LD Capital：從EthStorage回看被市場“冷落”的去中心化存儲賽道

2023-08-23 00:08:08

原文作者：Alfred, LD Capital

今年熱度最高的賽道之一應該是增強區塊鏈可拓展性的L2賽道，成功落地後，更快的速度和更低的費用將催生Web3應用的逐步繁榮，未來大量數據的產生將對存儲提出爆發的需求。本文將以今年 EDCON Spuer Demo 中第一名 EthStorage 為重點，回看近期市場熱度較低，但潛力巨大的去中心化存儲賽道。

一、網絡存儲的發展進程

共識、計算和存儲並稱為web3的三大支柱和底層基礎設施，有數據和信息產生便需要存儲，在計算機誕生以來，存儲技術一直在探尋與突破中發展，本文將其劃分為四個階段。

1、集中式存儲:集中存儲+集中管理

計算機最早开始使用紙帶記錄數據，後來 IBM 在 1956 年制造出第一塊硬盤作為存儲介質便進入到我們當前熟悉的計算機存儲方式。

集中式存儲的設備一直在迭代，硬盤，磁帶，存儲卡，SSD 等，但是存儲架構是固定的，終端設備可以通過網絡向存儲資源處訪問和請求數據，但所有的數據存儲資源都集中在一個中央位置或服務器上，統一控制和管理。

2、雲存儲：分布式存儲+集中管理

2006 年 Amazon AWS 上线，推出了 EC 2 和 S 3 雲存儲服務，至此存儲進入了一個新時代，微軟，谷歌，阿裏等也紛紛跟進，成為現在應用最廣的存儲方式。

雲存儲應用了分布式存儲架構，使用多臺服務器分散存儲數據，把數據分割在多個服務器備份，降低單點故障並具有減少數據冗余，可彈性拓展等特性。不過雲儲存的服務器都歸雲服務提供商集中管理，數據的實際控制權並不歸屬用戶。

3、傳統區塊鏈存儲：分布式、全節點存儲+去中心化管理

自比特幣誕生以來，區塊鏈網絡存儲成為了一種與中心化存儲與管理相對的方案，區塊鏈通過分布式存儲、共識機制和交易驗證機制，確保了數據安全和不可篡改，同時滿足了去中心化存儲和去中心化管理的特點。

但是，比特幣，以太坊等區塊鏈網絡的存儲費用高，效率低，主要在於這些區塊鏈的網絡架構並不是從存儲的角度去設計，每個節點都要存儲一份數據副本，並且區塊空間有限。以無聊猿 NFT 為例，在比特幣或以太坊網絡存儲一張至少需要數百美元以上。

來源： Fundamental Labs

4、Web3去中心化存儲：分布式、多節點存儲+去中心化管理

因為直接在區塊鏈上存儲數據是非常昂貴的，便湧現了很多web3的去中心化存儲方案及項目，如 IFPS， Filecoin ， Storj ， Arweave ， Swarm , EthStorage 等，這些項目的目標是在保持去中心化存儲與管理的基礎上，增大存儲空間和降低費用，通過數據分割、多節點存儲、鏈上證明等技術組合來實現。

二、ETH 模塊化與世界計算機

1、ETH 模塊化

自 2021 年 ETH 規劃以 Rollup 為中心的路线圖开始，以太坊的模塊化便开始建立，將單一全能鏈（*單片區塊鏈）的各層次進行拆分，不同層的功能可以由不同的模塊或鏈承擔而進行擴容，這一方向也被 Vitalik 稱為終局-Endgame。

以太坊為代表的區塊鏈將鏈拆分成四個關鍵層級：

（1）執行層 (*Execution Layer)：事務處理，智能合約執行及計算等

（2）結算層(*Settlement Layer)：驗證執行結果，解決爭議及結算狀態承諾。

（3）共識層 (*Consensus Layer)：決定交易的順序性、有效性以及節點之間的一致性

（4）數據可用層（*Data Availability Layer)：保證數據可以被使用，保證存儲且可驗證

在單片區塊鏈鏈時，區塊鏈是處理所有四個功能的鏈，會面臨區塊鏈“三難問題”。區塊鏈模塊化可將四個功能拆分到多個專門層中，分別解決不同問題。

在 ETH 進行模塊化之後，ETH 主鏈成為了L1，在此之上誕生了衆多L2，主要來充當 ETH 的執行層，如 OP Stack 的L2技術也發展了模塊化的架構，以增強未來的可拓展性。ETH 通過模塊化+Rollup 的方向，在未來會主要保持數據可用層（*DA）和共識層，成為主流和最安全的基礎層，其他層的功能通過其他的鏈和方案來升級，進行整個 ETH 生態的擴容和提高可拓展性。

2、世界計算機

以太坊的目標是構建一個世界超級計算機，當前以太坊在安全性上做的很好，但是在拓展性上還在進行突破，Rollup 是解決拓展性的重要方向，模塊化的方式可以一定程度解決區塊鏈的三難問題，但是成為超級計算機，也需要面對三個難題，分別是共識、計算和存儲。這三個難題也相互制約關系。

來源：《Towards World Supercomputer》

這個三難困境的不同優先級將導致不同的權衡：

強共識账本：本質上需要重復的存儲和計算，因此不適合擴展存儲和計算。

強計算能力：需要在執行大量計算和證明任務時重復使用共識，因此不適合大規模存儲。

強存儲能力：需要在執行頻繁的隨機抽樣空間證明時重復使用共識，因此不適合計算。

當前，傳統的L2 方案還面臨中心化排序器與計算效率平衡的問題，同時無法提供強存儲能力。《Towards World Supercomputer》一文的作者們提出了以世界計算機按功能分區為底層架構，分別進行拓展的方式來解決成為世界計算機的三難困境。

即最終的世界超級計算機將由三個拓撲異構的 P2P 網絡組成，與構建物理計算機類似，通過零知識證明技術等無信任總线（*連接器）連接共識账本、計算網絡和存儲網絡，組裝成世界超級計算機。並可以根據特定應用的需要添加其他組件，適當選擇和連接每個組件將實現共識账本、計算能力和存儲容量三難困境的平衡，最終確保世界超級計算機的去中心化、高性能和安全性。其中，EthStorage 在架構中充當超級計算機中存儲板塊的解決方案。

來源：《Towards World Supercomputer》

若基於該框架，以太坊的世界超級計算機交易過程將分為以下幾個步驟：

（1）共識：使用以太坊處理和達成交易共識。

（2）計算：zkOracle 網絡通過快速驗證由 zkPoS 作為總线傳遞的證明和共識數據，執行相關的鏈下計算。

（3）共識：在某些情況下，例如自動化和機器學習，計算網絡將通過證明將數據和交易傳回以太坊或 EthStorage。

（4）存儲：對於從以太坊存儲大量數據（*例如 NFT 元數據），zkPoS 充當以太坊智能合約和 EthStorage 之間的信使。

來源：《Towards World Supercomputer》

三、ETH Storage

1、簡介

EthStorage 是第一個基於以太坊數據可用（*Data Availability）的基礎上提供可編程的動態存儲的二層解決方案，它能將以 1/100 倍到 1/1000 倍的成本將可編程存儲擴展到數百 TB 甚至 PB 級別。

團隊兩次榮獲以太坊基金會的資金（*Grant）扶持，幫助以太坊進行數據可用（*Data Availability）和使用以太坊 L1 合約的L2動態數據集存儲證明方向的研究工作。並獲得了 2023 EDCON Spuer Demo 的第一名。

2、技術特點

（1）高度集成 ETH

EthStorage 的客戶端是以太坊客戶端 Geth 的超集，這意味着運行 EthStorage 的節點的時候，依然可以正常參與以太坊的任何流程，一個節點可以是以太坊的驗證者節點的同時也是 EthStorage 的數據節點。每個 EthStorage Nod 的 Data Provider 模塊會跟其他 EthStorage Node 的 Data Provider 發起建立連接請求，當它們互相連接之後，實際上就構成了一個去中心化存儲網絡。

來源：《EthStorage — 第一個 Ethereum 存儲L2》

使用 EthStorage 的用戶可以直接使用現有的錢包，與所有建立在存儲之上的應用進行交互，無論是 NFT，去中心化的社交網絡還是去中心化的遊戲，可以最大程度地降低用戶進入 EthStorage 的門檻。同時，兼容 EVM 的 EthStorage 可以給智能合約帶來優秀的互操作性，比如用戶 A 希望給自己 mint 的 NFT 設置一張圖片，通過 Ethstorage A 只需要執行一筆以太坊交易，使用 Arweave 的時候，A 需要提交 1 筆 Arweave 交易和兩筆以太坊交易，並且沒辦法像 EthStorage 一樣做到同步執行。

來源：《EthStorage — 第一個 Ethereum 存儲L2》

（2）基於 DA 層的L2去中心化解決方案

EthStorage 實際上採用的是類似L2的架構，在以太坊上會部署一個存儲合約作為 EthStorage 的數據操作的入口，同時數據節點鏈下存儲數據(*off chain storage data)的證明也需要通過這個合約驗證。

與當前的L2對比：

Rollup(L2) 鏈下存儲的是狀態樹，鏈上的承諾 (*commitment) 是狀態樹根，同時 Rollup 在接受到新的數據之後還需要在鏈下執行交易來完成狀態轉化的過程，建立新的狀態樹;

EthStorage 鏈下存儲的是數據，鏈上的承諾(*commitment)是數據存儲的證明，同時 EthStorage 接受到更新存儲數據的請求之後，會重新為這些數據生成新的存儲證明。

以上可以看出，當前的 Optimism Rollup 或者 ZK-Rollup 的擴容的方向是擴容以太坊的計算能力，而 EthStorage Rollup 的擴容方向是擴容以太坊存儲數據能力。

同時，EthStorage 是一個模塊化的存儲層，只要有 EVM，有 DA 來減少存儲成本，就可以在任何區塊鏈上運行它（*但當前很多 Layer 1 不具備 DA 層），甚至在 Layer 2 上也可以。例如，EthStorage 目前正在考慮如何使用其技術在 Optimism 上實現欺詐證明。也在 Optimism 上啓用了相應的 DA 層。

（3）可實現動態存儲

Filecoin 和 Arweave 從系統設計架構來看，更多的是用於靜態的，大量數據可以上傳到去中心化存儲中，但是不能被修改或刪除，只能重新上傳新的數據。得益於 key-value 的存儲範式，EthStorage 可以支持 CRUD, 即創建新的存儲數據，更新存儲數據，讀取存儲數據和刪除存儲數據。這在中心化存儲領域是很容易實現的，但是在去中心化存儲領域目前只有 EthStorage 可以做到。

來源：EthStorage 官方

（4）創建以太坊網絡訪問協議

在Web2的互聯網上瀏覽網頁、發送電子郵件、下載文件等一系列行為，都離不开 HTTP 協議，它是互聯網上最為常見的協議之一。HTTP 協議定義了客戶端和服務器之間如何傳輸和交換資源，URL 是指定這些資源在互聯網上的位置的標識。當在 Web 瀏覽器中輸入一個網址或點擊鏈接時，會觸發一個 HTTP 請求，該請求使用 URL 來確定要請求的資源。Web 瀏覽器會解析 URL，然後使用 HTTP 協議與服務器通信，請求特定的資源，並在服務器響應後將資源顯示給用戶。HTTP 協議和 URL 緊密協作，共同構成了在 Web 上瀏覽、交互和傳輸資源的基礎。但是，Web2網頁或互聯網服務的數據是托管在中心化的服務器之中的，當停止為服務器續費，應用所使用的雲服務會停止，應用的數據將會被中心化的服務方刪除。

EthStorage 創始人周期提出了基於Web3的網絡訪問協議 — ERC-4804 ，通過 EIP 最終審核並獲批。ERC-4804 ，全名為 EVM 調用信息解譯的 Web3 URL，它是一個 HTTP 風格的 Web3 URL （*web3://）到 EVM 的信息調用，是以太坊上的第一個網絡訪問協議。與web2通過訪問服務器資源的方式不同，web3:// Access protocol 通過Web3 URL 直接去渲染在以太坊智能合約上面托管的資源，包括 HTML、CSS、PDF 等這樣的文件。

簡單來說，web3://（*http://web3 url.io）是去中心化的 http://。它為以太坊添加一個去中心化的表示層，可以讓用戶直接瀏覽 EVM 上的網頁內容，比如網頁、圖片、歌曲等，而 EVM 作為去中心化的後端。

來源：EthStorage 官方

3、現狀與計劃

（1）產品應用

通過 EthStorage，將能以去中心化存儲為底層來重新啓用互聯網應用（*當前很多 Dapp 依然使用中心化的方式存儲數據），比如動態 NFT、鏈上音樂 NFT、個人網站，無主機錢包、Dapp，Deweb 等。

來源：EthStorage 官方

以 DeWeb 舉例：

我們知道以太坊是一個去中心化的網絡，在以太坊上面誕生了很多去中心化的 dapp，可這些 dapp 並不是完全去中心化的，很多應用的前端依然是通過中心化的雲服務在托管，像 Uniswap 的前端網頁宕機，刪除交易對以及 Tornado.Cash 因為涉嫌洗錢被監管而導致前端服務停用等都是因為其前端是托管在中心化的服務器上面，無法有效抗審查。但是使用 EthStorage 的方案，網頁文件和數據被托管在智能合約中，由去中心化的網絡共同運行和維護，使得抗審查性大大提高。通過智能合約的可編程性實現 DeWeb，可以實現很多有意思的應用，比如 De-github，De-blog，以及各種 dapp 的前端。

來源：EthStorage 官方

當前 EthStorage 沒有公布代幣計劃，但是在測試網可以通過測試代幣 W 3 Q 與進行測試網使用與交互。

（2）路线圖

根據 EDCON 公布的路线圖， 2023 年，EthStorage 主要在測試網階段，並會適配以太坊坎昆升級進行开發與測試。在 2024 年可能進行主網上线，將會完全集成 Danksharding，CL+EL 客戶端和Web3瀏覽器訪問。

來源：EthStorage 官方

四、其他存儲項目速覽

（1）Filecoin：Filecoin 是構建於 IPFS 之上的帶有激勵制度的去中心化存儲網絡。IPFS 是使用分布式哈希表 (*DHT) ，是一種用於存儲、尋址和傳輸數據的協議（*類比 http 協議）Filecoin 充當 IPFS 的激勵層，同時也充當开放存儲市場。Filecoin 使用基於合約的模型來確保數據的持久性並結合零知識證明，特別是時空證明和復制證明。在今年 3 月 14 日 Filecoin 宣布正式啓動虛擬機（*FVM）以支持智能合約和用戶可編程性。

Filecoin 的特點是：具有單獨的鏈與激勵體系；靜態存儲的空間大、費用低；升級後支持 FVM 虛擬機。

（2）Arweave：Arweave 採用“一次付費，永久存儲”的模式，其中一次性付款涵蓋了永久存儲數據的成本，並且檢索該數據無需額外付費。Arweave 使用隨機訪問的簡潔證明，創建區塊紡（*Blockweave）的原生數據結構，即每個區塊都會鏈接上一個區塊和一個歷史 Recall Block 。對於節點來說，鑄造一個新區塊的前提條件就是同步一個 Recall-Block 和最新生成的區塊數據。

Arweave 的特點是：具有單獨的鏈與激勵體系；鏈上存儲、永久存儲；與其他鏈的互操作性較弱。

（3）BNB Greenfield：Greenfield 專注於促進去中心化數據管理和訪問，旨在通過簡化數據存儲和管理並將數據所有權與 BNB 智能鏈（*BSC）的 DeFi 環境聯系起來。完整的 BNB Greenfield 系統，可以與成熟的 BSC 公鏈與 BN 社區用戶的互通，當用戶想要在 Greenfield 上創建和使用數據時，可以通過 BNB Greenfield dApps（*去中心化應用程序）與 BNB Greenfield 核心基礎設施進行交互。

BNB Greenfield 的特點是： Binance “三位一體”生態網絡的最後拼圖，生態內可操作性強，BNB 在各鏈流轉使用；採用 Amazon S 3 “存儲桶”的結構概念；鏈下存儲、鏈上驗證。