分散存储：价值互联网的基础

内容赞助者IOV实验室

互联网已经发展。如今，Web参与者可以进入类似于电话簿的物理目录，并通过拨号在客户端和服务器之间建立连接的日子已经过去了。

互联网最初是分散的，现在已经集中化。随之而来的是，显然已经需要改进信息分发和存储的方式，因为诸如Google，Amazon，Facebook或Microsoft之类的大公司已经开始专注于各自的数据处理平台，我们分享或发展。

许多人将他们的项目和个人信息委托给提供大容量存储解决方案的这些公司，这清楚表明他们的利益可能是自私的。

违反个人数据的行为引起了数字社区的怀疑，尤其是在诸如Facebook，Google，Amazon或Microsoft等私有平台上对个人信息的操纵和交易方面。

服务器上的任何问题最终可能使数以百万计的人失去数据的潜在可能性并不能改善情况。

在许多情况下，我们转移对个人数据的所有权这一事实使这种观点恶化了，这也与审查和监视通过集中式Internet服务器传输的信息的做法日趋可疑有关。

分散存储的起源

多年来，这种情况已为创建分散式数据存储系统做出了一系列努力，这是提高Internet安全性，隐私性和自由性的关键要素。

回想一下，在90年代，人们从本地服务器存储了数据，并且通过向其他计算机的请求进行信息交换。在Internet的起源中，人们可以自己提供和控制文件，但是设置服务器需要在网络编程，网络安全和时间方面的丰富经验。

第一个试图通过交换p2p和开源文件（例如Napster，Gnutella和Freenet）达到Internet分散化的网络没有足够的基础架构，因为在某些情况下它们依赖中央服务器或没有功能强大的软件以便在分布式节点之间高效地查找数据。

随着胜利和失败，去中心化Internet协议（包括用于数据存储的协议）得到了发展。但是，大型数据处理中心继续在Internet上占主导地位，这是其操作不可缺少的一部分。那些开发用于交换Web内容的应用程序或平台的人在上述大型公司的中心之外找不到其他选择。

但是，由于区块链网络的出现，寻找替代方法以改善我们传输，下载和存储文件的方式已开始呈现出新的局面。诸如Swarm，IPFS，Sia，Storj或RIF Storage之类的项目正在朝这个方向发展。

分散存储如何工作？

分散存储系统的基本原理是创建一个分布式计算机网络，该计算机能够一起工作以容纳和检索以前的分段和加密信息，以便网络的不同用户可以确定他们的信息可以在需要的地方使用它，并免受自私的利益和恶意攻击者的侵害。

诸如Swarm之类的项目受益于以太坊基础设施和IPFS（行星际文件系统）项目，而IPFS是一种P2P协议，能够消除当前在Internet上占主导地位的中央服务的控制和限制。系统。

为了展示分布式存储协议的工作原理，我们将依赖IPFS，该项目于2017年创建，该项目提出了一种使用对等网络托管文件通过Internet共享数据的新方法。通常，分散式存储网络的框架可以总结如下：

资料来源：区块链研究所

这些用于分散数据存储的协议已经由Swarm，SIA，Filecoin，Storj和RIF Storage等网络进行了测试；旨在通过各种激励措施和方法来防止信息审查而刺激存储系统分散化的项目。

接下来，我们将以一般的方式描述其中一些系统的操作方案，即分散存储的主要指数。

群

Swarm是以太坊区块链上的分布式存储平台和内容分发服务，构成了以太坊Web3堆栈的本机基础层。它提出了一种点对点存储解决方案，该解决方案可以持续运行，抵抗DDOS攻击，具有容错能力，可以抵抗审查并且具有自给自足的功能，这要归功于其固有的激励系统。

Swarm协议（bzz）实现了以目标内容分发的块存储。听起来复杂吗？让我们解释一下：片段是任意数据块固定最大大小为4KB。这是基本的存储和恢复单元，其中文件分为Swarm，类似于拼图碎片，如果它们不能完全融合在一起，则什么也不表达。

对于所寻址的内容，此概念旨在指示上载到Swarm的内容片段与存储地址相关联以进行标识。该地址是通过散列函数以确定性方式从其内容派生的，该散列函数将片段作为输入，并返回32字节的散列作为输出。

哈希函数不可逆，无冲突且分布均匀。实际上，这就是使比特币（通常是工作证明）起作用的原因。

片段的哈希是客户可用来检索片段的地址，因为该哈希用于映射和定位网络中的此类片段。此外，上述不可逆且无冲突的寻址保护了数据的完整性：无论客户端如何得知某个地址，它都可以通过片段的哈希来确定片段是否已损坏或已被操纵。

片段到达其地址的协议过程称为同步。当节点需要片段时，它只是在Swarm中使用内容地址发布请求，而Swarm将重新发送请求，直到找到数据（或请求超时）为止。

组成Swarm网络的所有节点都专用于资源（磁盘空间，内存，带宽和CPU）来存储和服务片段，最终这些片段最终将存储在最接近每个片段地址（哈希）的节点中。

Swarm有一个称为Swarm Accounting Protocol（SWAP）的激励协议，它是一个“以眼还眼”的系统，其中节点计算他们请求和参加的数据量。如果要求节点提供很多分段，SWAP将通过第二层付款解决方案（如Raiden）发出付款请求。

与SWAP激励系统结合使用时，节点的合理利益应导致其存储高速缓存片段，因此应在请求时首先提供该片段，以提高其性能。结果，流行内容最终会通过网络进行更多的冗余复制，从而减少了获取片段的等待时间。

Swarm的目标是成为通用的存储和交付服务，一旦做好商业化准备，就可以解决从低延迟实时交互式Web应用程序到长期存储低使用率文件的用例。

新航

Sia于2013年初由MIT Hack事件构想而成，并最终于2015年启动。它使用工作量证明（PoW）算法来管理其区块链的管理，并结合了要求提供商的存储合同冻结（抵押）固定数量的令牌以换取存储文件的特权。

在存储文件时，提供商必须不断将存储证据上传到Sia区块链以验证其参与。如果存储提供商遵守存储合同中所述的服务条款，则将获得奖励；如果是这样，他们将从最终用户那里获得佣金。

Sia通过使用一种称为Reed-Solomon擦除编码的技术将要存储的文件分割为30个部分，该技术用于CD和DVD。该技术使Sia可以冗余地分割文件，这30个段中的10个足以完全恢复用户的文件。

在使用Threefish算法（一种开源，安全和高性能的加密标准）进行分发之前，每个分段均已预先加密。这与传统的云存储提供商（例如Amazon）不同，后者默认情况下不会加密用户数据，并且比现有解决方案提供更高的安全性，因为主机仅存储加密的文件段而不是完整的文件。

使用默克尔树功能的称为存储证明的过程使您可以验证每个段都属于特定文件。

使用Sia网络的人具有小额支付渠道，类似于比特币中的Lightning Network。通过这种方式，那些希望购买分散存储的人可以用siacoin进行支付，而那些提供计算机存储空间的人可以将siacoin作为智能合约存入抵押品。

Filecoin（IPFS）

Filecoin是一个去中心化的存储网络，参与者可以通过其存储服务获得奖励，从而建立了一种基于算法的市场。市场在具有本机令牌（也称为Filecoin）的区块链上运行，矿工通过向客户提供存储来赚钱，或者从相反的角度来看，客户花钱雇用矿工来存储和检索数据。

与比特币一样，Filecoin矿工竞争以巨大的回报破坏区块。但是Filecoin的挖掘能力与主动存储成正比，主动存储直接为客户提供了有用的服务（与比特币挖掘不同，比特币挖掘的效用仅限于维持区块链的共识）。这为矿工积累了尽可能多的存储容量并将其出租给客户提供了强大的动力。

数据存储和恢复服务是通过不依赖单个协调器的独立存储提供商网络提供的，其中：（1）客户为存储和检索数据付费，（2）存储矿工赚钱提供存储时的令牌（3）恢复矿工通过提供数据来获得令牌。

该协议的云存储网络还提供了安全性，因为在客户端上端到端对内容进行了加密，而存储提供者无权访问解密密钥。

Filecoin技术结合了两个新的存储测试：（1）复制测试，这使存储提供商可以证明在其专用物理存储中仅复制了一次数据。强制执行单个物理副本可以使验证者验证提供者是否不在同一存储空间中复制数据的多个副本。 （2）时空测试，这使存储提供商可以证明他们已经在特定时间段内存储了一些数据。

Filecoin充当IPFS的激励层，可以为任何数据提供存储基础架构。这对于分散数据，创建和运行分布式应用程序以及实施智能合约特别有用。

Storj（IPFS）

Storj最初是建立在以太坊网络上的，尽管后来他们继续在称为Tardigrade的网络中进行开发。该项目的目的是开发基于分散存储系统的市场，参与者可以在其中利用计算机的内部存储空间来创建全球分布的存储云。该项目具有旨在促进激励系统的同义加密货币。

与SIA一样，Tardigrade具有基于Reed-Solomon将文件上传到网络的功能。在这种情况下，加密是在客户端进行的，然后再分发给网络。每个文件均使用AES-256-GCM算法加密。

Storj最近开始使用CockroachDB进行测试，该数据库管理系统已与Google Spanner进行了比较，该系统旨在将数据副本存储在多个位置，以便在发出请求时可以快速下载。

Storj的团队最近宣布，他们已经开发出一种通过IPFS系统将数据上传到Tardigrade网络的方法。这也增加了IPFS节点上托管的数据持久性的保证，因为在某些情况下，相同的IPFS网络体系结构不能保证应用程序开发人员其数据库始终可用，尤其是在数据库数量庞大的情况下。节点突然断开连接，因此激励平台的重要性。

RIF存储（群）

RIF存储 它是未经IOV Labs批准并未经授权的防审查存储协议，该项目于2019年3月启动，同年12月，在乌拉圭举行的LaBITConf大会上，testnet测试网络正式启动。 。

它的公开发布预计将在2020年进行。在此之前，他们将与Swarm团队一起开发一个可互操作的生态系统，该生态系统基于支付层来管理激励机制和市场交流。的存储。

最初，该网络将使用Swarm协议进行操作，但是，随着网关，市场和锚定服务的规范正在开发中，它有望与IPFS未来集成。

测试网络将使用RIF令牌作为平台货币来支付带宽奖励；尽管RIF的目标是允许在同一网络中使用多种货币。同时，他们建议为生态系统开发人员提供使用RIF令牌测试RIF存储用户体验的机会。

此时的新颖之处在于SWAP协议的使用，该协议允许节点计算请求，提供多少信息以及应支付的小额付款数量。

在加密方面，该过程包括为每个分布式片段分配一个哈希（使用默克尔树函数），然后在请求文件并证明数据所有权时收集各部分。

RIF存储是称为RIF OS（RSK基础结构框架开放标准）的更广泛基础结构的一部分，该基础结构由身份和信誉系统（一种允许访问任何脱链支付网络的协议）组成。

结论

权力下放的道路很大程度上取决于激励措施如何成为参与和采用方面增加价值的手段。这是因为一旦有人使用这些服务来避免大型公司或政府的控制或节省资金（在SIA这样的网络中存储1 TB的费用每月可能在1-2美元之间，在Storj中则为10美元，相比之下，在Amazon S3上要花费23美元），必须确保始终有人愿意连接节点或硬盘驱动器的一部分，以帮助确保每个人的文件安全且可用于其特定用途。

例如，像SIA这样的网络表明其容量为2 PB字节，当前使用730 TB字节，分布在320多个存储提供商中。但是，如果考虑每天向互联网添加多少信息，这些存储容量（类似于Storj）在网络中是不够的。据估计，2018年总共生成了约32 ZB（即32,000,000,000兆字节）的数据。

随着技术在未来几年中将继续发展，明显的性能问题使消费者和企业难以立即开始迁移到分散式网络。

为了增加分散式云存储选项的普及性，它们必须能够提供与集中式市场当前提供的服务相同或更高的服务。但是，由于技术仍在纸尿裤中，因此我们距离这种情况还差几年。因此，它将在一段时间内仍然是一个利基市场。

这些信息分发服务中的每一个都旨在为互联网成为较少受到个人行为者或政府控制的手段铺平道路。因此，分散存储系统实际上构成了用于创建价值互联网的一系列工具的一部分。

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原文链接：https://www.criptonoticias.com/redes-protocolos/almacenamiento-descentralizado-base-internet-valor/

原文作者：globalcryptopress

编译者/作者：wanbizu AI

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