所有節點都可以為其下載提供帶寬。

3.1.2.使用方式的差異

由于存儲空間的來源不同，進而導致文件存儲方式和檢索方式截然不同。

存儲方面，中心化存儲由于存儲空間是由中心化存儲服務商開發并運營的，因此文件存儲空間容量足夠大，以至于可以存儲海量數據，存儲文件整體存入云端，不需要對文件進行切片和去重的處理；去中心化存儲由于存儲供應者相對分散，存儲空間也相對分散，需要相應的匹配優化算法在冗余的存儲空間中尋找最優的存儲空間提供者。并且為了保證存儲數據不會因單點攻擊或故障、女巫攻擊等外部性因素而丟失，去中心化存儲系統在進行加密處理后將文件進行切片處理，并分散存儲至不同的存儲提供者的磁盤空間中。

內容檢索方面，中心化存儲以賬戶范式的形式對已存儲數據進行訪問，通過輸入HTTPURL的方式連接到追蹤服務器，從而實現搜索特定存儲內容；去中心化存儲因為數據分散存儲在不同的節點，所以需要通過DHT分布式哈希表將每個節點的鏈接用哈希函數生成哈希字符串，因此其下載速度隨著下載的人數增多而加快。但是也造成了數據的大幅度冗余，很容易造成存儲空間資源和帶寬的浪費。

3.1.3.安全性和隱私保護的差異

去中心化存儲和中心化存儲在安全性和隱私保護上具有各有優劣。去中心化存儲的優勢主要體現在以下兩個方面：

一方面，去中心化存儲規避了單點故障和部分節點斷網或不可用等風險。由于去中心化存儲的共享網絡為P2P網絡，而中心化存儲的共享網絡為以服務供應商為中心的中心化網絡，從而導致前者不容易受到單點故障和服務器斷網的影響，也不容易受到黑客的攻擊。

美聯儲調整銀行監管的政策可能會限制州立銀行的加密貨幣活動:1月28日消息，美國聯邦儲備委員會于1月27日宣布，它正在發布一份關于限制州立銀行的政策聲明，其中詳細討論了加密技術。聲明稱：“委員會還沒有確定任何機構允許州立銀行持有大多數加密貨幣資產。并且沒有任何聯邦法規或規則明確允許州立銀行持有加密貨幣資產作為本金。因此，根據《聯邦儲備法案》第9(13)條，委員會推定禁止州成員銀行從事此類活動。”

聲明還表示，州立銀行已提議發行“美元代幣”，即穩定幣，這些銀行現在將受到OCC第1174和1179號解釋函的約束，國家銀行也是如此。它補充道:“委員會普遍認為，在公開、公共和/或去中心化網絡或類似系統上發行代幣很可能不符合安全可靠的銀行業務慣例。”發表聲明的同一天，美聯儲拒絕了懷俄明州托管銀行加入聯邦儲備系統的申請。

據悉，該新政策旨在為有存款保險的國有銀行、沒有存款保險的國有銀行和由貨幣監理署 (OCC) 監管的國家銀行創造一個公平的競爭環境并限制監管套利，允許它們擁有相同的允許的活動范圍。該聲明將在聯邦公報上公布后生效。（Cointelegraph）[2023/1/28 11:33:33]

另一方面，去中心化存儲使用戶的具體存儲內容不因主觀原因而泄露。去中心化存儲通過零知識證明和非對稱加密等技術，將哈希加密的字符串放在區塊的最底層，連接到默克爾根，從而將存儲內容的分片實現加密處理，其他任何節點包括運營商都無法看到存儲的具體內容；而AmazonS3等中心化存儲系統則通過賬號范式，其具體內容服務商都可以看到，從而導致大規模云泄露和云安全事件頻發，用戶的隱私無法得到有效保障。

但是去中心化存儲的劣勢也很明顯。采用非許可型區塊鏈技術實現去中心化存儲模式時，由于出塊的全網廣播和時間戳技術，導致所有參與節點都知道某一節點在某一特定時刻存儲數據，隨著節點之間的交互頻率提升，全節點可以很容易查找交易發生的區塊，從而暴露Hash值背后的身份，并用算法推測請求方或存儲方的存儲余額。再加上分散存儲，每個片段如果都一般為64-512KB，一旦存儲網絡的大多數存儲空間掌握在少數幾個存儲供應商手中，會比文件整本存儲更容易被破解。

3.1.4.存儲費用結構的差異

由于中心化存儲系統和去中心化存儲系統的存儲方式和檢索方式的差異，導致二者在服務費用定價上存在差異。

中心化存儲系統的收費標準是按月度、季度或年度為單位根據存儲數據文件的大小收取存儲費用，并且對存儲費用實施一定的促銷策略。比如AmazonS3收取存儲費用為每月0.03美元/GB；阿里云針對個人和企業采用差異化定價的方式：個人收費為每月10元/GB，企業收費為每月2.5元/GB。

由于大多數去中心化存儲網絡平臺處于項目運營初期，大部分產品處于開發階段或MVP階段，因此以低廉的存儲費用來吸引用戶流量。但是，相比較中心化的相對固定的服務費用，除了存儲費用之外，去中心化存儲還有檢索費用、手續費和交易費。因此，去中心化存儲僅僅適合冷數據存儲，在檢索數據量較少的情況下其費用比中心化存儲低得多。而對于熱數據，因檢索頻繁導致其成本可能高于中心化存儲的費用。對于去中心化存儲，因存儲共享網絡在擴大規模的同時必須伴隨著檢索熱度的增加，而搜索熱度的增加必然伴隨著檢索費用的上升，這在某種程度上是一個難題與挑戰。

3.1.5.可用性的差異

可用性方面，中心化存儲在當前狀態下具有顯著優勢。

一方面，中心化存儲的文件存儲形式采用整本上傳，其數據完整性優于去中心化存儲。一般來說，可用性的度量維度是客戶端直接可用的文件的完整副本數。比如說對于種子節點，因其已上傳完整的內容資源，所以其可用性為1，而對于去中心化存儲分片后將不同的Piece存儲在不同的節點，其共享網絡中的單個節點的可用性通常小于1。

另一方面，中心化存儲由一個或寡頭的服務供應商運營并維護其共享網絡的可持續性，特定共享內容網絡的持續期較長。其HTTPURL的有效性在上傳者不主動刪除的情況下，鏈接將永久有效；而去中心化存儲在存儲內容可用性的可持續性上比較短暫，主要原因是缺乏有效的激勵機制。

3.1.6.存儲文件大小與類型的差異

中心化存儲在存儲文件大小與類型沒有任何限制，不論是視頻、音頻、文檔都可以上傳和存儲，具有顯著優勢。

去中心化存儲不同項目存在不同的適合存儲的文件類型和大小，比如Storj定義小文件是1MB以下的而大文件是4MB以上的。顯然文件越大切片的難度也就越高，有些去中心化存儲網絡只能存儲文本文檔和圖像，有些則可以存儲視頻和音頻，導致市場相對分散。

去中心化存儲可減輕數據故障和中斷的風險，同時提高對象存儲的安全性和私密性。它還使市場力量能夠以比任何一家單一提供商都無法承受的更高價格優化價格更低廉的存儲。盡管有很多方法可以構建這樣的系統，但是任何給定的實現都應該解決一些特定的責任。基于我們在PB級存儲系統方面的經驗，我們引入了一個模塊化框架來考慮這些責任并構建我們的分布式存儲網絡。另外，我們描述了整個框架的初始具體實現。而對于大型文件，在通過哈希加密產生的字符串太多，以至于用戶無法記住其哈希字符串，從而導致去中心化存儲對用戶的接受性減弱。

3.1.7.下載速度評估方式的差異

去中心化存儲和中心化存儲在對下載速度評估上存在顯著差異。

中心化存儲通過中心化的服務器為用戶提供帶寬進行下載，只要繳納會員費或者提升會員等級就可以顯著提升下載速度，比如用戶在使用百度網盤時，在沒有會員的情況下下載速度僅為200KB/s，而在成為會員的情況下下載速度高達2-5MB/s，而且還會有限速措施；去中心化存儲的下載速度取決于其貢獻程度，即該節點當前上傳內容分片的數量，在其他條件不變的情況下，種子節點的數量越多，下載的人數越多，上傳的內容越多，其下載速度越快。同時，對“只下載，不上傳”的搭便車節點以限速的形式進行適當的懲罰。

3.1.8.發展程度的差異

中心化存儲市場占主導，處于成熟期；去中心化存儲仍然處于初創期，技術架構和體系尚未成熟。

從行業周期理論角度出發，行業的發展階段分為初創期、成長期、成熟期和衰退期。存儲市場總收入規模達到了130億美元以上，中心化存儲2019年上半年目前已經形成了寡頭壟斷的競爭格局，以DellTechnology、H3C、IBM、聯想、華為等巨頭為主，并且前10家中心化存儲公司的市場份額達到62.9%。

加密做市商Keyrock宣布完成7200萬美元B輪融資:金色財經報道，加密資產做市商Keyrock宣布完成7200萬美元B輪融資，Ripple領投。風險投資公司Six Fintech Ventures 與 Middlegame Ventures參投，該輪融資于9月中旬結束。?該公司計劃利用這筆資金來加強其做市服務，并擴大期權和場外交易業務。?[2022/11/30 21:13:09]

而Sia、BitTorrent、IPFS等去中心化存儲項目部分仍在開發階段，而且進度較為緩慢，而開發完成的Sia和Storj的存儲空間總量僅為2PB，而實際使用空間僅為全網總存儲空間的40%不到，與中心化存儲的收入相去甚遠。

圖表9：存儲市場份額分布?

數據來源：http://www.cnbp.net/news/detail/22363

3.2.去中心化存儲的挑戰

相比較于中心化存儲，去中心化存儲雖然在隱私保護和安全性上具有一定的優勢，但是在技術、治理、激勵機制等方面仍存在諸多不足，比如對于大型文件的用戶體驗減弱、費用不穩定、激勵機制設計上存在規模與效益的矛盾等。因此，未來去中心化存儲市場需要引入穩定的費用定價、建立恰當的激勵機制等方式來逐步完善，在保持安全性的優勢基礎上，實現規模與性能的兼顧。接下來將簡析現有的去中心化存儲項目，并對其優缺點進行相應評價。

4?去中心化存儲項目簡析

4.1.代表性項目

目前，已經部署的去中心化存儲項目無法從單一的維度進行分類，每個項目都有各自的特點，只能在大致上進行初步劃分。

按功能實現的模式劃分，以BitTorrent、IPFS和Lambda為代表的項目更加偏向于基于內容尋址的文件共享網絡，而以Sia、Storj、MaidSafe為代表的項目則更加偏向于提供電子網盤。

BitTorrent是最早的去中心化存儲項目，但是因其大部分缺乏激勵機制，只有少部分引入了TRON網絡的BTT經濟，所以作為去中心化存儲模式的雛形；IPFS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；Lambda在IPFS的基礎上引入了TBB經濟，通過質押TBB代幣變相地降低了存儲礦工的進入壁壘；Storj和Sia更傾向于提供電子網盤，不要求實際存儲，只要提供足夠的存儲空間就可以挖礦；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。

圖表10：代表性去中心化存儲項目比較

數據來源：HashKeyHub

4.2.BitTorrent——去中心化存儲項目的雛形

項目介紹

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。

工作原理

BitTorrent的工作原理與一般的去中心化存儲協議無差異，如上文2.1節闡述，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。

項目架構

圖表11：BitTorrent自下而上的架構圖

數據來源：HashKeyHub

BitTorrent的架構采用“P2P+中心化”的雙層模式進行布置，其中存儲共享網絡采用P2P的模式，而檢索協議采用中心化檢索模式，其索引文件后綴為”.torrent”。

檢索方面，正如本文2.2.3節所述，BitTorrent檢索中以加密后的鏈接為節點的身份，采用哈希分布表對接追蹤服務器的模式對特定存儲文件或文件集進行有效檢索。其中，Torrent文件包括Announce和info兩個部分組成，Announce為檢索所需的URL，其數據類型為字符串；info是一個字典型的數據，其索引包括Name(內容名稱)、PieceLength(每個切片的字節大小,除了最后一片，其他等分)、Pieces(利用SHA-1哈希加密后的每個Piece，以便于通過hash驗證）、lengthorfiles(內容是單一文件還是文件集)。

存儲方面，通過對特定Torrent文件切片后分散存儲在不同節點上，在此之前必須通過Tit-for-Tat(TFT)的激勵機制來篩選該內容共享網絡中的節點。BitTorrent將該內容共享網絡中的所有節點分為阻塞節點和非阻塞節點，只有非阻塞節點擁有足夠的速度或帶寬下載或上傳該內容，而阻塞節點則無法傳輸內容。通過以下三種情況將被判定為阻塞節點：

貢獻過少或搭便車過多而因此被列入黑名單的節點；

接受節點本身就是種子節點；

存儲空間已經滿負荷的節點。

在TFT算法配合的激勵機制下，一方面根據以上判定方法在該內容的共享網絡中確認阻塞節點，共享網絡中的其他節點為非阻塞節點，再隨機抽樣出2個共享網絡外的節點作為樂觀非阻塞節點。一方面，遏制了該共享網絡內節點搭便車行為；另一方面，有利于共享網絡的擴大。

項目評價

BitTorrent項目作為最早的分布式存儲項目，在激勵機制和共享網絡上的設計上是比較成功的，并通過免費的模式讓其普遍受到用戶的青睞，并且通過P2P網絡實現了下載人數越多速度越快的目標。

但BitTorrent仍存在一定的改進空間。首先，BitTorrent只能將該激勵機制局限在同一內容的共享網絡范圍之內，而對用戶下載后保持內容的可用性方面缺乏有效的激勵手段；其次，因BitTorrent的協議開源導致盜版猖獗，甚至通過該網絡傳播暴力、等不良內容，從而導致部分重視知識版權的國家全面禁止使用BitTorrent；再者，BitTorrent對貢獻帶寬高的節點不公平，在其他條件不變時，節點貢獻的帶寬越高，TFT算法的時延越長，下載速度的邊際增長越低。

數據：元宇宙土地交易量較2021年峰值下降98%:金色財經報道，根據Delphi Digital的數據，截至2022年9月12日，追蹤18個虛擬土地項目的交易量從2021年的高點下跌了約98%，該交易量在2021年11月達到峰值，略高于800萬美元。（Finbold）[2022/9/23 7:16:41]

圖表12：下載速度隨著帶寬的提升而邊際遞減

數據來源：http://bittorrent.org/bittorrentecon.pdf

4.3.IPFS——融資額度最高的項目

項目介紹

IPFS本質上是一個底層的開源文件傳輸協議，旨在對基于HTTPURL檢索協議進行補充甚至替代，其代幣為Filecoin。雖然Filecoin目前尚未正式在交易所上市或者發行，但是Filecoin期貨早在2017年8月上線。Filecoin在上線之初就獲得超過2.5億美元的融資，其融資額遠超其他去中心化存儲項目，目前項目處于開發階段，ProtocolLabs目前對Filecoin激勵機制和經濟模型的仍在處于開發階段。

項目架構

圖表13：自下而上的IPFS架構

數據來源：HashKeyHub

架構最底層為Libp2p，包括路由層和交換層，確保數據能夠在點對點網絡上實現點對點的傳輸。

上一層為Multiformat，用于加密數據并將數據抽象成放在鏈上的格式，它本質上是一個針對未來系統的協議集合，通過增強的自我描述格式（包括自我描述的哈希值、網絡地址、編碼值、序列化值、網絡傳輸流和分組網絡協議來實現互操作性并避免被鎖定。

再上一層是Filecoin協議作為激勵層，該協議包括鏈上存儲市場、鏈下檢索市場和Filecoin區塊鏈三部分。存儲市場方面，礦工通過抵押Filecoin租用或購買存儲空間，接著用戶向其發起定向存儲請求，并生成bid和ask雙向訂單，并進行PoRep和PoSt，最后用戶獲得有效存儲，礦工獲得存儲費用，注意不論是訂單、交易記錄還是Filecoin的價值轉移全部在鏈上完成。檢索市場方面，用戶先發起檢索請求，接著礦工獲得檢索訂單并提供檢索服務，最后用戶通過支付Filecoin獲得服務，注意僅有Filecoin的價值轉移被記錄到鏈下，其他均在鏈下完成。Filecoin區塊鏈方面，分為訂單簿、交易記錄、配置表。其中最底層的配置表通過連接到默克爾根對鏈上信息加密，用于存放雙方的數字簽名，對礦工發起質詢并接受其回復；交易記錄用來實現Filecoin的價值轉移功能；訂單簿用來記錄存儲訂單。

圖表14：自下而上的Filecoin架構

數據來源：《Filecoin白皮書》

IPLD包括命名層、對象層和文件層，用于定義和查找數據，從而實現文件從命名到編程再到檢索的過程。對于命名層，IPFS通過IPNS使在文件名變更的情況下鎖定到其最新狀態，它采用自我認證證明的方式，給每個用戶分配一個可變的命名空間，用戶可以在此路徑下發布一個用自己私鑰簽名的對象，當其他用戶獲取對象時可以檢測簽名與公鑰和節點ID是否匹配；對于對象層，IPFS使用MerkleDAG技術，構建了一個有向無環圖數據結構，用于存儲對象數據，通常由Base58編碼的散列引用，該數據結構具有內容可尋址、防篡改、重復數據刪除的特點；對于文件層，將大于256KB的數據文件分割成多個塊，每塊的數據類型為blob對象，list對象由幾個blob對象組成，而Tree則是一個json格式的從名字到哈希值的映射表，由于Tree比blob小從而便于通過DHT進行檢索。

項目評價

IPFS在治理上采用了PoRep和PoSt的證明有效遏制了女巫攻擊、生成攻擊和外源攻擊等投機行為，并且通過強制購買GPU礦機使PoSt可以在每隔45s可以證明“任意節點是否在該特定時刻已經存儲了某一特定大小的文件”，通過默克爾樹讓每個文件分片保留一個根哈希值，大大減少了數據冗余。但是因項目處于初步公測階段，仍有以下幾點值得探討：

IPFS的市場非常小眾，僅僅是對私存儲，并且由于GPU礦機的挖礦成本較高，家庭戶無法直接參與到存儲挖礦，只能參與檢索過程并賺取服務費，僅僅只是對大型規模的礦池或者合伙存儲供應商具有較大吸引力，從而不利于全網總存儲集中于少數存儲供應商或礦池分散化，容易陷入Filecoin供過于求的困境；

如果數據量較大，用戶必須記住和保留多個根Hash值，從而不利于用戶體驗，如何控制少數家庭用戶的流失率將會成為IPFS發展的挑戰；

與BitTorrent相比，即便IPFS初期存儲免費，檢索費用根據數據熱度決定，不提供永久的存儲，僅僅只是租用存儲空間，高額的存儲費用和檢索費用以及高投入導致用戶門檻巨高；

IPFS網絡沒有特定服務器的P2P節點，效率有待于進一步加強；

無法充分遏制存儲礦工上傳大量垃圾數據作為有效存儲的行為；

PoRep共識機制決定了無法進行全網校驗，付費存儲的方式才可以進行挖礦，如果規模擴大，由于Filecoin的出塊率等于挖礦節點的有效存儲除以全網總存儲量，挖礦難度將會大增，無法賺取收益，容易陷入價格戰。

4.4.Lambda——基于IPFS的延伸

項目介紹

Lambda是一個區塊鏈數據存儲的基礎設施，通過對LambdaChain和LambdaDB的邏輯解耦和分別實現，通過Dapp提供可無限擴展的數據存儲能力，并實現了多鏈數據協同存儲、跨鏈數據管理、數據隱私保護、數據持有性證明、分布式智能計算等服務。

項目架構

Lambda包括LambdaChain、LambdaDB、LambdaAgent、LambdaP2P。Lambda采用鏈庫分離的架構設計的原因有二：

因為區塊鏈系統更新導致分叉，所以將主要數據處理能力放在數據庫上；

通過功能子鏈保證其可擴展性，從而實現隱私保護和數據持有證明。

圖表15：鏈庫分離的Lambda架構

數據來源：《Lambda白皮書》

經濟設計

Lambda項目采用LAMB和TBB雙層代幣的方式分別對存儲挖礦和質押存儲實施激勵和懲罰手段。其中，LAMB是原生代幣，用于區塊獎勵發放，流通、支付交易手續費和生態應用費用結算；TBB則是存儲網絡的存儲空間資產，主要作用是質押和錨定存儲資產權益。

Lambda網絡中主要角色有5個：存儲礦工、驗證節點、存儲資產做市商、合伙人節點、出塊節點。

出塊獎勵有2種：對于存儲挖礦方面，43%的出塊獎勵給礦工及其驗證節點；對于質押挖礦方面，50%的出塊獎勵給礦工及其驗證節點。二者的區塊打包收益則根據該驗證節點收集投票的多少決定打包區塊收益，社區收益占總收益的2%，驗證人可以自定義傭金費率。

當驗證節點對區塊進行雙簽、對近10000個塊中少于500個簽名、質押少于666.66TBB時會受到“扣除質押TBB和提出驗證節點候選人”的懲罰。

項目評價

Lambda通過非中心化的方式，在存儲做市商和數據庫上以中心化的形式部署，大大提高了全網的數據吞吐量，使網絡未來的可擴展性大大增強。它本質上是IPFS項目的延伸與擴展，并且通過引入TBB抵押存儲機制降低了使用門檻，但是仍然不利于家庭用戶參與到存儲挖礦。

但是，Lambda仍有值得商榷的地方。比如Lambda通過NPoS(NominatedProof-of-Stake)和PDP(ProvableDataPossession)的存儲證明機制無法證明存儲礦工惡意存儲大量垃圾數據從而提升其打包概率賺取LAMB的行為，一旦驗證節點候選人被“黑化”，甚至全網總存儲份額無法得到充分稀釋，使51%攻擊的難度較低，大多數挖礦的收益集中于少數人手上，從而導致用戶的存儲需求和質押需求大幅下降，從而導致LAMB逐漸供過于求，導致LAMB兌美元大幅下跌和貶值。

4.5.Storj——基于ETH網絡的分布式存儲協議

項目介紹

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，旨在利用未使用的硬盤和帶寬，讓P2P網絡上任何節點之間都可以進行磋商、數據傳輸、驗證數據完整性和可用性、檢索數據、價值傳遞，存儲節點通過提供存儲空間收取租金，而其對手方承租磁盤空間支付租金。當前，Storj全球總存儲量已經超過了150PB，存儲費用為每月0.015美元/GB，下載1GB所需的帶寬費用為0.05美元。

Storj協議架構

Storj協議包括文件切片處理、Storj網絡、PoR證明機制、支付協議、廣播協議。對于同一內容的共享網絡，節點分為存儲節點、衛星節點和上連節點。

存儲節點方面，通過出租磁盤和提供帶寬而賺取Storj代幣，如果沒有通過隨機審查，則該節點會從存儲節點池中剔除，它們不為存儲數據的初始傳輸付費，不為節點發現支付任何費用，有效遏制了存儲節點為了更多存儲空間而刪除原有存儲數據的行為。存儲節點將允許管理員在最近30天內配置最大的磁盤空間和每個衛星的帶寬使用量，在跟蹤以上2個指標后拒絕沒有有效簽名的操作。

文件切片和加密方面，對于特定文件集Bucket，每個文件可以根據特定路徑進行檢索。對每個文件，首先將其切分成多個Segments，若某個Segment小于其元數據的大小，則節省了存儲空間，該Segment被稱為內聯Segment。在通過AES256-CTR算法加密后，將加密后的哈希字符串拆分成多個Stripe，每個Stripe執行糾刪碼編碼，將相同索引的糾刪碼片段拼接組成一個Piece。最后，將每個Piece分發給共享網絡中不同的節點，并通過指針實現對不同文件片段的檢索。

Storj網絡方面，為了使承租節點和存儲節點進行磋商和交互，Storj將合約和磋商系統建立在Kademlia分布式哈希表上，以實現傳遞所需的確認信息最小化。通過增強核心Kademlia功能，傳遞Ping、STORE、FIND_NODE、FIND_VALUE四種信息，促進不同節點的交流。首先，如果某個節點要加入某個文件的共享網絡，必須先創建一個公鑰私鑰對，Kademlia節點的ID必須與通過SHA-256加密后的公鑰哈希字符串一致，因此每個節點的ID也是一個有效的比特幣地址，在發送信息前必須通過數字簽名對信息進行驗證。

共識機制方面，Storj通過“質疑-回復”的形式來實現PoR，確保遠程主機確實存儲了特定文件分片，并驗證文件的完整性和可用性。Storj采用默克爾根和默克爾樹的深度兩個指標，通過驗證其葉子集合的元素個數是否與默克爾樹的深度相等，并且提供的哈希值會重新創建存儲的根。通過執行簡單的Tit-for-Tat模式，如果存儲節點未通過審核或無法證明自己仍然有數據，那么承租節點就不必付款；如果租戶下線或未能按時付款，則存儲節點可以刪除數據，并從其他人那里尋找新合同。

圖表16：Storj文件存儲工作原理

數據來源：《Storj白皮書》

圖表17：Stroj節點分類

數據來源：HashKeyHub

項目評價

Storj在技術上通過Bridge客戶端實現了對AmazonS3等其他存儲格式的兼容，并且通過以美元計價的標準避免了存儲費用的大幅波動，其存儲費用遠遠低于中心化存儲平臺，并且通過Kademlia算法優化了檢索模式，大大減少了數據的冗余和資源浪費。

但是有些地方仍值得商榷。首先，由于Storjcoin的波動率較高，從而導致存儲節點獲得的出塊獎勵大幅波動，從而無法在長期上保證更多的用戶提供更多的存儲空間。其次，由于缺乏有效措施延長文件可用性維持的時間，這將不利于共享網絡的擴大。再者，隨著Filecoin加入市場，Storj不具備顯著的競爭優勢和資金優勢。更重要的是，Storj本質上只是完成存儲資源的對接，缺乏有效的內容尋址方法，不利于文件共享，只是適用于大規模數據的存儲。

4.6.Sia——BTC在去中心化存儲的變體應用

項目介紹

Sia是一個分布式云存儲協議，由Nebulous公司負責開發與運營，傾向于在P2P和2B端與現有存儲解決方案進行競爭。Sia支持存儲網絡的對等節點之間形成合約，為下載特定存儲內容定價，旨在讓承租節點以更便宜、更快捷的方式租賃到合適的存儲空間，通過Siacoin經濟設計促進承租節點和出租節點雙方達成一致。目前，Sia的存儲空間總容量僅為2PB，已存儲的空間僅為206TB，而存儲節點為333個，累計下載總量僅為1.2MB。

項目架構

交易結構方面，Sia交易包括協議版本號、ArbitraryData、礦工獎勵、Inputs、Outputs、文件合約、存儲證明、數字簽名。Sia通過在所有交易中使用M-N多重簽名方案，完全避開了腳本系統，減少了復雜性和攻擊可能性。每個區塊頭的輸入必須來自上一個區塊頭的輸出，因此該區塊的輸入必須是上一個區塊頭的輸出的哈希值，輸出包含其Merkle根；Siacoin的支出條件是“時間鎖定已經超且足夠的指定公鑰添加了它們的簽名”，簽名的數量、公鑰組和時間鎖定寫入Merkle樹的葉子節點，而該樹的默克爾根作為Siacoin發送的地址，交易雙方可以自主選擇披露公鑰的數量和簽名的數量。

文件合約方面，文件合約是存儲節點和其客戶之間的存儲協議，文件被分片成多個散列在哈希加密后，生成其默克爾根，根散列以及文件的總大小可用于驗證存儲證據。合約進一步規定持續時間、挑戰頻率和支付參數。其中挑戰頻率規定提交存儲證明的次數，在挑戰期間提交一份有效證明將觸發轉賬交易；若沒有在持續期內提供有效證明，合約將會發送到“錯過證明”地址。支付參數中“可以錯過的最大證明數量”為1個閾值，如果錯過證明數量超過該閾值，合同無效。

存儲證明方面，存儲證明僅需要合約的身份和證明數據。首先，通過原文件分片存儲在默克爾樹的葉子節點，生成的哈希根將與之前預先生成的根哈希進行對比，若二者相同，則可證明這些分片確實來源于原文件。Sia通過讓客戶端指定很高的挑戰頻率，并對丟失的證據進行大量處罰，從而阻止低于全網總算力50%以下的任何攻擊，并遏制私自挖礦的行為。另一方面，由于用戶節點有權拒絕任何交易，所以當惡意礦工人為以“是否將存儲證明上鏈”為名來勒索高額交易費時，用戶可以直接終止交易。

項目評價

Sia協議本質上是BTC在去中心化存儲的一個變體應用，但是其機制設計有些地方仍值得商榷。在Siacoin經濟方面，Siacoin的發行數量是遞增的，但是其增長率是遞減的，從而導致隨著Siacoin數量的增加而帶來較大幅度的貶值，從而導致其存儲費用波動較大。對于挖礦體系來說，隨著Siacoin的貶值與濫發，導致算力較強的礦工會產生不成比例的優勢，最終挖礦人數將會大幅下降，不利于調動礦工參與的積極性。因此，Sia不論是從存儲規模上還是交易效率上都遠遠低于Storj，更不用說和BitTorrent相比。

5??去中心化存儲未來展望

5.1.去中心化存儲的發展陷入瓶頸或停滯

從嚴格意義上，去中心化存儲并非真正意義上的去中心化，而是非中心化，比如Filecoin在存儲方面是去中心化的，而在檢索方面是中心化的。盡管中心化存儲在隱私保護、收費標準、數據安全性方面存在諸多不足，但是去中心化存儲由于法律因素以及經濟設計等諸多問題，從而導致大多數去中心化存儲平臺的客戶仍然十分小眾，提供的存儲空間遠遠小于中心化存儲網絡，難以滿足數據大規模存儲和檢索的要求，與1.3節中提到的去中心化存儲的價值主張發生嚴重背離。以下兩點主要原因導致去中心化存儲網絡難以做大：

存儲成本不穩定，費用結構不合理

一方面，去中心化存儲網絡的存儲成本存在較大波動性。比如Sia、MaidSafe和Lambda等項目因其代幣波動較大，而且代幣發行機制設計不合理，容易導致代幣超發，從而導致其代幣價格長期呈下跌趨勢，進而導致存儲費用和檢索費用不穩定，從而導致用戶流失率較高。另一方面，數據檢索不是免費的，從而使費用結構不合理。盡管去中心化存儲網絡的存儲費用遠遠低于中心化存儲，比如Storj的存儲費用僅為每月0.015美元/GB，遠遠低于Amazon的每月2.5美元/GB，但是如果考慮檢索費用或者對數據檢索和調用頻率的話，那么去中心化存儲費用很可能高于中心化存儲的成本。

利益多方沖突導致項目方的短期行為嚴重

為了克服傳統非許可型區塊鏈等可擴展性不足的缺陷，相當一部分去中心化存儲項目采用非中心化的方式，比如Lambda在存儲資產做市商的中介化與鏈下的LambdaDB和Filecoin檢索協議的鏈下處理。但是，項目方和用戶的利益在諸多情況下存在不一致，從而導致項目方的短期行為。存儲網絡規模的擴大和交易公平性往往是存在矛盾的，例如Filecoin的項目方為了短期擴大全網存儲規模而基于有效存儲占全網總存儲的比例設計挖礦成功的概率，導致用戶存儲和挖礦的動力減弱，具有高存儲空間的節點可以獲得比線性增量更高的回報和收益，而項目方本身可能就會扮演具有高存儲空間的角色，使去中心化存儲項目的價值觀出現扭曲。

代幣發行通脹率設計陷入兩難

去中心化存儲網絡的商業目標是吸引更多的用戶提供更多的存儲空間，并且將存儲空間的利用率最大化，而實現此目標的前提是保證代幣的高流動性并且不讓其幣值穩定，但是這往往是矛盾的。如果代幣發行的通脹率偏低，在未來一定時期內代幣的發行量是遞減的，很容易造成代幣走向升值趨勢，存儲網絡參與者傾向于囤積代幣以實現資產增值，從而不利于維持存儲市場的高流動性，全網存儲總量將會受到抑制；如果代幣發行的通脹率偏高，在未來一定時期內代幣的發行量是遞增的，很容易造成代幣兌法幣長期呈貶值趨勢，那么礦工的鑄幣交易產生的收益會大幅縮水，從而導致礦工買入磁盤的投入高于因提供存儲空間產生的收益，若買入GPU礦機挖礦則更會入不敷出，從而導致進入項目壁壘較高。目前，MaidSafe、Storj、Sia和Lambda等項目陷入了第二種困境。

如何快速稀釋全網總存儲的集中度

去中心化存儲項目在初期，全網總存儲將不可避免地集中在少數存儲供應商手中，它們大多數以合伙人的身份參與到其中。全網總存儲的大規模集中容易發生51%攻擊，不論攻擊方是單個存儲供應商還是礦池，甚至是“多方合謀”。導致大多數家庭用戶掌握的存儲份額越來越低，導致存儲區塊鏈從“非許可型”變質成“許可型”，從而導致其代幣的需求下降并陷入長期貶值趨勢，全網的流動性大幅減弱，甚至大型存儲供應商的流失。

5.2.去中心化存儲發展建議

針對5.1節的去中心化存儲的發展瓶頸，我們對未來去中心化存儲項目的布置提供以下參考建議：

??引入穩定幣的機制使費用趨于穩定；

??檢索應當免費；

??使用Hash加密時讓區塊頭上的根哈希值與上一個區塊頭的根哈希值高度相關，讓特定存儲內容的共享網絡的其他節點有更強的動力去驗證其存儲文件的完整性和可用性；

??設計合理的共識機制，讓出塊概率與提高有效存儲總量呈線性正相關；

??降低提供存儲的進入壁壘，讓家庭用戶可以以存儲礦工的身份參與到存儲網絡當中，不要讓過多的全網總存儲集中在少數存儲供應商的手上，建議以存儲空間的絕對值為度量實施有效獎勵，而非比例。

參考文獻

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海沫,朱建明.區塊鏈網絡最優傳播路徑和激勵相結合的傳播機制.計算機研究與發展.2019,56(6):1205-1218

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BramCohen.IncentivesBuildRobustnessinBitTorrent.bram@bitconjurer.org.2003

《Lambda技術白皮書》:https://dwz.cn/yktCaGCp

《Lambda經濟白皮書》:https://dwz.cn/ftm1Wl6d

《StorjV3白皮書》:https://storj.io/storj.pdf

《Sia白皮書》:https://sia.tech/sia.pdf

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