深度:帶你走進EOS的儲存系統

買賣虛擬貨幣

海量資料

在一個完全去中心化的區塊鏈系統中,每個節點如果想驗證某一筆交易是否正確,則必須下載完整的區塊鏈資料,隨著時間的推移,區塊鏈的資料量呈線性遞增,以比特幣為例,每10分鐘產生一個區塊,區塊大小為1MB,每年的區塊增長速度為24 * 60 / 10 * 365 = 51.3GB,10年後,大概需要5T空間。EOS理論上可以達到百萬TPS,按照一個交易資料100位元組計算,1天的區塊資料量為1000000 * 100 * 60 * 60 * 24 = 7.8TB,一年的區塊資料量為7.8 * 365 = 2868TB,到了2023年大約需要14340TB的儲存空間,另外,還需要包括智慧合約程式碼以及使用者上傳的圖片、影片等等,所以,普通的個人使用者是無法承擔如此巨大的儲存空間的。

EOS如何解決這個問題呢?生產者節點負責儲存檔案實際的資料,而客戶端節點本地只儲存檔案的地址,所有客戶端節點可以透過地址遠端訪問檔案內容。這樣可以為客戶端節點節約大量的儲存開銷。

 IPFS分散式檔案系統

EOS使用IPFS分散式檔案系統作為底層儲存。IPFS是一種內容可定址、點對點、透過http協議傳輸的分散式檔案系統。IPFS採用content-addressable定址技術,即透過檔案內容進行檢索而不是透過檔案的網路地址。簡單來說,就是對檔案內容進行hash運算,將hash值作為檔名儲存在本地資料庫中,所以,只要檔案內容不變,則檔名也保持不變。

執行IPFS的節點,既是客戶端又是伺服器。客戶端透過傳送檔名到伺服器,請求下載檔案,伺服器會根據檔名到資料庫中查詢對應的檔案,查詢成功後將檔案傳送給客戶端,當檔案下載完成後,客戶端透過對檔案內容進行hash運算,將hash值和檔名作比較就可以確定檔案的完整性。

由於檔案是在遠端節點上儲存,所以IPFS本身不能保證檔案內容始終是可訪問的,例如,檔案被刪除或者遠端節點拒絕訪問等等。所以,需要有一套完善的激勵機制鼓勵伺服器節點提供穩定高效的儲存服務。例如,在Filecoin系統中,使用者需要為每次上傳和下載檔案支付一定的費用給伺服器節點。但是,這種付費模式會引起一些使用者的排斥,畢竟看著錢從腰包掏出來,而且一旦使用者忘記續費,檔案可能有被刪除的風險。

EOS儲存設計模型

為了獲得IPFS儲存空間的使用許可權,使用者需要持有一定數量的EOS儲存代幣(TOK)。每個EOS客戶端需要定義一個本地home目錄,用於存放IPFS檔案連結。連結內容主要包括本地home目錄路徑、檔名(檔案內容的hash值)、檔案大小。

使用者將檔案連結打包成交易資訊,簽名後廣播給區塊生產者,然後使用者透過EOS儲存軟體定義的標準化REST應用程式介面將檔案上傳到其中一個區塊生產者。接著,這個生產者會校驗檔案內容hash值和檔案大小是否正確,一旦校驗成功,生產者會將交易資訊廣播給其它生產者並同步到TOK區塊鏈上,表示檔案已經儲存成功。其它節點會透過IPFS網路同步儲存檔案資訊。使用者上傳檔案的流程如下:

檔案上傳成功後,當客戶端需要下載檔案時,只需要將檔名發給生產者伺服器,然後,伺服器透過IPFS檢索到對應的檔案傳送給客戶端即可。一般來說,IPFS檔案系統中的檔案都是隻讀的,因為檔案內容的細微修改就會導致客戶端校驗失敗。

EOS儲存的核心是IPFS,它提供了一個任何人都可以託管檔案的去中心化網路,這些檔案可以透過地址遠端訪問。區塊生產者實際代表了21個超級節點,每個超級節點需要擁有支援高吞吐EOS交易量的資料中心,可以在全球範圍提供檔案託管服務,而且只要有至少一個超級節點線上,使用者的檔案就是可以訪問的。

EOS儲存經濟學

1、區塊生產者如何盈利

IPFS本身不能保證檔案內容始終是可訪問的,例如,檔案被刪除或者遠端節點拒絕訪問等等。所以,需要有一套完善的激勵機制鼓勵區塊生產者提供穩定高效的儲存服務。

EOS儲存的商業模式有別於一般的雲端儲存提供商的按時按量收費模式,例如Amazon S3。持有TOK的使用者可以免費使用EOS儲存服務,當使用者上傳檔案後,所持有的TOK會透過智慧合約鎖定在區塊鏈上,這些TOK不能交易或者被重複鎖定。當使用者刪除檔案後,TOK會自動釋放,然後使用者可以將TOK轉賣或者進行下一次鎖定。如果TOK的價格保持不變,則使用者相當於免費使用了EOS儲存服務。其實,TOK每年會增發5%,發給區塊生產者作為貢獻獎勵,所以使用者持有的TOK會不斷貶值(假設TOK價格不變),相當於使用者把持有TOK產生的利息作為服務費,付給區塊生產者。

2、TOK儲存配額

區塊生產者們透過投票產生他們想要提供的儲存容量,儲存容量集合的中位數是所有生產者必須提供的預期容量。為了贏得選票,生產者會增加提供的儲存容量。每年的TOK總量是一定的,所以,如果生產者提供的儲存容量增加,那麼持有一個單位TOK所能使用的儲存容量就會相應增加。否則,一個單位TOK對應的儲存容量就會減少:

TOK儲存配額 = 儲存總量 / TOK總量

3、TOK價格

和EOS token一樣,TOK的價格也受二級市場的供求關係影響,如果EOS儲存的需求增加,則被鎖定的TOK數量會相應的增加,導致市場的流通的TOK就會減少,最終使得TOK的價格提高,持有TOK的使用者不但可以免費使用儲存服務,還可能在二級市場上轉賣盈利;相反,如果使用EOS儲存的使用者數量減少,則流向市場的TOK數量增加,TOK價格就會降低,持有TOK可能會承擔一定經濟損失。

EOS頻寬經濟學

在EOS儲存系統中,只有鎖定了TOK的使用者才能上傳和下載檔案,而普通的匿名網際網路使用者沒有許可權下載IPFS中的檔案。比如,我們在EOS系統中部署了一個類似YouTube的影片分享網站,某個TOK使用者上傳了一部電影,然後希望所有網際網路使用者能夠觀看該影片。但是,影片釋出作者並不希望為這些網際網路使用者支付TOK,來觀看影片,而且這也是一筆巨大的開銷。在這種情況下,如果每個影片觀察者都為自己的頻寬支付費用就完美了。但是,這種小額的高頻支付方式會讓使用者感覺每次觀看影片都要付費,所以,並不是一個理想的解決方案。更合理的方案是所有使用者永久的鎖定足夠覆蓋他們所需頻寬的TOK。

那麼,誰會為這些普通使用者的頻寬費用買單呢?答案是那些將業務部署在EOS系統上的DAPP開發商。這些開發商根據自己的業務規模購入適量的TOK,並透過鎖定TOK為使用者提供免費的頻寬服務。對於使用者來說,其實不感知DAPP業務的底層技術是中心化的還是去中性化的,只要開發商能夠向使用者提供優質的服務,那麼就可以透過收取增至服務費來盈利。並且,企業購入的TOK也相當於一筆投資,未來還有增值的可能。

總結

透過徹底改變經濟模式,EOS儲存有潛力從根本上改變去中心化儲存市場。透過消除了小額高頻率的支付,EOS將促進應用程式的創新發展,例如,上述提到的去中心化影片分享應用。史上第一次,一個去中心化的託管服務平臺可以媲美當前由中心化服務商提供的免費增值服務的託管平臺。

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