波卡生态观察，是我们针对Polkadot生态内的项目，以不同生态位的视角来观察和分析的一个专题栏目。Polkadot是一个扩展性很强的项目，可容纳非常多的生态位，而通过对生态位的观察，我们既可以感知全局，清晰地了解Polkadot整个发展情况；又可以观察入微，发现哪些生态位正处于激烈竞争或者一片蓝海的状态。只有更清楚地了解Polkadot生态发展的情况，作为投资者、参与者或者研发者才能更好地把握住Polkadot生态发展的红利。背景
2014年9月，微软正式对外宣布将一款3D沙盒建造类游戏《Minecraft》及其开发公司Mojang收于账下，收购交易金额达到了25亿美元，在当时的游戏行业可谓是名副其实的“大手笔”。如果是了解《Minecraft》这款游戏的人大概会清楚，作为能够在虚拟世界升级打怪游戏的趣味通关游戏，该游戏的自由度可谓是达到了巅峰，甚至可以在游戏中创建自己的家园，还有一些玩家通过在游戏中共同搭建起了另一个城市。因此，游戏中除了拥有常见的道具以外，还可以拥有像现实中土地和房产这样的固定资产，这也是为什么该游戏备受欢迎的原因。回望互联网和5G在过去的发展，我们看到了数字世界离我们越来越近，而数字世界的进步，让我们开始生活中“现实版”的“我的世界”中，而在这些数字世界中，我们同样拥有自己的财产、商品或者一些宝物，就像游戏中获得的道一般。
正是看到了未来数字世界的趋势，微软才愿意花重金收购《Minecraft》，而并将其与微软的另一款AR产品HoloLens相结合，让我们直观的感受数字世界似乎更加触手可及。而数字世界的发展离不开一些新技术的更新迭代，类似去中心化存储、去中心化计算和之前我们提及的去中心化网络传输，这些“去中心”的架构为我们开辟了安全进入数字世界的大门，他们也将成为行业发展中必不可少的一环。本文中，我们将重点分析去中心化存储的发展，从常见的去中心化存储讲起，讨论到波卡生态中构建的去中心化存储，以及看看波卡赛道中如何实现去中心化存储。去中心化存储是什么？
1.去中心化存储的定义
首先我们需要明确，究竟什么是去中心化存储，以及它与分布式存储又有什么区别。按照比较常见的理解，去中心化存储指的是在一个存储网络中，没有中心化机构作为存储系统的背书，而是相对独立的个体或部分群体贡献自己的存储空间作为该存储网络的组成单位，如此绕开了中心化机构存储带来的数据绝对控制权。而分布式存储的概念则存在更久，按照更广义的说法，分布式存储系统是将数据分散存储在多立的设备上。分布式存储是指的架构上是分布式的，而去中心化存储则是指存储的内容是不受一个中心机构或个体所控制的。所以，去中心化存储一定是分布式存储，但是分布式存储不一定是去中心化存储。我们常见的“云盘”就是分布式存储的一类，但其背后是有中心化机构所管控，它可以随时删减、修改我们存在其中的数据，这与去中心化存储大相径庭。因此，去中心化存储被认为是未来存储领域更加广泛和落地一类存储方式，既可以增强存储数据的安全，甚至还能减少存储成本。2.去中心化存储与容量存储的项目有什么区别
当然，谈到去中心化存储，我们不得不提到另一个容易被误解的东西，也就是最近大火的类似Chia这样的所谓去中心化存储项目，但本质上，Chia提供的并非真正意义上的去中心化存储，而仅仅是一种类似比特币一样的“容量证明”。Chia本质上只是把存储空间的大小作为衡量网络参与者贡献的依据，这意味着存储空间越大获得的收益越多，而实际上并不能提供存储空间，用于我们的生活和工作的需要，这与我们希望的去中心化存储有较大区别。回到真正的去中心化存储上来看，它应该是以提供存储空间的服务质量来衡量对网络的贡献值，如此才算真正意义上的去中心化存储设施，并且才能有围绕着去中心化的存储空间诞生出许多优秀的去中心化应用，而下文提到的IPFS协议才算是当前阶段更符合去中心化存储发展的趋势。3.去中心化存储中的重要协议——IPFS
在《Minecraft》被收购的同年，一个名为ProtocolLabs的机构加入了美国顶级孵化器Y-Combinator，随后该协议实验室于2015年1月向世界发布了IPFS，它是一个面向全球的、点对点的分布式版本文件系统，也被称为“星际文件系统”，通过该系统可以实现数据的点对点传输，存储的去中心化。
另一方面，IPFS的目标还想补充甚至是取代目前统治互联网的超文本传输协议，以实现更安全、更稳定和更快速的网络传输。而要成功构建去中心化存储的网络，除了有像IPFS这样的协议还不够，因为凭什么让其他人愿意提供存储空间到IPFS上呢？这就需要在这个协议之上搭建一个激励层，为提供存储空间到IPFS的参与者提供加密货币的激励，于是IPFS的团队协议实验室在借鉴了比特币的思路后，推出了Filecoin的区块链项目，作为IPFS的激励层。当然，并不是说IPFS的激励层就只能是协议实验室做的Filecoin，因为IPFS是一个开放的协议，其他团队也可以基于IPFS构建另一个激励层，毕竟技术研发的路上没有唯一的正确答案。同样的，“IPFS+激励层”的思路也并不是唯一的解决方案，我们也看到了其他一些项目是通过自己构建协议并把区块链的token奖励机制集成在一起，以此搭建出另一个去中心化网络的思路，也因为他们的进入，让去中心化存储发展日益牢固和深入人心。去中心化存储是什么？
那么，去中心化存储相较于我们现在的存储网络究竟有什么优势，为什么得到了越来越多的认可？我们将主要以IPFS技术为例，来探讨去中心化存储的意义。1.比中心化储存有更多的优势
1.1、内容存储去中心化，避免受到中心化因素的风险现在再打开我们十几年前经常浏览的网站，会发现他们之中的许多网站已经打不开了，显示404notfound，这是告诉我们这个页面已经不存在了，究其原因，是因为我们现在看到的网站内容，全都存储在一个中心化的服务器中，当网站的运营者不再支付服务器的成本，这部分内容就会被服务器管理方删除，而网站的所有信息也都将永远的消失了。像类似这种由于中心化存储的管理方删除了内容，又或者是被网盘删除了我们存在云端的内容，等中心化的风险，将不再发生。IPFS允许内容以去中心化分布式的存储在不同的存储空间中，没有任何一个主体能够修改、删除存储的内容。1.2、存储内容可以获得隐私保护由于存储的文件会被拆分成很多份，再被加密的存放到不同的节点。因此，存储方并不能知道存储的内容是什么，可以有效地保护我们的隐私，不会出现之前的Facebook的5000万用户资料被泄露的情况。1.3、更有效的进行备份，可以防止单点故障由于存储的内容是分散到不同的地方，通过数据冗余的方式，可以有效地防止由于单点故障造成的数据丢失。传统的云存储虽然也能选择备份多次，但是备份再多依然是受控于该云存储的公司，其安全性并不能随着备份数量的增加而显著增加。1.4、极大的节省现有的存储空间IPFS有去重的功能，IPFS在存储文件时，会默认在全网备份三份，之后同样的文件不会被再次存储到网络中。相比于我们现在的存储情况，比如电影《阿凡达》，在2016年一年的下载次数就达到了1658万次，总下载数量更是惊人，有大量的空间被同一部电影所占据，而IPFS的去中心化存储可以极大地减少存储空间的占用，提高存储空间利用率。1.5、成本更低相比于中心化的存储，会集中的占用大量的带宽，去中心化存储理论上可以降低一半以上的带宽消耗，降低网络成本。而且去中心化存储在建设和运维层面也可以极大的降低成本。1.6、速度更快由于网络可以首先选择离用户更近的节点服务，并且天然支持P2P加速等技术，使得读取数据的速度相较于传统存储更快。2.Web3.0的重要基础设施
Gavin所定义的Web3.0会是一个可扩展的一系列技术框架，并用一种全新的方式构建应用程序，通过这种新的应用，他希望每个人都能掌握自己的身份、资产和数据，进而掌握自己的命运。要做到这一点，一个去中心化的网络是必不可少的，而这正是区块链技术在Web3.0中所担任的重要角色。但是对于现有的区块链来说并不能完全满足Web3.0的需要，区块链本身也面临一些“存储瓶颈”。目前的区块链存储的内容十分有限，并不能让所有的数据都去中心化。并且，在区块链存储十分有限的当下，其本身的账本也变得越来越大了，而区块链技术本身是通过所有节点都存储相同的账本来达到不可篡改的，所以节点数越多，单个账本的存储空间也在变多，这会使得光是存储区块链的账本就要消耗大量的存储资源。所以，区块链+去中心化存储便成为了重要的解决方案。一方面，可以让区块链项目不再困扰于账本越来越大，将区块链的账本放在IPFS这类去中心化存储网络上，可极大地减少单个区块链项目的账本存储空间，让成为全节点变得越来越容易，也更利于区块链项目进一步去中心化。另一方面，可以让更大的文件，比如图片，视频等也变得去中心化，这也十分契合当前火爆的NFT生态，NFT本就是属于个人的数字资产，但目前一些大的NFT资产，比如图片和视频，还做不到让其本身放到脸上，但如果结合了去中心化存储，便可让NFT不再受制于数据大小和形式，这将给NFT带来更多的拓展方向，也带来了区块链应用的更多可能。随着科技的发展，尤其是类似VR/AR等显示技术的提升，未来我们甚至可能看到类似《头号玩家》那种场景：每个人都能通过一些VR/AR等智能设备进入一个虚拟的数字世界，在这个数字世界中，每个人都有属于自己的房屋，数字货币，数字资产等。我们可以把存储空间看成是数字世界的土地，而构建于数字世界的各类应用便是土地之上的各种类型的建筑了。其中去中心化的属性是最重要的，因为你总不希望在数字世界里的房子是可以随时被别人窥视内部，或者随时可能被某个中心收回的吧。所以，去中心化的存储便是承载这个数字世界的基石，也是Web3.0的重要基础设施。3、5G引领的数据爆炸时代的重要基础设施
随着5G网络传输技术的进步，其他围绕着数据的技术，比如智能家居、物联网、VR/AR、智能汽车等也在乘上这班快车，并快速进化中。基于此，智能设备会遍布世界上的每个角落，万事万物都可以记录并收集数据，可以预见在不久的几年后，我们每天产生的数据会呈指数级增长。据IDC预测，全球数据圈的规模将由2018年的33ZB增长至2025年的175ZB，且文本、图片、视频等非结构化数据将拥有更高的增长率，在整体数据圈的占比也将持续增加。
但是现有的中心化存储方式始终有瓶颈，正如我们之前提到的，它并没有去重的功能，一份文件有可能在网络上存储成百上千份造成大量的浪费。尽管像亚马逊、阿里、腾讯等科技巨头已经纷纷声明将在未来几年斥巨资修建众多的数据中心，但数据爆炸的扩展速度很可能会超过数据中心的建设速度，更重要的是，传统中心化的存储方式决定了它仍会浪费大量空间在存储同样的内容上，所以不在根本上改变存储方式，是难以适应时代的发展的。因此，去中心化存储一定会登上历史的重要舞台。并且，存储市场的扩容，也决定了这块蛋糕注定不能被巨头垄断，以去中心化存储的方式，全民参与数字世界的建设一定是未来的趋势。去中心化存储项目发展情况
去中心化存储作为区块链应用的重要场景，当前已经出现了很多优质的项目。我们以Filecoin、Storj、ARweave为例，简明扼要的阐述当前去中心化存储项目的发展情况。1、Filecoin
Filecoin是IPFS背后的团队——协议实验室所做的IPFS的激励层区块链，IPFS本身作为协议已经可以正常使用了，但是如果没有激励，其他人凭什么会愿意将存储空间提供给IPFS呢？于是Filecoin便承担了激励的角色。Filecoin的目标是构建一个基于IPFS的存储市场和检索市场，同时也是一个开源的云存储市场、协议和加密资产，是较早出现并且共识最大的去中心化存储项目之一。在Filecoin中，矿工是网络的重要参与者，与以往常见的挖矿不同，他们提供的不是计算能力，而是存储能力，确切的来说是按照所提供的有效存储空间为依据来判断参与者对整个网络的贡献值，并根据贡献的占比获得区块奖励。当前Filecoin已经具有了足够的存储供应，达到了存储算力超过网络基线的基础目标，并开始了其加密经济激励机制向第二阶段的中期愿景迈进的新篇章。其激励目标从粗放的容量建设转向建设与供需相匹配、全面可持续发展的容量。未来的Filecoin会向着更加高效的方向迈进。
而于此同时，有众多优秀的项目加入到Filecoin生态Showcase计划之中。涵盖了数据库、DeFi、中间件、交易平台、云教学、医疗等多个领域，并与WolframBlockchainLabs、Chainlink等达成了合作。2.Storj
StorjLabs提供了端到端的加密和负担得起得分布式云存储，是一个去中心化基于区块链的分布式云存储系统。其底层基础是基于以太坊构建的。Storj利用其社区成员共享得备用磁盘驱动空间为开发人员、运营团队、公司和其他需要安全云存储的人员创建一个安全网络。其目标是成为抗审查、不会停机的去中心化云存储平台。Storj网络包括三个主要组件:存储节点、卫星和上行链路。存储节点的作用是存储和返回数据的。上行线路是一种软件或服务，它可以把数据输入进去或直接从网络中获取数据。卫星的作用是作为上行线路和存储节点之间的一个中介，它可以促进存储交互，并决定哪个存储节点将存储哪些文件。卫星与存储节点的关系是非常重要的。卫星负责向存储节点支付网络使用的存储和带宽费用。存储节点则希望为网络存储尽可能多的数据，这样它就能赚到最多的钱，而要实现这一点，在很大程度上需要依赖于卫星的帮忙。两者相当于生产方与渠道方的相辅相成的作用。
当前Storj已经有2万个租户，1.8万个矿工和8PB的存储空间可以进行使用。可以接受BTC、ETH和Storj通证多种方式进行支付，并且与ETCLabs、zkSync等多个项目达成合作关系。其商用化云存储平台Tardigrade已投入使用，正在为企业级用户提供去中心化数据存储服务。3.ARweave
Arweave则是另一种思路的IPFS激励层，它的目标是提供基于区块链技术的永久保存数据，是一个永久性的无服务器网络。Arweave认为数据存储成本和摩尔定律类似，会逐渐下降，所以用户只有将数据添加到区块链上时才需要支付存储费用。同时Arweave不会要求节点保存所有的区块数据以增加区块链的持久性。Arweave挖矿的设备要求和家用电脑接近，只需要4核8GRAM和512G的硬盘就可以参与。矿工通过作为节点存储数据获得激励，保存的区块数量越多，越可能获得出块奖励，获得的出块奖励也越多。当前Arweave网络中存储的数据达到了7.85TB，并且在全球有151个节点，平均日交易量达到了26110笔。单日使用数据达到了888GB的历史高点，越来越受个人用户的青睐。
去中心化存储提供了一种安全、私密且价格低廉的去中心化存储方式。随着越来越的人对去中心化存储的共识和需求的增加和监管的规范化，去中心化存储项目正在逐渐成为主流。波卡上的去中心化存储
有了主流的去中心化存储项目的思路，波卡生态上的去中心化存储项目又是怎样的情况呢？1.Filecoin转接桥
Filecoin其实也可以看做是波卡生态之一，Filecoin也一直与波卡有某些渊源。Filecoin的创始人Juan一直是Web3.0的忠实信仰者，而其Filecoin和IPFS所做的去中心化存储也正好是Web3.0的重要组成部分。当波卡背后的Web3基金会举办Web3Summit时，Juan作为Web3.0的布道者，自然成为了Web3Summit的常客，在2018年和2019年都能见到他在大会上分享对Web3.0的见解。
而去中心化存储Filecoin+IPFS在Web3.0的贡献也获得了波卡创始人Gavin的认可。2019年12月，当波卡创始人GavinWood在一场推特上的AMA活动上，被问及：目前Substrate的储存方式有哪些？我知道有SubstrateLFS和Substrate核心概念的存储。路线图是怎么计划的？Gavin表示：我们正在研究一种作为平行链的初始存储解决方案。无论我们做什么，它都很可能集成到IPFS中。我也希望当Filecoin上线的时候能桥接到它。
因此，将Filecoin及其背后的IPFS作为波卡生态的一部分，是有据可依的。而从Gavin的表述来看，未来Filecoin很有可能获得一条公共利益平行链作为官方支持的Filecoin转接桥。当然，波卡生态并没有限定一条公链只允许有一个转接桥。以以太坊为例，除了官方支持的SnowFork所做的以太坊转接桥，其他还有诸如Plasm、Darwinia也都在做以太坊的转接桥。同理，Filecoin作为重要的生态，也有许多其他的波卡生态项目想要将Filecoin桥接到过去，并通过自己链接到波卡生态上。2020年3月，波卡的生态项目ChainX透露正在开发Filecoin桥，ChainX作为资产跨链网关，其目标是将任何有价值的资产接入区块链网络，从而构建万链互联，价值自由传递的Web3.0生态。而Filecoin可能会成为所有区块链项目的基础设施，借助IPFS技术和Filecoin网络，可以解决存储方面的问题，这就是ChainX接入Filecoin的原因。2.Crust
Crust是去中心存储的激励层协议，包括了IPFS在内的多种存储层协议，并对应用层提供支持。同时Crust的架构也有能力对去中心化计算层提供支持，构建一个重视数据隐私和所有权的分布式生态。与Filecoin不同的是，Crust并不是一条单独的公链，而是Polkadot的平行链。基于Substrate框架开发，共识算法、链下工作机、升级机制等都和波卡生态保持一致，所以Crust链的成熟度反而比Filecoin更高。由于Crust核心证明机制通过基于TEE的本地存储校验实现的，并不需要大量的算力，降低了对矿机配置的要求，同时矿工在Crust挖矿时不需要预先购买Token进行“前置抵押”。有许多家用办公级别的处理器就可以进行挖矿，挖矿门槛更低。
当前Crust推出了与主网功能相同的CrustMaxwell测试网，集成了代币质押、去中心化存储市场DSM及文件检索机制等核心功能。并且在社区得到了极好的反响。同时Crust推出了三大应用场景，分别为去中心化网络部署及运行、NFT数据存储、P2P内容存储及分发，与Uniswap、PolkaApps、Kaka、Coinversation等生态项目展开了合作。对当下去中心化存储现状的总结和思考
纵观当前主流的去中心化存储项目，我们十分看好这个生态位的前景，但是仍然有一些情况值得我们思考。1.思考
1.1、商业应用场景仍未得到大规模验证虽然个别项目在摸索商业化落地，但是距离大规模的商业落地还遥遥无期，而像Filecoin这样的知名去中心化存储项目，还停留在挖矿阶段，所以，去中心化存储如何让传统所接受是一个值得探索的问题。哪个项目能克服这个困难，就好比是Coinbase上市之后，可以直接获取到传统领域的海量市场一样。1.2、经济模型存疑像Filecoin所要构建的存储市场和检索市场，其中是用其通证FIL作为支付的媒介，那么这里就会有一个问题。流通的需求与币价的涨跌是互相抑制的。如果A是存储提供商，B是购买存储服务者，当B支付一定数量的FIL给A时，如果token涨了，A就赚了，但是对B来说就亏了，他就不那么情愿去支付；反之，如果token跌了，B就赚了，但是对A来说，收到的钱就少了，他就不那么愿意收款。所以，token的波动会抑制贸易的进行，也就不利于FIL的存储市场和检索市场的活跃。那么有没有什么办法呢？有的，如果用FIL铸造一个稳定币，做成稳定币+FIL的双币体系，稳定币用于存储市场和检索市场，而FIL作为承载整个Filecoin的发展红利，便可一举两得，但是目前还未见到Filecoin有如此的设计，需要进一步观察。1.3、存储的法律风险由于去中心化存储自带隐私功能，对于保护我们个人隐私很有帮助，但是反过来看，如果是存储的内容是不法内容，去中心化存储不就成为了某些犯罪分子的温床了吗？目前来看，我国对于去中心化存储还处在默许其发展的阶段，主要还是因为Filecoin还处在纯挖矿阶段，还没有到商业应用阶段，所以不确定之后Filecoin能够真正存储内容后，我国的政策是否会强监管。另外有一点也需要注意，目前国内开始打压PoW类的挖矿行为，为了满足碳达峰和碳中和的目标，虽然没有明确表示要严打存储类挖矿，但是像北京等个别城市是也在严打存储挖矿的，今后，政策风险会是国内去中心化存储挖矿的一个达摩克利斯之剑。而海外，也有观点在讨论去中心化存储上的不法数据带来的社会隐患，所以，如何在监管与隐私，中心化与去中心化之间找到一个平衡点，是去中心化存储的一大难题。2.启示
2.1、IPFS正在成为趋势IPFS的网络效应正在逐渐形成，就好像是现在的许多新兴公链都会兼容以太坊的虚拟机EVM一样，许多做去中心化存储的项目也会兼容IPFS，因为目前IPFS在去中心化存储方面有最大的共识，开发者和应用也最多，兼容IPFS可以在开发上减少重复造轮子的麻烦，也可以直接链接到众多开发工具和开发者，十分有利于发展生态。不仅是区块链项目，就连传统互联网巨头也在纷纷布局IPFS，早在2019年，微软旗下的AzureMarketplace就发布了IPFS产品，该产品可以创建IPFS节点的权限网络，以形成去中心化的存储网络。除此之外，全球第一视频平台Netflix、谷歌、华为云、京东、火狐、Opera浏览器、Brave浏览器也都表示做了IPFS相关的部署。如此看来，似乎IPFS真的在朝着取代HTTP协议的方向前进，提前布局IPFS会是把握去中心化存储红利的一大思路。2.2、这个赛道仍有很多机会从存储的机制上来说，去中心化存储可以极大的减少存储空间的浪费，光是这一点来看，这个赛道就是存储方式不可或缺的一种转变，而除了Filecoin以外，我们也见到有许多新奇的思路，像ARweave和Crust就是基于IPFS做了另外一种思路的激励层，所以，我们完全有理由相信会有更多的激励层思路推出。更何况，这其中还可以根据激励层的设计思路，去定位为存储的细分领域，比如ARweave更倾向于永久存储一些贵重的信息。亦或者，类似Storj做成商业化的应用。2.3、传统存储巨头入场的竞争正如前面所述，IPFS也吸引了众多传统互联网巨头的注意，这会带来一些变化，一是他们会结合自身的需求去探索半商业半去中心化的方式去开展存储相关业务，二是他们会像Paypal等传统支付巨头入局加密货币一样，当IPFS的商业落地被摸索清楚之后，他们入局所带来的用户和资金量或许会一举超过之前去中心化存储在加密货币领域的积累。这会对现有的去中心化存储项目带来竞争的压力，但危中有机，这同时也带来另一个契机，因为有更多的资金和用户关注到这块了，能否把流量和资金吸引过来，届时就要各凭本事了。不可否定的是我们正站在通往Web3.0的时代入口前，在这样一个大时代面前，数据存储作为重中之重的赛道必然会受到众多人的关注。当然，我们既可以是时代的参与者也可以是生态的建设者，如此，方能共同享受到Web3发展带来的红利。特别鸣谢：感谢波卡中文第一社区PolkaWorld、知名区块链媒体区块链骑士对本文的支持。参考资料区块链行业新基建：分布式存储给互联网带来了什么？一文读懂Storj卫星云存储网络运行原理《去中心化储存之战：Filecoin与Arweave的对决》
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