儘管公司間的競爭可以讓使用者在多個服務提供商間進行選擇，但服務本身的性質通常會讓大眾開始關注資料隱私的保護與安全性。向雲端儲存的轉變也為資料盜竊創造了更多機會。歐盟主要隱私監管機構在其 2019 年報告中報告，與 2018 年相比，有效資料洩露事件增加了 71 ％。
分散式儲存網路將以多種途徑影響現有的雲市場。在去中心化網路環境中，使用者所上傳的資料將由多個節點進行管理與儲存，即便單個節點發生故障也不會對使用者資料產生威脅。
區塊鏈整合還可以自然包含公鑰加密。資料通常會在儲存到主機之前先經過加密，只有其合法所有者和所有者選擇與之共享的任何一方才能解密。這一過程可以使這些服務不受審查和操縱的影響，並使攻擊中丟失的任何資料對攻擊者無用。
此外，區塊鏈技術整合提供了對激勵層的訪問許可權，該激勵層可用於獎勵良好行為或懲罰惡意活動。這使得這些平臺可以透過服務全球市場來利用加密貨幣的全球性和無邊界性。
最後，分散式儲存解決方案是經濟高效的有力證明。區別於資料孤島產生的大量開銷，分散式網路利用全球使用者裝置中未使用的儲存容量，激勵使用者為網路貢獻其儲存空間。在理想情況下，這將產生大量供應關係，從而長期壓低價格。
不利的一面是，分散式儲存技術的複雜性也催生了許多亟待解決的問題，否則可能無法為使用者提供與現有中心化儲存服務可比的體驗。比如原始可擴充套件性，構建激勵層的基礎設施以保持開放的市場，以及確保遍佈全球的動態網路的資料完整性。
分散式儲存專案
儘管分散式儲存市場逐漸熱鬧了起來，但仔細考量這些專案，各自都有偏向的目標市場和場景。今天就先來介紹以下四個專案。
NeoFS
早在 Neo 白皮書中就提到了 NeoFS 的概念——去中心化儲存系統。
該系統由 NeoSPCC 負責開發，旨在讓企業和個人可以擁有安全與透明的儲存服務。NeoFS 將資料的控制權完全交還給使用者，使用者可以選擇儲存服務的地理位置、可靠級別、節點數量、硬碟型別、容量等儲存屬性，也允許各地使用者選擇符合當地資料監管的儲存方案。
NeoFS 透過商品或企業級硬體從使用者那裡獲取儲存空間，將未使用的 HDD / SDD 容量出租給網路，以換取 GAS。透過在網路多圖上使用集合點雜湊可以較準確地計算資料放置，即使在去中心化環境下，該解決方案也可透過消除節點之間不必要的後設資料傳輸需求來實現極高的可擴充套件性。
該解決方案還引入了互動式的零知識證明協議，協議基於同態雜湊來非同步保持整個網路上的資料完整性，提供統一的稽覈；若未能透過稽覈將會阻止付款，防止節點嘗試透過刪除資料來操控網路。
Sia
啟動於 2013 年的 Sia 是一個基於 POW 的分散式儲存專案，旨在提供一個去中心化的、有獎勵機制的、資料加密、低廉費用、使用方便的雲儲存系統。
使用者使用 Sia 的客戶端上傳到檔案，Sia 客戶端將會把檔案分割成多份比如5份，分別存放到 15 個主機中, 即表示一份檔案同時儲存在 3 個備份，而且每個主機只儲存一部分檔案的資料，這就保證了資料的隱私性，沒有人可以偷窺你的檔案。
透過 SiA，一個檔案可以有多個備份，確保檔案不會被他人偷窺，並且可以隨時隨地地下載檔案。使用者在託管主機檔案的同時，也可以把自己的電腦當作主機，託管他人的檔案，賺些託管費。
自 2016 年 6 月首次釋出穩定版以來，Sia 在軟體開發和儲存網路增長方面均取得了持續的進步。根據 siastats.info 的資料，該網路最初側重於歸檔應用程式，當前儲存的資料超過 800 TB，並且在全球分佈著 300 多個活動主機。
Filecoin
Filecoin 是由協議實驗室發起的，該協議實驗室是廣受歡迎的行星際檔案系統（IPFS）的建立者。於 2015 年啟動的該系統是一種點對點儲存網路，旨在徹底改變資料在網路上的分配方式。
與超文字傳輸協議（HTTP）（當前的 Web 標準）不同，IP 是在 Web 標準中從託管資料的特定位置請求資料的，而 IPFS 請求僅指定資料的加密雜湊。可以將其視為類似指紋的識別符號。
自 IPFS 釋出以來，這已被證明是其主要弱點-需要激勵節點固定內容並保證其可用性。這就是 Filecoin 發揮作用的地方，被設計為 IPFS 的基於區塊鏈的激勵層。儘管尚未正式釋出，但該團隊在 4 月份的路線圖更新中報告說，其 TestNet 上已驗證的儲存超過了 5 PB。根據同一訊息來源，Filecoin 預計將於 2020 年 7 月至 8 月之間啟動其 MainNet。
Swarm
Swarm 是以太坊 Web3 支援的一個本地儲存服務計劃，提供了去中心化的 P2P 儲存服務，並且資料直接儲存在 DHT 表中。
Swarm 的主要目標是提供充分的去中心化和冗餘儲存的以太坊公共記錄，尤其是儲存和分發 dApp 的程式碼和資料以及區塊鏈資料。從經濟角度來看，它允許參與者有效彙集他們的儲存容量和頻寬資源，以給網路的所有參與者提供這些服務，同時能夠接受以太坊的激勵。
備份與存檔
分散式儲存領域裡，一些最簡單的應用已經是當今最常見的儲存應用之一。雲端儲存已在個人和企業中廣泛流行，為那些希望長期保留重要檔案或在意外發生時增加冗餘設定的人提供了保障。
為了與當今的雲服務競爭，打算滿足此應用方案的分散式儲存提供商通常會將原始容量置於效能或頻寬之上。這使其成為開放式分散式儲存網路的理想用例，該網路可以在開放市場上出售任何裝置的未使用空間，從而透過大量供應來降低價格。
由於 NeoFS、Sia、Filecoin 和 Swarm 都提供了類似的基礎架構來支援開放資料儲存市場，因此它們都可以從這種用例中受益。同樣，每個專案都提供了一種資料複製機制來確保永續性，以應對分散式網路中固有的不確定性因素。每種協議都採用類似的方法，即使用糾刪碼或類似的技術來拆分資料，然後將副本分發到網路上的多個節點以實現冗餘。
為了確保節點可以保持資料的訪問性，對良好行為的鼓勵和定期進行資料完整性檢查（例如 NeoFS 的零知識資料驗證機制或 Filecoin 提出的複製證明）使遵循規則的成本比嘗試進行成本低欺騙網路。
在上述網路中，Sia 當前在備份和歸檔用例上保持主導地位，這是所討論的唯一具有有效 MainNet 的協議。Sia 的另一獨特優勢進一步鞏固了這一地位。其基於種子的檔案恢復服務，使使用者可以建立網路上儲存的當前檔案的快照。
該種子使使用者可以隨時隨地從任何位置恢復這些檔案，從而使其成為功能強大的工具。但是，該團隊指出，該解決方案並不是“一勞永逸”的，因為使用者必須確保檔案合同保持活動狀態才能還原檔案。這意味著使用者必須每隔幾周手動訪問 Sia 來續訂合同，或預留自動續訂的費用。
虛擬主機和內容分發
有時，目標並非主要是長時間保留資料，而是快速將資料提供給使用者。這是 Web 前端的典型情況，也適用於經常訪問的內容，例如音樂，影片或遊戲流。
為了滿足這些使用者的需求並與資料中心競爭，這些應用程式的儲存提供商可能會優先考慮效能（例如 SSD 優於 HDD）和大頻寬。此外，將內容放置在儘可能靠近使用者的位置有助於減少滿足檢索請求所需的時間。
當談到最佳化資料放置時，NeoFS 允許客戶在進行初始資料放置時進行自我最佳化。網路上的儲存節點可以在加入網路時定義其地理位置，儲存型別，容量和價格，為租戶在放置資料時提供重要資訊。例如，公司可能希望專門針對基於美國的儲存節點，以幫助更快地將資料傳遞給美國使用者。
此外，NeoSPCC 還建立了 CDN 服務，以進一步改善效能和延遲。與 Skynet 相似，可以使用快取和地理位置來最佳化資料傳輸，並透過獨立的 CDN 網路層請求儲存在 NeoFS 上的內容。將來，網路參與者將能夠使用或託管自己的 NeoFS.CDN Edge，即使資料完全儲存在另一個區域中，也可以提供健康的端點來儘快提供內容。
在 Send.NeoFS 服務中可以看到執行 NeoFS.CDN 的示例。使用者當前可以進行公共測試，可以將具有指定生存期的檔案上載到 NeoFS TestNet，並透過連結共享它們以演示服務。
以太坊的 Swarm 提出了一種特別優雅的解決方案。透過其節點同步和快取機制，Swarm 被設計為充當“ 自動縮放彈性雲 ”，其中特定內容的流行度的增長將增加附近快取塊的節點的數量，進而有助於最佳化路由。透過減少任何給定請求的平均跳數為終端使用者。
最終結果是一個分散式系統，該系統自然地對其自身進行了配置以實現快速分發，使其成為此類應用程式場景的有力競爭者，尤其是對於已經以其他方式與以太坊整合的服務。
Filecoin 採用了一種激勵機制來確保內容的快速交付。透過將網路劃分為儲存和檢索市場，幫助區分不同型別的儲存提供商（提供高容量的儲存提供商和專注於快速檢索的儲存提供商），可以實現此目的。這可以幫助使用者選擇更滿意的提供商，從而提供 IPFS 的基礎結構，以用作響應式 CDN /網路託管服務。
儘管在資料檔案市場中處於強勢地位，但從歷史上看，提供資料一直是 Sia 的弱點，該團隊旨在在2月份推出 Skynet（Sia 的第 2 層網路）來解決這一問題。
天網透過天網門戶（通常是私有使用的修改後的 Sia 節點）和天網 Webportals 進行操作。Webportals 是配有 Web UI 的可公開訪問伺服器，允許使用者上傳或訪問 Skynet 內容而無需任何其他軟體，類似於 NeoFS 的協議閘道器。
利用 Sia 後端進行儲存，Skynet 旨在為終端使用者增加檔案共享和內容分發功能，並利用門戶的改進延遲來及時交付請求。
儘管可能需要進一步的發展，才能使所討論的任何網路在一致的交付時間和成本方面持續挑戰當今的雲服務，但每個網路都表明，這幾乎可以肯定是“何時”而不是“是否”的問題。
透過智慧合約與鏈下資料進行互動
智慧合約平臺的建立為開發人員提供了一種用於不信任地執行業務邏輯的環境。但是，這僅涵蓋特定應用程式的一個方面。經常可能會要求使用者透過中心化 Web 前端訪問服務，從而重新引入信任要求，並且專案可能會執行或租用自己的伺服器來處理應用程式所需的任何其他資料。
儘管如上一節所述，儘管其中一些用例可以透過考慮到內容分發而設計的協議來滿足，但區塊鏈應用程式仍經常依賴於脫鏈資料儲存，從而帶來了對信任的擔憂。為了允許建立真正的分散式式應用程式，可以使用分散式脫鏈儲存來託管兩個使用者介面並替換這些集中式後端。
在理想情況下，開發人員可以將程式碼編寫到智慧合約中，以從鏈外源請求一段資料，對資料進行處理，然後保留更改或繼續進行操作。問題在於，智慧合約本質上僅限於執行環境提供的指令和資料集。
簡單地說；如果虛擬機器不具有訪問鏈下服務的能力，則必須將資料儲存在鏈上才能透過合同進行訪問。反之，這意味著資料需要與合同一起部署，或者透過事務聚合將其隨時間累積。
以這種方式在鏈上獲取資料可提供徹底的冗餘，但這伴隨著每位元組的極高價格，這不可能滿足許多開發人員的需求，尤其是在需要越來越大的資料集的情況下。
儘管 Sia 和 Filecoin 都表示有興趣透過跨鏈橋直接使智慧合約可以訪問脫鏈資料，但在設計合約與儲存網路互操作之前，必須與區塊鏈 VM 或 Oracle 服務進行適當整合。
NeoFS 是嘗試提供此功能的已知分散式式儲存網路中的第一個。Neo 的本機 Oracle 服務完成後，透過 NeoVM 執行的合同將能夠請求甚至操作 NeoFS 鏈下儲存的資料。這可以為集中後端提供一種功能替代方案，同時避免了對鏈上儲存相關的高成本和通常不必要的冗餘的需求。
這種整合使 NeoFS 成為唯一能夠滿足此應用場景的已知分散式式儲存系統，從而促進了可能成為第一個真正的分散式式應用程式的建立-在該系統中，可以以分散式式方式為應用程式的後端資料庫和麵向使用者的前端提供服務。
結語
面對目前雲端儲存的難題，如備份安全性、較高的使用費、操作便捷性等，區塊鏈技術的愈發成熟不斷為分散式儲存市場提供更多發展可能性。儘管目前，以上區塊鏈專案仍處於試驗階段，但它們指明瞭雲領域未來的發展方向。
在前不久的 Consensus 2020 大會上，NeoSPCC 資訊長 Stanislav Bogatyrev 正式宣佈了 NeoFS 的下一個里程碑目標：分散式去伺服器化計算，與可提供大規模計算的 Lamda 相結合，為實體經濟打造一個完全雲端化的服務平臺。
