一文讀懂Web 3.0 全棧去中心化進程

2021-09-20 15:09:31

從比特幣到代幣發行、DeFi，以及非常火熱的 GameFi，人們一直在探索如何將貨幣屬性結合到應用的各個環節中。但應用不僅涉及到價值流轉，還涉及到數據存儲、數據計算。考慮到效率和成本，目前適合在鏈上處理的數據以及邏輯極其有限，這就使得很多應用只能實現部分去中心化，從而導致依然存在審查風險、數據風險，近段時間的兩個案例就非常典型：

7 月， Uniswap Labs 迫於監管壓力，宣布將審查官網前端（app.uniswap.org ），並主動下架存在監管風險的代幣。

音樂家 3LAU 在 Gemini 交易所支持運行的 NFT 交易平臺 NiftyGateway 上以 1100 萬美元的價格出售了一張 NFT 專輯，然而，這個 NFT 現在已經丟了。

顯然，app.uniswap.org 的前端頁面不是去中心化的，NiftyGateway 也沒有採用去中心化方式存儲 NFT 文件。

1.應用的基礎設施

我們在使用應用時，背後發生了什么？

首先用戶在瀏覽器輸入域名，瀏覽器會請求域名解析（DNS 查詢），定位到服務器並執行指令後，返回結果到瀏覽器頁面。當前互聯網應用所使用的域名系統、服務器都是中心化的。

域名系統將可讀的網址與 IP 對應起來。谷歌的 IP 地址 142.250.217.68 很難記住，但 Google.com 卻很容易。互聯網的域名系統由中心化機構管理，會導致審查和拒絕訪問等問題，還容易受到網絡攻擊。

內容和社交平臺需要使用存儲服務器，如果平臺停止維護服務器，或者服務器數據泄漏，都會影響用戶利益。

在遊戲和娛樂媒體等行業，強大的計算力尤為重要，一個特效畫面可能需要使用數千臺機器。和中心化存儲方案一樣，存在停止服務，或者服務器本身出現問題的風險。

Web 3.0 應用的去中心化基礎設施正是從這三個方面展开。

2.去中心化域名

去中心化域名系統使用區塊鏈技術以完全去中心化的方式構建一個類似 DNS 的全球系統，使得沒有一個主體能夠審查一個網站或強行剝奪一個域名的所有權。DNS 的域名對應的是服務器 IP 地址，去中心化域名則對應以太坊或 IPFS 服務器哈希地址。

目前已經有一些去中心化域名服務項目

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去中心化域名進展：

瀏覽器集成。主流瀏覽器（如 Chrome、Firefox）還沒有集成去中心化域名，需要另外安裝擴展程序或自定義 DNS 設置才能訪問去中心化域名。隱私瀏覽器 Brave、Opera 已集成 Unstoppable Domains，無需設置，可直接訪問。

瀏覽器支持。Brave、Opera、Status、MetaMask 手機版，以及支持 MetaMask 擴展的任何瀏覽器均支持 ENS + IPFS 網站。（需要在瀏覽器中設置。）

規模。

ENS 已經注冊域名 34.3 萬，持有者 12.1 萬（官網，9/18）。
截至 8 月已注冊的 Namebase 域名 180 萬，使用中的 Handshake 域名 11 萬。

域名解析支持。雲加速服務商 CloudFlare 宣布支持區塊鏈域名提供商 Unstoppable Domains 的分布式網絡解析器服務，用戶可通過 CloudFlare 訪問「.crypto」域名。

其他進展。ENS 完成全面 DNS 命名空間整合，人們可以使用任何 DNS 後綴（如 .com、.org）接收加密貨幣付款和其他服務。

3.去中心化存儲

用戶在訪問一個域名時，首先看到的就是前端頁面。前端一般被托管在存儲類服務器或者專門的前端服務器上，因此前端去中心化本質就是存儲去中心化。譬如，我們打开網站看到「404 not found」，這是告訴我們這個頁面已經不存在了，被服務器刪除了。此外，文字、圖片、視頻等內容也被放在存儲類服務器上。

去中心化存儲要實現沒有任何一個主體能夠修改、刪除存儲的內容，同時要防止數據丟失。需要注意的是，很多應用說他們將內容托管在 IPFS 上，這並不代表他們採用了去中心化存儲。譬如 app.uniswap.org 的前端頁面就托管在 IPFS 上，但還是能控制前端頁面的顯示。這是因為 IPFS 只是一個文件尋址協議，文件仍然存儲在可被控制的服務器上。Filecoin 是 IPFS 的激勵層，它的存儲節點是去中心化的，因此 Filecoin 才是真正的去中心化存儲網絡。

今年以來，隨着 NFT 呈爆炸式增長，對去中心化存儲的需求也大幅增長。主流去中心化存儲網絡當前規模：

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去中心化存儲進展：

今年 5 月，IPFS 官方協議實驗室正式推出了 NFT.Storage 項目，用戶可以免費的將 NFT 內容或元數據儲存在 IPFS 和 Filecoin 中。

Arweave 推出了一種名為「PST」、帶有利潤分享功能的新型代幣系統。开發者可以利用 SmartWeave 在其應用中添加一種機制，向其平臺上交易的用戶收取少量費用，並把這些費用分配給 PST 持幣者。

Storj 的去中心化雲存儲平臺 Tardigrade 已進入商用階段，用戶在使用开源軟件的時候可以將數據存儲於 Tardigrade 網絡，以體驗到更加便宜和更加安全的數據存儲服務，开源項目能夠與 Storj 分享用戶使用存儲服務時所支付的費用，通過這種方式實現和开源項目的共贏。

2020 年 2 月 Sia 發布去中心化內容分發及共享平臺 Skynet，每個上傳到 Skynet 的文件都會返回一個獨特的內容標識符，稱為 Skylink，和 IPFS 的 CID 相似。Skynet 提供了面向 Web 2.0 开發者的主流編程語言 SDK，是客戶端網絡應用和靜態生成器部署的完美選擇。

Filebase 或 Pinata 這樣的中心化公司將去中心化的存儲協議打包成更多可用的服務，供個人或开發者直接使用。

4.去中心化計算

用戶在前端的動作會轉化請求發送到服務器，邏輯計算類的請求被發送到計算服務器，處理結果返回到前端進行展示。以太坊的定位是世界計算機，它所提供的就是去中心化計算。衆所周知當智能合約邏輯復雜時，就會消耗更多 gas 費，一些 Layer2 方案採用將計算放到二層網絡，計算結果返回鏈上的方式來提高以太坊處理能力。此外有一些專門提供去中心化雲計算的平臺。

Akash

通過 Akash 的平臺，开發者可以輕松安全地訪問雲計算，目前成本比 AWS、谷歌雲和微軟 Azure 等集中式雲提供商低 2-3 倍。

Dfinity

DFINITY 的整體架構和以太坊有很大的不同。DFINITY 是一個異步消息系統，可以顯著提高計算能力。DFINITY 對數據中心和運行節點有專業要求，這有效保證了整個系統的算力和穩定性。DFINITY 生態中的明星項目更偏向於社交等傳統互聯網應用，並不是以 DeFi 和 NFT 為主。

5.Web 3 基礎設施全套解決方案

去中心化應用需要用到多個去中心化基礎設施，互相之間存在難以協調的問題。

Web 3 Unstopable 聯盟

最近 Handshake、Skynet 和 Akash 共同組成了一個全棧去中心化基礎設施聯盟，提供了全套去中心化應用开發教程和工具。

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Handshake 提供域名服務。

前端部署到 Skynet：Skynet 通過其底層的 Sia 網絡提供去中心化的存儲

後端部署到 Akash：Akash 提供去中心化的計算，非常適合托管任何可以在容器中運行的應用程序，包括 Ruby on Rails、NodeJS、全功能數據庫（如 MySQL 和 Postgres）、GraphQL APIs，以及任何你可以在 Docker Hub 上找到的東西。

Postgresql 是一個後端冗余的數據庫，Filebase 通過提供 S3 兼容 API，讓讓應用可以輕松使用去中心化存儲服務。Postgres 和 Filebase 均可以將數據庫備份到 Skynet。

Stratos：去中心化數據基礎設施

Stratos 是一個可靠的第 0 層基礎架構項目，可以為區塊鏈行業提供去中心化存儲、去中心化數據庫和去中心化計算三位一體的服務。Stratos 的架構包含了區塊鏈、去中心化存儲、去中心化數據庫和去中心化計算。Stratos 於 6 月 9 日在 Polkastarter 進行 IDO，5 月完成 183 萬美元種子輪和战略輪融資。

Stratos 擁有全局和分散的索引服務，並提供更合適的分片和復制以確保用戶數據永遠不會丟失。Stratos 存儲網絡不僅是存儲，而且是加速網絡，也可稱其為“去中心化 CDN”，能提供更高效的數據存儲和查詢功能。

結合 Stratos 自有的區塊鏈，开發者可以根據自己的需求去靈活的使用不同的服務組合來構建自己的應用。第三季度 Stratos 計劃發布一些 demo 應用程序，並在存儲基礎設施上开放測試。