Waterdrip Capital：分布式存儲賦能下的DApp，我們距離信息互聯還有多遠？

原文作者：Artist、 Hins、Freya、Chance、Chad

導師指導：Jademont、Elaine、[email protected] Capital

摘要

本份研報旨在讓讀者深入了解Web3分布式存儲的發展歷史以及現狀，並讓讀者了解分布式存儲的技術原理以及基礎設置，並結合具體的 DApp 介紹，分布式存儲下對 DApp 構建的優勢與作用，最後引出分布式存儲對信息互聯網絡的重要作用。希望能讓對分布式存儲領域感興趣的讀者了解分布式存儲領域的發展脈絡，並吸引更多投資者和开發者將目光投向該領域，為該領域的蓬勃發展增添源源不斷的新鮮血液！

一、大存儲時代是否已經來到？

1.1 數據爆炸的時代

現代社會正處於史無前例的信息大爆炸時代，也是數據作為主要生產要素的數字時代。數據量呈指數級地增長的同時，也對現有的數據存儲體系提出了更高的要求，數據存儲、數據管理、數據檢索等一系列的需求紛至沓來。

Web3建立去中心化分布存儲，真正做到個人數據歸屬個人，誰產生誰擁有，而非傳統的誰存儲誰擁有。這種數據所有權的改變本質上是基於新的數據存儲方式——分布式存儲，它將數據分散存儲在多個計算機節點上，而非集中存儲在單個計算機上。通過這種方式可以提高存儲系統的可靠性、可擴展性和性能。

1.2 傳統的解決方案

傳統的中心化雲存儲是一種將存儲資源放到雲上供用戶存取的存儲解決方案。以互聯網雲存儲作為服務的商業模式歷史悠久，賽道龍頭亞馬遜網絡服務公司於 2006 年就推出了 Amazon Web Services (AWS) ，將自己的服務器和存儲空間租借給用戶，降低了开發者創建並管理服務器基礎設施的开銷。至 2022 年為止，整個互聯網雲服務市場已經變得非常龐大，市場規模超過了 2000 億美金。國外的亞馬遜、微軟、谷歌，以及國內的阿裏巴巴等公司代表了中心化雲存儲的頭部企業，在這些巨頭的合圍下整個市場表現得異常集中： 2022 年佔比約為亞馬遜 34% ，微軟 21% ，谷歌 11% ，阿裏雲 5% 。

由於中心化存儲將數據集中化導致相關數據量更大，更易受到批量化的攻擊和泄露，進而導致中心化存儲數據的安全性、隱私性和可持續性風險加劇，行業逐漸陷入瓶頸。另一方面，在當前的中心化存儲模式下，用戶將敏感數據上傳，不但使用戶失去了對自己數據的掌控權，還將數據泄漏的風險轉移到雲存儲運營商側。如果這些隱私信息發生數據丟失、損壞、泄露或被盜用，可能導致個人、企業乃至社會的重大損失，並使雲存儲運營商名譽掃地。

這些痛點讓廣大用戶認識到，中心化存儲本身僅僅是一種商業模式！中心化的雲存儲運營商可能因各種自身各種問題停止服務，而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於將數據存儲在規模更大、更有信用的服務商處，使頭部公司的數據集中化程度越來越高，這造就了前文所述的巨頭模式，也帶來了數據一旦丟失就將存在大面積丟失的情況。

1.3 去中心化存儲 VS 中心化存儲

由於傳統儲存方案的巨大風險，去中心化存儲的解決方案應運而生，也被認為是未來存儲領域更廣泛、更有效的一種存儲方式，它既能提高存儲數據的安全性，又能降低存儲成本，這樣看來去中心化存儲的市場是巨大的，去中心化存儲是最早出現並且最受關注的區塊鏈基礎設施之一。

中心化存儲數據全部在應用平臺服務器上，目前面臨着如用戶數據安全、所有權、隱私保護和可持續性等諸多問題。而去中心化存儲的優勢正在於數據可跨多位置復制並在多處被訪問，減少了黑客通過單一節點攻擊的安全性問題，能夠有效進行數據確權和隱私保護，並使用戶可以完全控制自己的數據。這樣的安全性和隱私性是中心化網絡所不具備的。

1.4 分布式存儲的發展歷程

作為 Filecoin 網絡底層技術的 IPFS 是最早的去中心化存儲方案,上线時間可以追溯到 2014 年，IPFS 的愿景是取代 HTTP，使上網、下載更快以及安全性更高。

而從規模上來看，去中心化存儲的發展趨勢也非常喜人：根據 Filecoin 基金會發布的 2022 年度報告，Filecoin 總存儲容量接近 19 EiB，佔全球總存儲容量的 1% 。超過 300 PiB 數據通過社交層 Filecoin Plus 存儲在網絡上。已有近 4000 個存儲供應商為 Filecoin 網絡貢獻數據容量。Filecoin 為加州大學伯克利分校 UnDergrounD Physics Group、Starling Lab 等個人、組織、政府機構提供存儲服務，與 LockheeD Martin 公司合作計劃在太空部署 IPFS。

根據 Web3 InDex 數據統計，Arweave 過去 90 天存儲費用為 18.5 萬美元，而 Storj 為 3.7 萬美元。不難看出，無論是存儲規模還是性能方面，去中心化存儲仍然處於初創期。

第二章 去中心化存儲介紹及基礎技術

2.1 去中心化存儲與“萬物互聯”的 DApp

隨着Web3相關技術的發展，人們逐漸發現，數據所有權的問題愈來愈重要。

如今，對於一個用戶而言，自己的數據往往被分散存儲在了不同的應用中，由不同的紅心話存儲服務商所把持。一個 OG 可能在 Twitter，Youtube，知乎，微博都有自己的社交账號，同樣的一條 Thread 的數據，在不同的社交平臺卻被不同的公司所控制，他們可以隨意刪除和修改自己的信息——用戶數據的所有權似乎並不歸用戶所有。有沒有辦法能夠讓用戶真正擁有數據所有權？

去中心化存儲提供了這樣的可能。在去中心化存儲基礎設施中，用戶的數據不再由單一的服務提供商所擁有，而是分散後被網絡中不同的節點所保存。在使用時，用戶可以從不同的節點拿到“碎片”，並復原自己的數據。

利用去中心化存儲基礎設施，應用可以做到：不再把持或儲存用戶的數據，而是對用戶發布在去中心化存儲設施中的數據進行“索引”，並提供相應的服務。例如，Twitter 可以幫助用戶發布自己的想法，並提供點贊和轉發之類的服務功能，但數據仍然歸用戶所控制。這樣的做法也並不和監管相對抗：當一條數據產生了惡劣的影響或者違背法律時，應用只需要不對該數據進行索引和展示即可，但數據本身仍然可以完整地保存在去中心化的系統中。

可以想像，利用上面的思路，一個用戶可以讓自己的數據在不同應用中流通，打破“數據的孤島“。一言以蔽之，打造一個”萬物互聯“的 DApp 世界。

2.2 為什么需要去中心化存儲

去中心化存儲的發展，可以歸因於兩個動機：

2.2.1 數據所有權、安全性的需要

在存儲領域，數據安全有三個重要的定義（CIA）：

• 機密性（Confidentiality）。即用戶的數據隱私不被泄漏。

• 完整性（Integrity）。即用戶的數據不會被輕易的增刪，用戶可以拿到自己存儲的完整數據。

• 可用性（Availability）。即用戶可以隨時拿到自己的數據，不會因為系統宕機或者被用戶被禁止訪問等原因，造成數據不可用的問題。

隨着時間的推移，人們越來越意識到數據安全和數據所有權的重要性。在當前的中心化存儲模式下，用戶將個人數據上傳到中心化存儲服務中，很難避免隱私數據泄漏的問題。同時，雲存儲服務提供商可能會因為政治或者相關利益問題對用戶的數據進行增刪和修改。這樣，用戶數據的完整性往往和服務提供商的信用進行了綁定。而服務提供商的存儲系統，面對越來越大的需求和性能壓力，也可能出現宕機等問題，進而使得用戶數據的可用性受到損害。

Bitcoin 第一次讓人們去中心化系統的強大，在 Bitcoin 發行至今，整個網絡幾乎沒有出現過宕機的情況。去中心化存儲系統本身就有着更好的機密性和抗審查能力。人們开始暢想，去中心化存儲是否能在數據所有權和安全性上提供更好的保障。

2.2.2 智能合約、DApp 的需要

自從 Ethereum 引入智能合約和 EVM 以來，區塊鏈變成了去中心化的、可編程的分布式账本。智能合約的發明推動了 NFT、Defi 等場景和應用的萌芽。

作為圖靈完備的編程語言，智能合約可以讓不同的區塊鏈節點執行相同功能的代碼，並讓他們對代碼執行的結果產生共識。但是智能合約無法儲存大量的數據。這是 Ethereum 等區塊鏈本身的設計決定的。

Ethereum 數據存儲設計圖

在 Ethereum 中，各個账戶的余額、Nonce 值等信息並不會直接存儲在區塊裏，而是由各個節點計算整個世界狀態樹（包含各個账戶的信息），並將狀態樹根的哈希值存儲在區塊中。而各個账戶的信息，以及各個智能合約（智能合約是一種特殊的账戶）存儲的信息，就保存在狀態樹中。在 Ethereum 客戶端的設計中，這些數據實際上是由各個節點保存在鏈下的 LevelDB 或者 RocksDB 中，由狀態樹根進行共識。因此，直接向區塊鏈上的智能合約中存儲數據是較為昂貴的。

實際應用中，我們需要安全可靠地保存一些關鍵數據。例如，在 NFT 應用中，我們可以在鏈上記錄每個 NFT 的 ID 及其擁有者的對應關系，但是對於 NFT 本身的關鍵數據（metaData），卻不能在鏈上進行持久化的存儲，否則會帶來大量的 Gas 开銷。我們需要額外的方式對這些數據進行存儲。

2.3 去中心化存儲的基礎技術

去中心化存儲基礎設施運用了多項密碼學、分布式系統的關鍵技術來使得整個系統具有較高的可用性，同時保障存儲的數據具有較高的機密性和完整性。

從整體上看，去中心化存儲基礎設施的核心思路是，將用戶的一份文件，分成多個碎片，並對每個碎片進行多次重復，然後將結果分別存儲在不同的節點或分區中。當用戶需要獲取原來的數據時，可以以一定的邏輯向全網的各個節點發起請求，恢復自己原來的數據。這其中可能用到的技術包括：

• 分布式哈希表（Distributed Hash Table，DHT）：DHT 是一種分布式的鍵值存儲系統，它可以在不同的節點之間高效地存儲和檢索數據。通過使用 DHT，去中心化存儲可以在網絡中找到數據的位置，實現快速訪問。

• 數據分片（SharDing）：為了提高存儲效率和數據安全性，去中心化存儲系統通常將數據分成多個碎片，並將這些碎片分布在不同的節點上。這可以降低單個節點的存儲壓力，提高數據的冗余性和可靠性。

• 數據加密：為了保護用戶數據的隱私和安全，去中心化存儲系統通常使用加密技術對數據進行加密。這樣，即使數據在傳輸過程中被截獲，攻擊者也無法獲取到原始的數據內容。

• 糾錯碼：它通過添加冗余信息來提高數據的容錯能力。在去中心化存儲中，糾刪碼可以幫助在數據丟失或損壞的情況下恢復數據，提高系統的可靠性。

此外，為了保證網絡中數據的可用性，一般還需要對各個節點進行共識。而為了保證網絡的去中心化，需要更多的節點參與數據的存儲和共識，這又涉及以下的一些關鍵技術：

• 共識算法：去中心化存儲通常使用區塊鏈技術來實現自治和透明化。共識算法是區塊鏈系統中的核心技術，它可以確保網絡中的所有節點就數據的狀態達成一致。

• 激勵和懲罰機制：為了吸引更多的參與者加入去中心化存儲網絡，激勵機制是至關重要的。通過設置合適的獎勵和懲罰措施，激勵機制可以鼓勵參與者為網絡提供更多的存儲資源和帶寬。例如，為了激勵礦工進行穩定服務，Filecoin 網絡要求礦工投入一部分區塊獎勵作為抵押品。如果礦工提前終止合約或下线，礦工將受到懲罰，抵押品將被燒毀，這個過程被稱為 “懲罰”。而誠實的礦工則會因為工作而受到較裏。這樣一來，整個系統不僅可以激勵礦工在第一時間存儲數據，而且能激勵礦工持久且正確地存儲數據，並維護他們對用戶和網絡的承諾。

• 網絡路由和數據傳輸：為了實現高效的數據存儲和檢索，去中心化存儲系統需要一個優化的網絡路由和數據傳輸機制。這可以降低網絡延遲，提高數據訪問速度。

第三章 去中心化存儲基礎設施

3.1 去中心化存儲“三巨頭”

去中心化存儲本質上服務於Web3生態的應用層，因此在解決方案上更加傾向於滿足終端用戶的需求，也就是用更高效、更低成本的方式執行數據存儲、計算與調用的需求。Arweave、Filecoin 和 Storj 已經形成了獨立的三個頭部去中心化存儲網絡。

3.1.1 Filecoin

作為一種去中心化存儲系統，Filecoin 旨在為人類最重要的信息提供安全和可靠的存儲。它採用了一種創新的激勵機制，使網絡參與者能夠提供存儲空間並獲得相應的獎勵。Filecoin 可以與各種 DApp 开發平臺結合使用，為开發者提供高度可靠的存儲解決方案，確保數據的安全性和可訪問性。

Filecoin 和 IPFS 是兩個獨立的互補協議，均由 Protocol Labs 創建。 IPFS 允許對等點相互存儲、請求和傳輸可驗證的數據。Filecoin 旨在提供一個持久數據存儲系統。它遵循時空證明和復制證明來保證礦工正確存儲了他們承諾存儲的數據。

Filecoin 上的去中心化存儲已證明比 Web2 存儲解決方案便宜 95% 以上。 Filecoin 的大型 Web3 用例之一是 NFT 數據的存儲，超過 9000 萬個 NFT 存儲在 Filecoin 上，這主要是由於 Filecoin 與 IPFS 的交互，IPFS 通常是 NFT 數據存儲的首選。

優點 ：

去中心化—Filecoin 不是將信息存儲在一個地方的集中式網絡，而是創建一個分散式網絡，其中數據在多個位置復制並可從任何地方訪問。

極低成本—Filecoin 正試圖通過臨時存儲的極低成本替代方案來擾亂當前的存儲市場。

可擴展性—將全球數百萬臺計算機聚集在一起，創建一個巨大的存儲網絡，並激勵它們存儲數據。

缺點：

付費方式—不支持一次性付費存儲數據，而是僅支持基於月租合同的系統存儲數據。 Filecoin 想租用世界各地服務器上多余的數據存儲。 這些服務器的所有者可以將空間出租給你我，以便按月保存我們的數據。類似於 Airbnb 如何成為（有時）入住酒店的更便宜的選擇，Filecoin 的目標是成為比雲存儲行業的大玩家更便宜的選擇。 主要是 Filecoin 的經濟模型：基於合約的存儲可以更簡單地認為是按需付費的模型。 用戶支付一個節點網絡來永久存儲數據，並且它還可以不信任地保證有人在那裏實際存儲他們所說的數據，並在商定的時間內存儲。

事實上，每個企業都有自己的替代用例，在那種情況下如果他們需要永久存儲，並且只需要支付一次費用就可以永久存儲數據，而不是像 filecoin 那樣按月支付合同費用和固定時間來存儲數據，那么 Arweave 就會派上用場。

3.1.2 Arweave

Arweave 是一個基於區塊鏈的去中心化存儲平臺，採用創新的可持續和永久的捐贈機制來支持數據存儲。 它於 2018 年發布。他們創建了 Arweave 來為人們和企業提供永久、低成本和去中心化的存儲。 為了激勵礦工並為存儲服務提供支付方式，Arweave 採用了一種名為 AR 的原生代幣。

Arweave 向市場引入了一種全新的經濟模型，這是在無許可加密網絡出現之前從未有過的：永久存儲。與 Arweave 交互的簡單方法是使用 BunDlr，因為它是永久數據存儲的，所以 Arweave（以及 BunDlr）不支持可變數據。 但是可以上傳更新版本，因此可以構建一個系統來促進可變數據的出現，但具有永久的編輯歷史記錄。

Arweave 的一個很酷的特性是它強調數據持久性。 該平臺旨在無限期地存儲數據。確保它在未來幾年內可供用戶使用。 通過採用獨一無二的數據存儲系統，Arweave 通過網絡復制每條存儲的數據，幾乎不可能丟失。通過 Arweave，开發者可以實現大規模、永久性的數據存儲，無需擔心數據丟失或篡改。它為开發者提供了一種可靠且長期存儲數據的解決方案，為 DApp 的數據管理提供了持久性保障。

優點:

Arweave 使用永久存儲，用戶只需支付一次性預付費用即可永久存儲數據。該協議通過利用加密經濟博弈論並創建捐贈基金來補償礦工確保數據可用性、可靠性和持久性來實現這一點。 Arweave 首次使用經濟學來激勵人們長期存儲數據。 這種組合使公共或私人數據永久化。 Arweave 區塊鏈每秒能夠處理超過 5, 000 筆交易。

缺點:

Arweave 特性能應用於以 HTML 5 網頁為主的數據保全，建立去中心化 H 5-APP，但在實際使用中，我們發行該存證的應用場景較窄，目前可以看到目前在 Arweave 上存儲的最多的是推特的一些反政府言論的截圖，明確的反政府應用增多是令人擔憂的。

Arweave 的特性是永不可篡改，這在程序开發上顯得尤為困難，因為开發者上傳到 Arweave 的程序必須任何錯誤都不能有，如果有錯誤，哪怕是一個標點，之前上傳的內容都要作廢，需要重新上傳，勢必造成大量無用垃圾堆積。另外，由於區塊鏈的开放性，Arweave 上傳的內容都是面向全社會开放的，不適合上傳個人內容。

Arweave 主打主打一次性付費並獲得永久文件存儲，該模式較為簡單，有一定風險會引發同質化項目出現利用相同的存儲概念並打響價格战。

3.1.3 Stroj

Stroj 是一個去中心化的內容存儲和分發網絡，旨在提供快速、安全、低成本的 P2P 雲存儲服務， 主要針對企業級客戶，對標 Amazon Web Services (AWS) S 3 。Storj 於 2014 年成立， 2017 年上线，Storj 目前運行的版本名為 Storj Next，於 2023 年 2 月啓動，該版本引入了永久存儲功能和代幣存儲獎勵。Stroj 提供的去中心化存儲服務，簡單來說就是用戶將需要存儲的文件上傳到網絡，文件被分散存儲到世界各地愿意貢獻出存儲空間的電腦中（存儲節點），當用戶需要使用文件時，再從網絡中檢索文件的位置，然後下載到本地電腦中。

然而不同於其他的去中心化存儲網絡，Storj 網絡中不僅有用戶和存儲節點，還加入了衛星作為第三種角色，三者間形成了一種獨立運作，又相互依存的關系。

• 用戶：使用 Uplink 客戶端進行內容傳輸，Uplink 負責數據加 / 解密及分片。

• 衛星：連接用戶與存儲節點，網絡中的協調者。負責存儲節點地址信息，元數據、維護節點聲譽、支付及管理節點費用、審計節點、管理用戶账戶授權。衛星便會幫助用戶尋找上傳速度最快的節點，同時記錄用戶端和節點的支出和收益。

• 存儲節點：為用戶提供存儲空間和網絡帶寬。

截至 2023 年 5 月，Storj 有 6 個穩定運行的衛星， 23600 個活躍節點，共儲存 24.2 PB。Storj 是一個着重 SLAs 級服務的去中心化存儲服務，相 Filecoin 的去中心化、Arweave 具備 Smartweave 智能合約系統，Storj 沒有利用區塊鏈技術，且在中心化上有妥協，但這也讓它在商用落地上領先於其他同類項目。

優點:

高級別加密 快速數據檢索 實惠的價格 易於使用的用戶體驗

缺點:

Storj 自詡為去中心處存儲中的 Uber ， 在中心化上有所妥協

3.2 存儲設施分類

首先對現有的去中心化存儲基礎設施進行調研，主要從其架構和特點，目前的使用量，以及使用的成本三個方面入手，分析哪些設施更適合讓 DApp”棲息“在其中。根據基礎設施本身是否依托於一條完整的區塊鏈設計，我們將其分為 Off-chain 存儲設施和 On-chain 存儲設施兩類：

Off-chain 去中心化存儲設施 中，各個節點之間並非以組成一條區塊鏈的形式存在，而是一個P2P的去中心化網絡，數據直接被分散和存儲在各個節點中。

On-chain 去中心化存儲設施 中，確實存在着一條區塊鏈，存儲着各個文件的證明。在區塊鏈外，存在着諸多的存儲服務提供商，來真正地存儲文件和數據。

3.3 新的“挑战者們”

3.3.1 BNB Greenfield

三月份，Binance 發布了 BNB Greenfield。Greenfield 是一個區塊鏈和存儲平臺，專注於促進分散的數據管理和訪問，旨在通過簡化數據的存儲和管理，將數據所有權與 BNB SmartChain（BSC）上下文聯系起來，從而改變數據經濟。

作為 BNB 世界中“一幣三鏈”的一環，Greenfield 與現有的中心化和去中心化存儲基礎設施的區別在於：

• 允許以以太坊兼容的地址形式創建和管理數據和資產。

• 允許以 BNB 作為基本資產，和 BSC 進行原生跨鏈，為 BSC 上的應用提供雲存儲。

• 為开發人員提供了與流行的現有Web2雲存儲類似的 API 原語和性能。

Greenfield 本質上是一條區塊鏈，由區塊鏈本身和存儲服務提供商（Storage ProviDer）兩層組成。

在鏈上，Greenfield 區塊鏈維護用戶账本，並將存儲元數據作為通用區塊鏈狀態數據進行記錄。其原生代幣用於支付手續費和治理的是 BNB，從 BNB 智能鏈轉移而來。用戶向 Greenfield 發起的存儲或提取文件請求，實際上會被包裹在區塊中。

在鏈下，存儲提供商（SP）是由使用 Greenfield 作為账本和唯一真實數據來源的組織或個人提供的存儲服務基礎設施。每個 SP 負責響應用戶上傳和下載數據的請求，同時還充當用戶權限和身份驗證的守門員。

BNB Greenfield 區塊鏈和 SP 一起構成了一個去中心化的對象存儲系統。值得一提的是，以 Greenfield 為存儲基礎設施的應用，可以很方便的和 BSC、BNB Beacon Chain 進行跨鏈。

由於，Greenfield 測試網剛剛發布不久，主網將在今年第三季度發布，所以暫時還沒有較多的生態入駐。

在筆者看來，BNB Greenfield 存儲設施主要是 BNB 相關社區的一環，肯定會對 BNB 的價值產生積極影響。Greenfield 使得 BSC 有着更好的使用體驗，得到更高的認可。隨着越來越多的項目和用戶選擇使用 BSC，BNB 和 Greenfield 的整體需求和價值將得到提高。通過跨鏈切換和整個生態系統的互聯互通，BNB 可以在生態系統中的各種應用中得到更廣泛的應用，構建一個互利共贏的生態系統。

3.3.2 Filswan

今年 1 月，Binance Labs 宣布啓動第 4 季孵化計劃，被選中的項目有機會獲得 Binance Labs 提供的初始資金投資以及項目發展的多方面支持，其中 Filswan 成功入圍第 4 季孵化，共獲得了 300 萬美元的融資。

FilSwan 近日宣布首款跨鏈產品 multichain.storage 成功上线 Polygon 主網。該產品使用戶能夠通過 Polygon 穩定幣支付 IPFS/Filecoin 存儲，成功地降低了操作門檻並簡化了 Web3 存儲中的 dApps 开發過程。

FilSwan 是一支來自加拿大的團隊。從 2017 年起就深耕雲計算和區塊鏈行業，合作院校有加拿大的 Mcgill 大學，Concordia 大學等。多次獲得加拿大政府，加拿大自然科學基金會關於區塊鏈雲計算方向的研發撥款，也是加拿大下一代網絡卓越項目。FilSwan 致力於打造去中心化的存儲和計算的方案。FilSwan 的產品服務通過邊緣計算技術，IPFS/Filecoin 存儲技術和去中心化账本技術得以大幅度增強。FilSwan 產品被廣泛應用於大學院校，VR/AR 以及高性能計算公司等。FilSwan 的用戶可以在距離自己最近的節點上以最低的成本執行計算任務。

3.3.3 OORT

OORT：去中心化雲服務+公鏈、Web3和元宇宙的基礎設施、為用戶提供企業級性能去中心化的底層基礎設施雲服務。OORT 可提供整套具有互聯網規模的Web3數據解決方案，旨在為終端用戶和开發者帶來Web2原生般的用戶體驗。

優勢：安全、开放、抗審查，抵御單點故障、抵抗數據泄露（全部數據都在邊緣節點加密）網絡攻擊，互聯網規模的可延展性、 99.99% +可用性 、超低延遲 、 99.99% +耐用性。

核心技術，優化闲置算力，增加 IDC 和各類礦工收益， 多元物理機聚合器 +多幣種（比如：Storj、Filecoin、Chia、Crust、Swarm、Arweave、Ethereum、Helium 等各類去中心化存儲、去中心化計算、去中心化節點網絡礦幣的存量和增量礦工）雙挖兼容+（web2和web3）大規模商用訂單利潤收入、同賽道差異化競爭，同賽道賦能兼容、深挖Web2和Web3的需求端。

第四章 分布式存儲賦能下的 DApp 現狀

4.1 分布式存儲對 DApp 的優勢及作用

在 DApp 應用程序中，分布式存儲通常用於存儲智能合約代碼、用戶數據、交易數據、身份驗證數據等等。對於开發人員來說，合理地應用分布式存儲技術，除了具有安全性和可靠性，還可以帶來一些其他的優勢，例如：

1 ）高可用性和安全性

由於數據存儲在多個節點上，因此即使某個節點出現故障，數據仍然可以從其他節點中訪問到。在分布式存儲中，數據通常被分散存儲在多個節點上，每個節點只存儲數據的一部分，這樣一旦有節點出現故障，其它節點也能夠正常提供服務，確保了數據的可靠性。

2 ）高性能和響應性

在傳統的應用程序中，服務器需要處理大量的數據請求，容易導致性能瓶頸。而在 DApp 中，由於數據被分散存儲在多個節點上，每個節點只需要處理自己所存儲的數據請求，從而減輕了服務器的負載，提高了應用程序的性能。此外，由於分布式存儲能夠無限擴展，DApp 也能夠無限擴展，從而提高了應用程序的擴展性。

4.2 DApp 开發框架及技術選型

1. Ethereum + IPFS：以太坊是當今最受歡迎的 DApp 开發平臺，其具備高度可編程性和智能合約功能，成為構建去中心化應用程序的首選平臺。IPFS（InterPlanetary File System）則是一種備受歡迎的去中心化存儲系統，通過分布式協議解決了傳統中心化存儲的挑战。結合以太坊和 IPFS，开發者得以在強大的環境中構建可靠、安全且高度可擴展的去中心化應用。

2. Truffle Suite：Truffle Suite 是專為以太坊生態系統而設計的一整套开發工具。其中的 Truffle 是一種开發環境、測試框架和資產流水线，被廣泛選擇用於構建 DApp。通過與 IPFS 的集成，Truffle Suite 能夠實現去中心化存儲，為开發者提供全面的功能和便利。

3. Embark：Embark 是一個簡化 DApp 开發和部署過程的框架。借助 Embark，开發者可以輕松創建和管理各個方面的 DApp，包括智能合約、前端界面以及存儲和 Whisper 通信等功能。Embark 與 IPFS 等去中心化技術集成，為开發者提供便捷的存儲和通信能力，進一步加強了 DApp 的去中心化特性。

4. HarDhat：HarDhat 是一個強大的开發環境，用於編譯、部署、測試和調試以太坊軟件。它提供全面的支持，使开發者能夠高效地進行智能合約开發和調試工作。HarDhat 可以與 IPFS 或其他去中心化存儲解決方案集成，滿足 DApp 對可靠存儲的需求。

5. Ganache：作為 Truffle Suite 的一部分，Ganache 是一個功能強大的工具，可用於創建私有的以太坊區塊鏈。通過使用 Ganache，开發者可以在安全且確定性的環境中進行 DApp 的測試和調試工作。它提供了一種快速而可靠的方法，使开發者能夠模擬不同的區塊鏈場景，並確保 DApp 在各種情況下的穩定性和一致性。

6. Web3.js / Ethers.js：Web3.js 和 Ethers.js 是兩個流行的 JavaScript 庫，用於實現應用程序與以太坊區塊鏈的交互。這些庫提供了豐富的功能，包括與智能合約的交互、账戶管理、數據查詢等。無論是與 IPFS 還是其他去中心化存儲系統結合使用，Web3.js 和 Ethers.js 都為开發者提供了強大的工具，使其能夠輕松地構建基於以太坊的應用程序。

7. Moralis：Moralis 是一個全托管的後端服務，專為 DApp 开發而設計。它提供了強大的功能，使开發者能夠將精力集中在前端开發上，而無需擔心復雜的後端架構。Moralis 支持 IPFS 作為去中心化存儲方案，為开發者提供了可靠的存儲解決方案，使其能夠輕松地將數據存儲在 IPFS 網絡中。

8. Arweave：Arweave 是一個去中心化存儲網絡，採用創新的可持續和永久的捐贈機制來支持數據存儲。通過 Arweave，开發者可以實現大規模、永久性的數據存儲，無需擔心數據丟失或篡改。它為开發者提供了一種可靠且長期存儲數據的解決方案，為 DApp 的數據管理提供了持久性保障。

9. Filecoin：作為一種去中心化存儲系統，Filecoin 旨在為人類最重要的信息提供安全和可靠的存儲。它採用了一種創新的激勵機制，使網絡參與者能夠提供存儲空間並獲得相應的獎勵。Filecoin 可以與各種 DApp 开發平臺結合使用，為开發者提供高度可靠的存儲解決方案，確保數據的安全性和可訪問性。

10. Textile 是一個強大的工具集，旨在簡化在 IPFS 上構建應用程序的過程，為开發人員提供更加簡單和便捷的开發體驗。Textile 的工具集包含了各種功能，幫助开發者克服在使用 IPFS 進行應用程序开發時可能遇到的復雜性和挑战。

4.3 分布式社交媒體平臺

去中心化社交媒體平臺的對web3的發展非常有意義，如果想要一個开放和免費的互聯網，就需要开放和免費的社交媒體網絡。大多數互聯網用戶將大部分時間花在主要社交媒體平臺上。傳統的交媒體平臺決定了用戶能看到什么和不能看到什么，有權審查他們不喜歡的內容/個人資料，並控制所有用戶數據。web2 社交平臺沒有可移植性。每個人的個人資料、朋友關系和內容被鎖定到特定網絡並歸網絡運營商所有。並且隨時可能發生封號等行為，正基於此，web3生態裏催生了分布式社交媒體平臺，可以為开發者解鎖網絡效應。對於主要的中心化平臺來說，這是一條巨大的護城河。

Mask Network、RSS3、Lens Protocols 和 CyberConnect 是當前具有代表性的四個分布式社交媒體協議。它們都致力於為用戶提供更安全、去中心化、高效的數據存儲和訪問服務。下面將從數據存儲、數據訪問、數據安全性、獎勵機制四個角度對它們進行比較。

數據存儲：

• Mask Network 運行在 Ethereum、Binance Smart Chain 和 Polygon 之上，並具有社區治理和去中心化數據存儲功能。

• RSS3使用了一種名為RSS3 Core 的數據格式，它基於 JSON-LD 語言，可以輕松地進行數據交換和共享，同時也支持其他數據格式。RSS3的數據存儲則是採用去中心化的 IPFS 協議。

• Lens Protocols 基於以太坊和波卡兩個主要區塊鏈平臺，通過跨鏈橋將它們連接在一起。用戶可以在兩個平臺之間自由地轉移數字資產，實現跨鏈互操作性。

• CyberConnect 使用了類似於 IPFS 和 Filecoin 的分布式存儲協議來存儲數據，同時還結合了智能合約和加密算法來確保數據的安全性。

數據訪問：

• Mask Network 通過用戶友好的 Chrome 擴展程序和社交媒體平臺接口，可以方便地進行數據訪問、共享和交換。

• RSS3除了已接入以太坊、Polygon、BSC、Arbitrum、Flow 和 xDAI 等，還為 Mask Network、Polygon、Arweave、Misskey、ShowMe 等生態項目提供了數據索引與分發。

• Lens Protocol 利用跨鏈橋連接以太坊和波卡，實現資產跨鏈轉移。該跨鏈橋採用了多籤名機制，確保了資產的安全性和可靠性。

• CyberConnect 提供了一個名為 CyberConnect Gateway 的接口，用戶可以通過這個接口來查找和訪問存儲在網絡上的數據。

數據安全性：

Mask Network 使用了加密算法和智能合約來保護用戶數據的安全性，同時也支持多重籤名等技術，以確保交易和存儲的安全性。允許用戶通過公鑰密碼學在社交媒體上加密和解密內容。

RSS3使用了分布式存儲和加密算法來保護用戶數據的安全性，同時還支持身份驗證等技術，防止未經授權的訪問。

Lens Protocol 為用戶提供流動性池，使得用戶可以進行資產交易和流動性提供。該協議支持 AMM 和定價模型兩種流動性池。

CyberConnect 使用了類似於 IPFS 和 Filecoin 的分布式存儲協議來確保數據的安全性，同時還使用了加密算法、智能合約和身份驗證等技術。

獎勵機制：

• Mask Network 用戶可以在 Twitter 和 Facebook 上執行以下活動（無需離开網站或安裝其他應用程序）：通過 Uniswap DEX 交易代幣；捐贈資金並通過紅包發送加密貨幣；利用 Initial Twitter Offering (ITO) 籌集加密項目資金；借由去中心化文件存儲服務上傳和附加（可選加密）文件到你的貼文。

• RSS3的獎勵機制是基於RSS3代幣的。RSS3代幣主要用於激勵用戶分享和訪問數據，還可以用於支持應用程序和社區的發展。用戶可以通過分享自己的數據和參與社區治理等方式獲得RSS3代幣。

在獎勵機制方面，這四個項目都採用了類似的方式，即通過代幣激勵用戶參與社區建設和貢獻，從而促進社區的發展和增強其穩定性。不同之處在於代幣的名稱、用途和獲取方式不同，這反映了這些項目在設計獎勵機制時的不同考慮和定位。例如，Mask Network 注重社區治理和決策，因此其獎勵機制強調 MASK 代幣的參與價值；RSS3注重數據分享和訪問，因此其獎勵機制主要圍繞RSS3代幣的獲得和使用展开；Lens Protocol 注重數據存儲和訪問，因此其獎勵機制重點放在提供存儲和計算資源上；CyberConnect 同樣注重數據存儲和訪問，但它強調了代幣在社區治理中的作用。

4.4 分布式信息管理平臺

4.4.1 Genaro Network

Genaro Network 是一個基於區塊鏈的存儲網絡，它提供了一個去中心化的平臺，用戶可以在上面存儲和分享數據。

數據存儲： Genaro Network 使用了一種名為 Genaro EDen 的分布式存儲解決方案。這個解決方案類似於 IPFS 和 Swarm，但是它更加注重數據的安全性和可靠性。Genaro EDen 支持各種類型和結構的數據，包括文件、圖片、視頻等。

數據訪問 ： Genaro Network 提供了一個用戶友好的接口，用戶可以通過這個接口方便地查找、檢索和訪問存儲在網絡上的數據。此外，Genaro Network 還提供了一種名為 Genaro Sharer 的應用，用戶可以通過這個應用分享他們的數據。

數據安全性： Genaro Network 非常重視數據的安全性。它採用了一種名為 SPoR（Sentinel Proof of Retrievability）的技術，這種技術可以確保數據在存儲和傳輸過程中的安全性。此外，Genaro Network 還採用了加密和身份驗證技術來保護用戶數據，防止未經授權的訪問。

獎勵機制： Genaro Network 有一個獨特的獎勵機制，通過這個機制激勵用戶共享數據、提供存儲和訪問服務。用戶可以通過分享數據和提供存儲空間來獲得 GNX（Genaro Network Tokens）作為獎勵。這個獎勵機制有助於維護分布式網絡的穩定性和安全性。

4.4.2 Mirror

Mirror 是一個基於區塊鏈的發布平臺，它允許創作者創建、擁有和貨幣化他們的作品。

數據存儲 ： Mirror 通過 Arweave 實現了數據的永久存儲，包括創作者發布的內容及其所有相關更改、驗證作者身份真實性所需的所有信息。Arweave 不僅提供永久性的數據存儲功能，而且只需在第一次上傳時支付一次費用。

數據訪問 ： Mirror 提供了一個用戶友好的網頁界面，用戶可以通過這個界面方便地查找、檢索和訪問存儲在平臺上的內容。此外，因為所有的內容都存儲在區塊鏈上，所以任何人都可以使用以太坊的工具來直接訪問這些數據。

數據安全性 ： Mirror 使用了區塊鏈的加密技術來保護用戶數據的安全性。每個用戶都有一個與其以太坊錢包關聯的账戶，只有通過這個錢包，用戶才能發布或修改他們的內容。這確保了只有內容的真正所有者才能控制這些內容。

獎勵機制 ： Mirror 有一個獨特的獎勵機制，通過這個機制激勵用戶創建和分享內容。用戶可以通過發布內容和參與投票來獲得 MIRROR 代幣作為獎勵。這個獎勵機制有助於維護平臺的活躍性和多樣性。

4.5 總結討論：我們距離信息互聯還有多遠?

信息互聯是指通過網絡實現各種設備、系統、軟件、服務等的相互連接和通訊，是數字化時代的基礎設施之一。在過去幾十年的發展中，信息互聯技術不斷地進步和普及，促進了社會、經濟、文化等領域的快速發展。但是，當前信息互聯技術也存在一些不足之處。其中，數據中心集中化存儲和雲計算主導的服務模式是兩個最明顯的問題。

傳統的“雲端存儲”，是指所有用戶數據都被集中存儲在少數的數據中心中。這樣的存儲方式存在單點故障風險，如果其中一個數據中心出現故障，將會對大量用戶造成影響。此外，集中化存儲還存在着數據隱私泄露和濫用等問題，用戶的數據完全由中心化的服務提供商控制和管理。

雲計算主導的服務模式則是指絕大多數的在线服務都是通過雲計算來實現的，這些服務通常由少數幾家大型互聯網公司壟斷。這種情況導致了數據的流通和處理主要由少數大公司掌控，造成了數據的壟斷和掌握權集中化的問題。

隨着區塊鏈技術的發展和應用，分布式存儲技術的應用也得到了更廣泛的推廣。以太坊和 IPFS 之間的集成讓 DApp 的开發和使用變得更加簡單和有效，也為信息互聯的發展提供了新的思路和可能性。傳統的中心化應用程序存在諸如隱私泄露、數據依賴、系統崩潰等問題，而 DApp 在去中心化的基礎上，通過區塊鏈技術和智能合約，使應用程序更加透明、安全、可靠和具有更高的去中心化程度。隨着技術的不斷進步和應用場景的不斷擴展，DApp 在未來的發展中將會發揮更加重要的作用。

分布式存儲在區塊鏈應用層的創新通過內置的商業、推薦以及存儲等機制，將重構以往Web2.0 時代下的企業商業模式和生產關系，從根本上解決的數據壟斷、隱私安全和利潤榨取等問題，或成為未來社交、內容和電子商務應用程序的支柱。

參考文獻

2022 年末總結：去中心化存儲的現狀與未來-ODAILY

為什么我們需要去中心化存儲？ - Foresight News

去中心化存儲報告：WEB3.0 發展基石-ODAILY

Web3 Storages : Arweave vs IPFS vs Filecoin, which to choose? | by makeDEVeasy | CoinsBench

Storj Network Statistics - Grafana (storjstats.info)

The Web3 InDex

Storj (github.com)

Storj：顛覆 AWS 的分布式存儲網絡？ | Web3世界 (web3 sj.com)

Oort | The Web3 Data Cloud (oortech.com)

FilSwan

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