作者：Tony
來源：IPFS原力區
6月10日，Filecoin官方釋出測試網獎勵計劃；6月19日，測試網重置；7月初，開啟400萬枚Filecoin爭霸賽，全球礦工將透過儲存量排名來搶奪Filecoin第一批獎勵。
在瓜分價值3.44億元的Filecoin歡騰之際（參考Gate上FIL/USDT 上線後6個月期貨價格，約86元/枚），我們也需要了解去中心化、中心化儲存的局勢。
（圖一）全球資料增長率，來源：世界經濟論壇-Visual Capitalist，2019-06
隨著網際網路時代的快速發展，各行業逐步全面走向數字化，未來可見，處理資料的方式越來越捉襟見肘。到2020年，全世界的資料量預計達到44ZB。預計2025年，全球每天會有463EB的資料產生，相當於每天產出約2.1億張DVD碟（圖一）。
目前解決資料儲存迫在眉睫，儲存能否承載大資料爆發增長？是否存在更好的解決方案？
一、全球雲端儲存市場規模：雲端儲存需求並不滿足資料增長
（圖二）2020-2027全球雲端儲存市場趨勢預測（百萬美元），來源：Data Bridge，2020-03
隨著技術普及化、新冠肺炎大流行、移動遠端工作和影片會議正在加速轉向雲端，雲服務儲存的便利會逐步泛民化，企業越來越多地將雲端儲存視為高效協作的一種手段。
從2020-2027全球雲端儲存市場趨勢預測(圖二)可知，預測2027年雲端儲存市場預計將達到272.20億美元，雲端儲存市場複合增長率為24.41％。與全球資料增長對比（圖一），2020-2025年資料複合增長率約275%。因為資料未來會劇增，目前預測雲端儲存規模增長遠遠不夠滿足全球使用者需求，僅限於一些企業級服務。
除此之外，目前雲端儲存服務還存在很多中心化本身的問題：修復能力不夠；伺服器不穩定；資料隱私安全等。
尤其，頻頻資訊洩露事件讓使用者資訊無處可藏，資料隱私安全成為了雲端儲存最迫在眉睫的困難（圖三）。
（圖三）近期中心化儲存潛在安全隱患事例（不完全統計），來源：IPFS原力區，2020-06
特別是在公共雲的伺服器上儲存，安全漏洞的可能性很高。該隱患會大大抑制了雲端儲存的增長勢頭。即便大多數雲提供商都提供保障，但是承諾有限的安全性。
與此同時，IPFS早期佈道者胡飛瞳也就此曾釋出過觀點：“在中心化資料儲存的世界裡，使用者不僅為資料儲存付費，而且還得不到很好的資料保護，這一現象必須改變。透過去中心化，使用者可以自己管理自己的資料，加密儲存，授權訪問，安全備份等等特性的實現將大大加強使用者的隱私，也能增強資料的長期儲存，同時，有望透過共享的模式大大降低費用。這是資料儲存發展的必然方向。”
假如我們使用去中心化儲存會怎麼樣？以下看看兩者的對比。
二、中心化儲存VS 分去中心化儲存？
- 中心化儲存
中心化儲存可以簡單理解為現有的通用雲端儲存，是一個以資料的儲存和管理為核心的雲端計算系統（圖四）。換言之，雲端儲存就是將儲存資源分享到同一處儲存空間，使用者可以隨時隨地透過任意可連網的裝置訪問該空間。我們平時用的中心化儲存就有icloud、百度雲盤、Google Cloud等。
（圖四）中心化儲存工作原理，來源：IPFS原力區，2020-06
- 去中心化儲存
去中心化儲存是一種透過分散式儲存技術將檔案或檔案集分片加密儲存在供應方提供的儲存空間上，點對點的提供儲存或接受儲存的服務形式，不過度限制於某一中心儲存（圖五），該供應商可以是普羅大眾。其主要特性是保障資料安全性、更高效、低成本、網路更為穩定等，類似的儲存專案有IPFS、Sia、Storj 、Arweave等。
（圖五）去中心化儲存工作原理，來源：IPFS原力區，2020-06
然而，去中心化儲存有何優勢？
去中心化儲存：資料丟失隱患？不存在的
（圖六）360雲盤關閉事件，來源：百度百科，2020-06
現階段，中心化儲存服務（包括雲端儲存）與公司經營管理掛鉤，就是使用者的資料能否繼續儲存與否取決於公司的服務週期，一旦儲存公司陷入困境，使用者需要更換儲存服務商，這會導致使用者在使用上的不便利。360雲盤關閉也是當時轟動一時的公共事件，截至2016年，還存在很多使用者資料無法下載回來的問題。
因為去中心化儲存具備區塊鏈特質，可以彌補過度中心化缺陷。其儲存網路的拓撲結構可以是P2P網路（圖七），可以是使用者，也可以是存在幾個聯盟的中介服務商或運營商的去中心化網路，拋開了單一或寡頭中心化儲存服務商經營風險。
（圖七）最早的Napster P2P拓撲結構，來源：intsci.ac.cn，2020-06
去中心化儲存價格優勢也甚為明顯，便於叢集化上線後快速搶佔儲存市場，豐富儲存生態。
未來叢集化的去中心化儲存企業規模落地、完善服務的多樣性後，直接衝擊傳統雲端儲存服務，大大降低使用者儲存成本。
資料不安全，何以安天下
（圖八）IPFS上資料儲存流程圖，來源：IPFS原力區，2020-06
（圖九）IPFS運作原理圖，來源：coincentral.com，2018-02
星際檔案系統IPFS誕生於2014年，是一個旨在建立持久且分散式儲存和共享檔案的網路傳輸協議，它是一種內容可定址的對等超媒體分發協議。簡而言之，使用者透過釋出訂單尋找合適的儲存礦工，資料加密後，並將分割後的資料傳送給儲存礦工儲存，資料加密以及隨機性的資料包儲存，大大保障了資料的安全性（圖八、九）。使用者可以將本地檔案新增到IPFS檔案系統，然後被自動載入到網路，使其可供全世界使用。而Filecoin是該專案的激勵層，主要是為了激勵IPFS網路上的資料儲存而建立的，充當價值交換的媒介。
全球網路節點共護網路穩定
去中心化儲存網路（Filecoin和Sia）與HTTP網路服務性質差異有體現在長時間的儲存服務，不同於HTTP網路的宕機、主網儲存損壞等，因此該網路需要礦工長時間穩定工作參與挖礦維持網路的穩定，礦工不可能隨時出入，同時Filecoin 和Sia採用抵押機制，一旦掉線會導致礦工抵押的token被沒收，這就導致家庭儲存硬體在運維、安全、穩定等角度都難以達到參與挖礦或者維護網路的要求，需要專業化的儲存服務商提供24小時不斷網斷電，叢集化規模，大大提高使用者的儲存服務。
三、引爆去中心化儲存領域，哪些明星專案未來可期？
- “自由撮合”儲存：Filecoin/IPFS
Protocol Labs是一家專注於網路協議和軟體系統的加州研發實驗室，於2014年推出星際檔案系統(IPFS)，2017年IPFS團隊宣佈成立Filecoin。
其中，IPFS旨在挑戰現有的超文字傳輸協議(HTTP)並支援Filecoin資料儲存平臺，IPFS其屬於協議層；其“激勵層”Filecoin專案在2017年1CO並在首次受監管的代幣銷售中進行，剛剛推出就籌集了2.57億美元的創紀錄高額投資，成為2017年最大的1CO。
（圖十）Filecoin/IPFS，來源：timetocoin.com，2018-09
Filecoin該專案特點是使用儲存證明協議，該協議包括複製證明和時空證明，以確保資料主機真正儲存智慧合約中承諾的資料量。
Filecoin的“自由撮合”：任何使用者都可以基於其提供的儲存容量，可以成為Filecoin的礦工，並透過其提供的有效儲存來獲得市場訂單。根據Filecoin開發人員設定的市場價格，市場也會依據儲存空間、市場訂單情況等來確定價格。儲存服務採購商透過Filecoin交換機上發出資料儲存訂單後，儲存主機向採購商提供報價，服務提供商競價投標，並以最低價格獲撮合訂單，創造了一個“自由撮合”市場。
Filecoin主要是改變了中心化的儲存服務形式，其經濟形式與亞當·斯密提出的自由經濟理論相似，即是讓有閒置儲存空間的使用者也可以為全球的儲存市場貢獻，讓儲存市場服務走向另外一個新的平衡，修正一家或者幾家儲存寡頭獨大的局面。
但該專案也存在另外一種風險：專案暫未上線以及如何配合國家金融科技監管問題。
- “高價效比”儲存：Sia
Sia由David Vorick在2013年所構思的區塊鏈專案，並於2015年推出，是最早落地的去中心化儲存專案之一。
與IPFS類似，也是一個去中心化雲端儲存的專案，其使用Twofish演算法對網路中所有資料進行加密，以保障資料的儲存；同時也滿足小儲存採購商的需求，讓儲存滲透到了下沉市場，滿足更多小而多的儲存採購商的需求；系統預設是分發給30臺主機，10臺主機可以恢復資料，從而消除了任何單點故障，並確保了可與中心化雲端儲存提供商匹敵的正常執行時間。
（圖十一）Sia規模，來源：sia.tech，2020-06
自籌資以來，Sia透過風險資本基金和撥款成功募資了165萬美元。這些風險投資家包括Procyon Ventures、Fenbushi Capital和天使投資人李笑來。2019年，Sia獲得貝恩資本、柏尚投資、Dragonfly Capital Partners350萬美元A輪融資。
Sia的最大優勢：“高價效比”的儲存。Sia的去中心化雲端儲存成本要比現有的雲端儲存提供商低90％。其平臺上儲存1TB資料每月花費2美元，谷歌的資料儲存服務每月5美元/T，蘋果每月22美元/T，Amazon S3上為23美元/T，遠遠低於主流儲存市場的價格。
其不足是：其本身的PoW共識機制會導致嚴重的算力浪費和耗電問題，也難以公平的反映租戶的儲存和頻寬的資源供給能力，沒有足夠重視資料安全問題，系統故障風險。
- “強穩定”儲存：Storj
Storj最初於2014年推出，是一個去中心化的基於ETH的去中心化儲存系統，可以理解為基於P2P網路的Bit Torrent(BT)，主要面向金融應用的智慧合約平臺。該專案是基於以太坊的ERC20發售的Storj通證，快速在在一週內吸引到了Google Ventures、Ionic Security、Cockroach Labs等300萬美元的種子投資。
（圖十二）Storj，來源：p2pfoundation，2014-08
Storj的強穩定性。Storj創先把儲存任務分割對應為每個獎勵的Storj，保障儲存網路的穩定進行，激勵服務商活動有序進行。其不足是：Storj不是公鏈，依賴以太坊網路來支付gas費用，以及處理邏輯較為單一。
四、開創者Storj、搶攤者Sia，全能者Filecoin，誰鳴天下？
- 開創者Storj
Storj利用檔案分片打散儲存資料，並透過P2P兩邊加密進行保護。相比Sia，Storj更傾向於去中心化，促進互不信任的計算機有序統一的雲端儲存平臺，但其本身受限於以太坊本身。
- 搶攤者Sia
Sia透過快速落地、高價效比的儲存收費快速搶佔了2PB的儲存規模（圖十一），成為去中心化儲存份額較大的佼佼者。
（圖十三）Sia，來源：reddit.com，2018-06
Sia打散加密資料後，並且複製多份分發儲存在不同網路上，當使用者要讀取時，這些資料“重新組合”送達給使用者，這塊與IPFS相似。理論上，檔案碎片來源於不同儲存節點，這種多條鏈並行使去中心化儲存的速度遠大於中心化儲存的速度。其創先使用的抵押機制，大大保障了礦工一直線上以及網路的穩定；但是本身是PoW共識機制，本身會潛在電力浪費及雙花攻擊問題。
- 全能者Filecoin
除了Filecoin具備了以上兩者的大部優點（抵押機制、線性分發通證），其提出瞭解決電力浪費、防止作弊的解決方案。
防止作弊。因為Filecoin的“儲存礦工”實際上採用了一種稱為“時空證明”“複製證明”的新共識機制（EC共識）。EC公式透過反覆廣播他們正在智慧合約中儲存分配給他們的資料的證據，用證據證明他們已經儲存了資料。礦工需要不斷以複製證明的方式和規則來證明他們在工作，防止作弊行為。
防止電力浪費。同時Filecoin在打包區塊方式也有較大的創新，透過有效儲存做為一種“算力”，有效儲存越大，獲得打包區塊的概率越大，並且透過節點選舉的模式選擇打包節點，比起基於雜湊演算法的PoW的機制更高效節約，這種方式能夠支撐大規律的實時獎勵結算和交易結算，減少無效資料儲存以及電力損耗。
五、安全儲存，未來可期！
Filecoin百萬Fil測試網路似乎拉響了去中心化儲存 VS 中心化儲存的號角！去中心化儲存技術的逐步成熟，Storj、Sia和Filecoin等專案提出的創新解決方案，為未來戰役奠定了夯實的基建。其一旦落地，可以快速彌補中心化儲存市場的不足，從而惠普民生。
