存储公链热门项目对比:Filecoin、Sia、Storj、YottaChain

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注:本文由中国台湾资深媒体、分析机构zombit撰写

2020年,区块链技术发展的重点切换到去中心化存储这一赛道,Filecoin主网计划下半年上线,Storj发布正式版产品,YottaChain上线3个月超越Sia成为全球存储容量最大的存储公链,海内外这些重量级项目相继取得重要进展,在去中心化存储这一区块链技术需求最真实、应用最成熟的领域各放异彩,相互竞争,正在为用户自主控制其身份和数据的Web 3.0添砖加瓦、夯实基础。本文则对这些去中心化存储项目各自长短作一番介绍对比,以便建立更完整的行业认知地图。

存储去中心化、区块链化为何是必然趋势?

今天,全世界有近三分之二的人口连接上网。通过Web 2.0过去二十年互联网实现云计算、移动化、社交化的趋势,无数丰富的互联网应用和服务通过各种计算机设备将我们的数字生活和现实生活融合在一起,让我们每个人用以前无法想象的方式与数以千百计的个人、企业与机构时时刻刻进行互动,产生大量由0和1组成的二进制数据。据IDC统计,2018年全球产生的数据量达到 33 ZB(1 ZB等于1兆GB),到2025年将达到 175 ZB。

未来,全球技术创新将由边缘计算、人工智能物联网之间相互作用来驱动:边缘计算在大量设备中捕捉数百万数据点,不断进步的机器学习算法吸收利用这些丰富的数据,位于底层的去中心化数据将支持安全可扩展的通信以及更公平的激励。

毫无疑问,我们正在踏入海量数据处理时代。在IT基础架构技术为应用层提供的存储、计算和网络能力中,存储技术是其中重要组成部分。随着数据处理、计算能力和网络带宽的不断提升,IT存储技术从桌面级存储、企业级存储升级至近年来个人企业普遍采用云存储(数据持久性从年故障率为1%的2个9提升至年故障率为0.000000001%的11个9)。

以存储作为服务的商业模式由来已久,亚马逊2006年开始推出Amazon Web Services(AWS),将自己的服务器和存储空间租借给用户,降低了开发者创建并管理服务器基础设施的开销。虽然云储存服务功能不断改善,价格也愈加亲民,但随着近年来数据的数量规模及重要性日益凸显,云存储也面临种种瓶颈:频繁的数据泄露、服务的限制性、运营商停运风险等。以全球第一的公有云厂商AWS为例,仅在去年6月和8月,就在中国华北、日本和美国东部等区域因为光缆被挖断、停电及设备故障发生服务中断、数据丢失的事故,给不少客户造成不小的损失。

因此,要从根本上解决传统存储中心化模式的弊病,去中心化存储成为必然趋势。这一存储技术以冗余的多个跨地域的存储节点组成广域网存储池,各地域之间采取故障域隔离,几个地域出故障不会丢数据,数据持久性在15个9以上,可以满足海量数据时代人们对于数据存储容量和数据持久性的更高要求。

目前业界正在研发或投入运营的去中心化存储系统无一不利用区块链技术和经济模型进行激励,这是因为——

一、去中心化存储系统需要建设分布在各地的海量节点,动员激励拥有存储空间的人把自己富余的存储空间共享出来,就成为主要的实现方式和挑战。如果没有激励,就无法吸引足够多的节点加入,也不能保证每个节点服务的稳定性。BitTorrent和IPFS的早期实践表明,即使是广受欢迎的系统,如果缺乏有效激励机制加持,也难以保证其节点数量和服务稳定性。

二、用区块链通证来激励,可以短时间吸引矿工加入形成较大规模网络,还可通过通证质押奖惩机制保证服务稳定性。更重要的是,区块链具备无需第三方的“去信任化”特性,可通过代码合约自动执行奖惩,公开公正透明,并用通证协调引导所有者、生产者、使用者、投资者的利益博弈关系,实现多赢。

IPFS与四大存储公链简介

IPFS

IPFS(InterPlanetary File System,星际文件系统)并不是存储公链,但中国公众(尤其是区块链从业人士)常常用IPFS指代其同胞项目Filecoin,甚至在大多数情况下指代分布式存储和存储公链。实际上,IPFS是美国Protocol Labs(协议实验室)开发的去中心化内容分发协议,其官方实现是目前最著名的去中心存储技术。2015年5月5日上线以来,目前已有超过50 亿个文件上传至 IPFS,超过100个区块链项目采用 IPFS 存储数据及文件,现已成为去中心化网络的重要基础设施之一。

IPFS创始人Juan Benet在斯坦福大学学习计算机时,想找到一种高效的方法来移动大小在10到100GB甚至更大的科研数据集,于是设计出了IPFS。它看起来像是Git和BitTorrent的合体:Bittorrent 提供了在网络上快速移动大文件的能力,Git为数据提供内置的版本控制。Juan Benet很快意识到,IPFS的作用远远超过了移动大型数据集,他实际上创建了一个协议,有可能取代HTTP(超文本传输协议)的协议,一种全新的存储访问网络信息的方式。 

无论官方还是业界,都把IPFS的雄心和目标视为对现在互联网建基于上的HTTP的补充甚至取代:人们用IPFS和内容哈希值访问网页以代替现有的“HTTP+域名”的方式,只要IPFS网络上有该网页,不管它被移动到了哪个节点上都能被访问到,这让网站内容可以不因服务器关闭而更长久和有效的存在。可以说,IPFS非常适合CDN(内容分发网络)使用。热数据在全球各地都有副本,用户根据内容寻址,就近拉取。如果是没人用过的冷数据就不占用额外的存储空间。目前CDN市场规模大约在100亿美元左右,这是IPFS目前聚焦发力的市场。

IPFS作为协议为去中心化存储奠定了基础,但未能完全解决传统中心化存储的弊病, 其缺点主要体现在协议底层没有提供数据的安全机制,任何人只要知道了文件的哈希值就能任意访问该文件,如同放在网络上的没有要求登录的文件,都是公开可访问的文件,只是对方知道文件名及访问路径就可以随意访问,另外无法保证存储节点的持久稳定问题。IPFS正是需要靠以区块链技术为基础的激励层配合使用,才能发挥完美效用。

Filecoin

同样由协议实验室研发的存储公链Filecoin于2017年通过私募和爱惜欧总共融资2.57亿美元,创造当时爱惜欧最高记录。Filecoin旨在激励更多人进行去中心化存储,增加网络节点、保证服务稳定性。由于其存储共识机制先后掉进了VDF和SNARK两个坑里,其主网上线被迫多次跳票,从2019年2季度推迟到了 2020年3季度。Filecoin存储网络是一个没有门槛没有出入限制的点对点系统,理论上任何存储设备只要能运行Filecoin系统都能接入到这个系统中。那么为了在这样一个系统中做到提供尽可能多的存储,吸引更多的用户,Filecoin系统给愿意向这个系统提供存储空间的人提供通证奖励作为回报。另一方面,用户要往这个系统存储文件就需要使用通证作为费用。Filecoin的知名与成功在于起步早,所以已经逐步建立起自己的生态和声誉。Filecoin加入通证经济激励,弥补了IPFS的一些不足,但Filecoin没有彻底解决存储文件可靠性的问题,也由于没有加密未能解决存储文件的安全性问题,此外,它也不具备图灵完备的智能合约,无法成为一个通用的公链。

Sia

Sia是分布式云存储平台,无需注册,无需服务器,不需要可信任的第三方。Sia的白皮书说自己是利用区块链技术,打造了一个比传统云存储提供商更强大、成本更低廉的数据存储市场。Sia网络有自己的加密通证,叫做Siacoin,租户使用Siacoin从主机购买存储容量,而主机将Siacoin存入每个文件合同作为抵押并赚取Siacoin作为回报。Sia软件在上传文件前将文件分成30个部分,每个部分将分发到世界各地的主机上。这种分发确保没有一台主机出现单点故障,并加强了整个网络的正常运行时间和冗余。由于使用了文件片段跟纠删码技术,Sia可以以冗余的方式分割文件,30个片段中的任何10个都可以完全恢复用户的文件。如果30个主机中有20个离线,Sia用户仍然能够下载所存储的文件。另外,上传到Sia的每个文件段,是使用Threefish算法加密的(Threefish是一种开源加密标准)。由于Sia区块链的智能合约设置了定价、存储时长等参数,所以 Sia不需要中介或可信任的第三方。值得注意的是,Sia的主机租赁者并不能采用即用即付方式,必须预付文件合同中的存储费用。租户需要留出固定数量的Siacoin用于存储和传输数据,合同持续90天,当合同在一定期限内到期时,Sia会自动更新合同,如果合同没有续约,Sia会在合同结束时将未使用的Siacoin返还给承租人。但Sia的共识机制不是基于存储共识,而是基于pow算力共识的,这就构成了机制上的重大缺陷,而且没有图灵完备的智能合约,只是一个早期不完备的存储公链,目前影响力已经越来越小。Sia上线6年,总共才存储了不到1PB的数据,被YottaChain仅仅3个月就赶超,这就是一个明证。

Storj

Storj的目标与Sia相似,都是要做为企业服务的去中心化存储系统,但Storj与Sia最大的区别是没有自己的公链,而是在以太坊上发行Storj通证。2014年7月,Storj项目首次亮相,并且做了第一次通证的众筹,筹集了910个比特币,当时的价值是50万美金。后面经过差不多2年的开发,终于在2016年4月上线了Beta版;2016年底,发布了Storj的第二版白皮书。2017年2月-7月,又发起了一次众筹,这次相当于爱惜欧,筹集了价值3000万美金左右。2018年3月,Docker的创始人兼CEO, Ben Golub, 加入了Storj担任新CEO,2018年11月发布了第三版白皮书,2020年3月开始商用。

在Storj系统,首先对要存储的文件进行检索,然后加密文件和使用纠删码对文件进行处理,Storj认为使用纠删码能够大大减少带宽占用、同时避免等待长尾相应时间,从而带来巨大的性能优势。Storj有固定定价的即付即用模式,租户跟主机托管用户体验比较简单直接。Storj利用文件分片打散存储数据,并通过端到端加密进行保护,但是网络倾向于去中心化,而不是像Sia的那样分配。今年4月,Storj的商用化云存储平台Tardigrade正式进入商用阶段,这意味着有企业级用户可以在该平台上建立自己的存储端,体验去中心化数据存储服务。Storj对开源项目的支持十分重视,采用Tardigrade连接器在网络与开源项目之间充当桥梁的作用,用户在使用开源软件的时候可以将数据存储于Tardigrade网络,以体验到更加便宜和更加安全的数据存储服务。Storj更与诸多开源项目采用了共赢的合作方式,开源项目能够与Storj分享用户使用存储服务时所支付的费用,也丰富了Storj项目的生态。在支付方式上,租户可通过信用卡和Storj通证支付,而两者都具备时,优先扣除通证储备。然而Storj因基于以太坊ERC20发行,在安全性上仍有被女巫攻击的风险,而且更重要的是,Storj将至关重要的元数据管理的责任推给了用户,也就是说它没有提供一个完备的存储服务。鉴于普通用户根本不具备管理维护自身元数据的问题,而元数据一旦丢失则数据将无法访问(就像文件还存在磁盘上但目录丢失一样)。于是,Storj又提供了半官方的元数据管理服务,可以让用户将元数据托管到这些元数据管理节点上,然而这些元数据管理节点不仅数量稀少(全球只有三个),还是中心化运营的,这就失去了去中心化存储的意义。

YottaChain

YottaChain是存储公链的黑马,也是年长的后浪。作为存储公链来说,YottaChain在2018年才启动,在四大存储公链中是最晚的一个,属于后浪。但作为存储和密码学专业来说,YottaChain是基于创始团队长达10年的存储专业经验和超过20年的密码学专业经验构建的,又比IPFS/Filecoin、Sia、Storj更为资深,所以上线时间比Filecoin和Storj更早。YottaChain提供128+36的LRC编码(比纠删码更先进的编码技术),再加上心跳监测和自动数据重建,构成了完整的数据可靠性保障体系。YottaChain还提供端到端的零知识加密能力,可以保证其存储数据的安全性。YottaChain的存储共识是基于成熟的Hash,具备图灵完备的智能合约,除了提供存储服务外也可以作为公链使用。YottaChain也是国人的骄傲,由被评为中国十大青年科学家的王东临带领团队打造,在专业能力上有优势。YottaChain上线仅3个月就超越了Sia,暂时成为存储公链市场份额的第一,但在Storj和Filecoin上线后其第一的宝座将受到严峻的挑战。此外,YottaChain在社区运营方面有明显不足,即使是在中国国内,其知名度和影响力都不如Filecoin,在市值方面,虽然超过了Storj与Sia,可与Filecoin相比也有较大的差距。

四大去中心化存储项目对比

无疑,存储公链的出现给IT业界提供了一个非常出色的去中心化存储机制,将无数个分散的不可信任的节点连接起来,形成了可信任的文件存储系统。但存储公链并不成熟,更不完善,即使是头部四大存储公链仍然有缺陷存在。根据公开资料,将几个项目各自优势可通过下表进行简单对比。

存储公链热门项目对比:Filecoin、Sia、Storj、YottaChain

Filecoin、Sia、Storj、YottaChain几个项目相比较,Sia已经证明不被市场所接受, Storj也是历经了长达6年时间还尚未证明自己,中心化记账方式也被人诟病,未来应该还是Filecoin和YottaChain比较有前景。其中Filecoin知名度高,共识强,市值也远远超过Sia、Storj和YottaChain的总和10倍以上, YottaChain在四大存储公链中是后起之秀,但在存储技术和密码学安全方面都更为专业,目前市场份额也暂居第一,从投资价值来看,YottaChain的价值目前仍处于估值低位。

去中心化存储化公链的价值预测

本文以近年来的四个热点去中心化存储项目进行技术解读,对比了项目间的优劣。随着去中心化存储项目的接踵出现,为个人跟企业的存储需要打开了新的解决之道。

利用区块链技术为基础开发的项目,以文件分段加密去冗余、无惧节点数据损失、利用智能合约去中介化、更快的灾难恢复、更安全的数据等优势,已经踏上了跟传统的中心化存储巨头面对面进行竞争的征途。正是有这些不断创新的前行者,让互联网服务变得更加完善,让个人与企业能够享受更质优价廉的服务。

去中心化存储代替传统中心化存储是必然趋势,让我们拭目以待四条热门公链的未来发展。

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