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2022年末總結：去中心化存儲的現狀與未來

閱讀本文需 25 分鐘

未來的去中心化存儲場景會包括完整的互操作性、數據可用性、安全性以及通過中間件和 API 提供用戶 / 開發者友好的鏈下計算。

原文標題：《2022 年末總結：去中心化存儲的現狀與未來》

原文作者：Jason，Puzzle Ventures

TL; DR

將非核心數據從主鏈上分離並存入 DSN（Decentralized Storage Network）已經成爲了解決擴容、提升互操作性和隱私保護的主流方案。

Filecoin 在礦工網絡和存儲成本上擁有極大的優勢，但是 Arweave 的永久性存儲可以給 NFT 或社交類應用提供更加可靠的解決方案。

L1 擴展存儲網絡可以提供相比 DSN 互操作性更高的新方案，但是仍然需要時間驗證模式。

未來的去中心化存儲場景會包括完整的互操作性、數據可用性、安全性以及通過中間件和 API 提供用戶 / 開發者友好的鏈下計算。

去中心化存儲的發展歷程

數據存儲板塊一直以來都是科技界發展的基石和重點關注領域。從基於亞馬遜、微軟、阿里巴巴等提供了中心化雲存儲服務以來，雲存儲市場已經基本形成了 1000 億美元以上 (2021 年 ) 的市場規模且頭部效應明顯（亞馬遜 40%，微軟 22%，阿里雲 10%，數據來源 Gartner）。

而隨着 Web3 的爆發，一批去中心化存儲的供應商開始滿足傳統雲存儲市場滿足不了的需求。雖然目前大多數的 dApp 仍然部署在 AWS 上，而以太坊的節點在 merge 前也有超過 50% 在 AWS 上運行 [1]，但是 Web3 項目卻逐漸發現了將後端和元數據與去中心化存儲連接的重要性和必然性。

根據 Ethereum.org 的定義，去中心化存儲是一個由 p2p 網絡構成的，每個運營者擁有整體數據的一部分並可以通過算法復原的數據分享系統 [2]。去中心化存儲雖然可以解決諸多問題，例如數據隱私性保護、抗審查等，但目前的去中心化系統發展還不成熟且有諸多亟待解決的問題。經過（主）鏈上存儲方案的不斷嘗試，DSN（Decentralized Storage Network）是目前的主流解決方案，這種方案可以最大程度上將存儲容量提升到接近於無限，並且對數據的安全性和隱私性有所保障。

表 1 區塊鏈數據存儲方案比較

具體鏈上擴容方案可以參考文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/48078642

來源: Puzzle Ventures

筆者認爲，鏈下的存儲層終將會成爲 Web3 生態中的重要基礎設施，並通過熱存儲、冷存儲的方式解決任何協議層、運行層的數據存儲問題。

來源: Puzzle Ventures

在未來，「不可能三角」中的擴容問題可以通過將存儲層完全剝離但維持互操作性的方式來解決，並通過建立於冷存儲層之上的中間件、API 等服務提升數據計算、調用、推送的效率。

去中心化存儲的發展現狀：分類與規模

去中心化存儲本質上服務於 Web3 生態的應用層，因此在解決方案上更加傾向於滿足終端用戶的需求，也就是用更高效、更低成本的方式執行數據存儲、計算與調用的需求。從分類上來看，Arweave、Filecoin 和 Storj 已經形成了獨立的三個頭部去中心化存儲網絡，其中 Filecoin 和 Storj 是更加去中心化的 P2P 存儲網絡，而 Arweave 是更緊密組織的存儲節點網絡。另一方面，不同類型的存儲聚合網絡因爲滿足用戶費用優化、存儲方便等需求，逐漸成爲更有吸引力的 gateway，但仍然架構在 Arweave 或 Filecoin 之上。另外，以 EthStorage 爲代表的 L1 擴展網絡則專注於可直接調用主鏈 DA 層且提供額外的算力的設計，與 L1 深度鏈接。

（注：圖中所列項目以現存項目和新項目爲主，不包含往期項目）

來源: Puzzle Ventures

另外還有建立於底層存儲網絡之上或獨立的計算網絡和協調型中間件也是去中心化存儲生態的補充部分，但以生態 dApp 爲主，本文不重點討論。

從發展規模角度來看，Filecoin 無論在收入、FDV 還是市場份額角度來看都遙遙領先，並且用戶存儲使用度仍然在不斷增加。然而，三百多萬美元的季度收入無論在 Web2 還是 Web3 領域都不能算多，並且還是在幾乎壟斷的情況下。所以整個去中心化存儲賽道仍然有着很大的發展空間。

表 2 去中心化存儲 Q3 2022 收入與規模

來源: Messari, Web3 Index, CoinGecko

而 Arweave 和 Storj 的季度收入還處於十萬美元級別，也就是日收入一千多美元，還遠遠沒有達到其應有的市場規模。原因一方面與熊市整體市場萎靡相關，另一方面則是因爲目前的 DSN 存儲方案還沒有達到與 Web3 完美契合的拐點。在未來，整個 DSN 市場一方面需要更多的中間件、聚合器去提供更多的用戶流量，另一方面也需要對自身的成本與價值不斷調整優化。

主流方案：Filecoin 與 Arweave 的比較

1 功能性

在現階段，Filecoin 和 Arweave 採用的不同技術架構也帶來在功能性上的不同。根據 Fundamental Labs[3] 的研究報告，我們把功能性的評估框架定義爲：存儲範圍的靈活性、存儲的永久性、避免冗餘能力、數據存儲的激勵性、存儲數據的普遍性、數據的可獲得性。從某種程度上來說，Arweave 和 Filecoin 是一對互補的方案：Arweave 更專注於數據存儲的永久性和穩定性，更適合 metadata 和歷史數據等；而 Filecoin 則可以提供更靈活的存儲方案（存儲時間、種類），更適合個人和非關鍵數據的存儲。

來源：Fundamental Labs

從最新的技術發展進程來看，Filecoin version 17「Shark」主要建立了存儲協議的可編程性，也就是在存儲層上增加了智能合約的互動層，並計劃於明年二月推出 FEVM 系統。Filecoin 上的數據可用性和活躍度將有所提升，並可以支持更多元化的互操作性，這也是 Filecoin 相比 Arweave 的靈活性優勢。而 Arweave 仍然在數據安全性、節點激勵穩定性（endowment）和存儲入口上着力發展，對於永久性存儲這一理念持續「充值信仰」。因此，雖然很難斷言哪一種方案更有優勢，但無論如何這兩個去中心化存儲協議已經在各項功能上發展的比較完善來滿足去中心化存儲的基本需求。

2 費用

同樣，Filecoin 和 Arweave 在費用方面也很難直觀的比較，本文旨在儘可能合理的方式來對兩者的費用形成一定的感知。爲了形成數據可比性，本文采用同等存儲大小在 200 年的存儲時間內的價格作爲比較對象（Arweave 一般認爲可以支持存儲 200 年）。

表 3 雲存儲費用比較（數據截取於 2022 年 12 月）

來源：Amazon.com, Arweavefees.com, File.app, Filfox.info

從表 3 中可以看出，AWS 最基礎的 S3 Standard 套餐的價格約爲 $0.023 per GB per month，則存儲 200 年需要 $55.2 per GB，而相對更適合長期冷存儲的 Glacier Deep Archive 方案可以把價格壓低至 $2.38 per GB，但是每年的歸檔次數有限制。而 Arweave 隨着 AR token 的價格波動會產生不同的價格，2022 年 12 月的價格是 $1.42 per GB，也就是說存儲 5 年左右就可以和 S3 standard 的存儲成本持平。另一方面，Filecoin 的價格計算較爲複雜，因爲不同的礦工給到的價格有差別且 FIL token 價格、存儲時間和數據調用的頻率都會對價格造成影響。但無論如何 Filecoin 的存儲成本相比 Arweave 和 S3 來說已經便宜了好幾個數量級，可以幾乎被認爲是零成本存儲。

但價格是最主要的因素嗎？Arweave 的永久性存儲對於 Web3 的意義是更加重大的。例如 NFT 如果丟失了元數據和圖片數據就會瞬間失去價值而變成一個點不開的連接，而在 Filecoin 的存儲協議中，由於過於去中心化的管理方式會造成 Garbage Collection 的風險，也就是其存儲文件的節點中如果對某些文檔沒有標星的話會有被誤刪的風險。同時，當 Filecoin 存儲的時間到期時需要更新存儲方，這個過程中也容易形成風險。反觀 Arweave，通過 AR 的激勵機制鼓勵節點存儲數據到 200 年，並且針對 AR 未來的貶值也做出了相應的補償激勵，同時在存儲過程中會通過週期性的隨機檢查來確保節點仍然完整的存儲數據。這些措施都是爲了確保每一個節點都能通過完整的存儲數據來獲得激勵，也保障了被存儲數據的安全性和可靠性。在已經黑客事件頻發的 Web3 世界中，數據存儲的可靠性帶來的價值不是用簡單的存儲價格來衡量的。

3 生態

去中心化存儲的生態包括礦工 / 節點和生態 dApps。

表 4 Filecoin 與 Arweave 的生態數據比較

來源：Filscan.io, Messari

Filecoin 由於社區建設較早且關注度較高，目前的存儲力在 18.9EB 左右，是 Arweave 的 17 萬倍。但是 Arweave 在 3 年多的發展時間內已經形成了比 Filecoin 高 2.5 倍的存儲力增長率，而且 Filecoin 的增長率實際上已經趨近於穩定的直線。從市值的角度來說，Arweave 目前的 FDV 是 Filecoin 的 40% 左右，我們可以判斷 Arweave 在未來會快速追趕 Filecoin 的存儲力生態。

根據 Filecoin 今年 11 月發佈的未來計劃 [4]，Filecoin 未來會致力於滿足 computation 和更大範圍的 data onboarding 這兩個需求，從而真正成爲 Web3 世界的 Layer 0。從存儲力擴展的角度來說，Filecoin 通過向 FIL+ 和 ESPA Bootcamps 這樣的激勵計劃來促進更多的礦工來參與節點建設。而在 data onboarding 和 computation 上，Filecoin 會關注一些具體的細分市場，例如 NFT 元數據、Web2 數據源等等，然後通過 Filecoin Virtual Machine 建立鏈上的算力，讓這些數據可以更加方便地被使用。從最新的一些 Filecoin 提案中（FIP-0044，FIP-0045）也可以看出 data onboarding 是目前的發展重點。

反觀 Arweave, 最新的 2.6 版本 [5] 中主要的關注點是降本增效，也就是通過迭代硬件等方式降低整體存儲成本和存儲價格，同時提升數據存儲、調用的效率。所以 Arweave 實際上是希望通過建立更好的基礎環境來吸引更多的開發者和用戶，同時通過生態項目來滿足例如 gateways, computation 等進一步的用例。所以 Filecoin 的邏輯是提供大一統、專注於存儲業務且依賴於礦工生態的去中心化存儲網絡；而 Arweave 更像是一個標準的 Web3 生態，通過提供完善的底層架構和激勵機制營造一個適合開發和用戶友好的環境，實現用戶數量和 dApp 數量的有機增長。

從生態項目角度來說，Arweave 上已經孵化出了包括 Bundlr, Kyve, ArDrive, KwilDB 等一批針對技術優化、存儲入口、應用擴展方向的優質項目，並且大部分項目負責人都是年輕的創業者爲主，發展潛力較大。Filecoin 的生態項目數量上有着基數大的優勢，Filecoin 生態更像是一個開源環境，可以滿足更廣闊的存儲相關需求但並沒有重點的發展方向。

新方案：聚合網絡與 L1 拓展網絡

1 聚合網絡

聚合網絡的概念實際上早在 Filecoin 上線之初就有了，例如 Coldstack 等早期項目。然而 Coldstack 並沒有獲得巨大成功，究其原因主要是純粹的、Uber 式的聚合器並不能真正提升存儲效率，而且除此之外無法提供進一步的價值。存儲協議的聚合網絡的確可以解決用戶存儲效率和成本上的痛點，但是做法卻可以有多種。首先，這些聚合網絡得比 Filecoin 和 Arweave 自身的 gateway 要做的好才能獲得市場認可。

隨着 Filecoin 往 FVM 鏈上計算的方向發展，很可能會擠掉一批建立在 Filecoin 之上，提供額外 computation 能力的聚合網絡。其次，不同的聚合協議要解決 Filecoin 或 Arweave 本身很難實現的問題，而不是做大一統的聚合流量入口（至少早期切入點不是），因爲大一統的流量入口最終將會由 Filecoin 和 Arweave 自身把控。

Jackal 就是建立在 Filecoin 之上且專注於提升數據隱私性和安全性的聚合器方案。它提供了一套給已存文件進一步 AES-256 加密的方案，並通過 Cosmos 建立 PoS 共識的 L1 鏈來管理和收費，相當於在 Filecoin 之上又建立了一層私有云存儲協議。同時，Jackal 還將通過其 Proof-of-Persistence 算法來提供 3 倍的文件拷貝，並在存儲價格上進行優化。Redundancy 和 cost 並不是去中心化存儲的核心問題，但是數據隱私和安全的提升是 Filecoin 本身在短時間內較難做到的。4EVERLAND 是另一個聚合了 Filecoin, Arweave 和 Dfinity 作爲底層存儲層的雲計算平臺，主要專注於給 dApp 提供去中心化存儲、計算和網絡的核心能力，打造底層去中心化存儲層和應用層之間的連接層。

從目前來看，Web hosting 和 Bucket 是其主要的兩個產品，hosting 在 4EVERLAND 全球 200 多個網關加速的情況下可以完成前端託管，而 Bucket 則是一個聚合 gateway。這兩個產品都從用戶友好性上大幅提升了去中心化存儲的實際使用度，並且解決了例如多幣種付費、數據面板等細節層面的優化問題。

2 L1 存儲擴展網絡

L1 存儲擴展網絡本質上和現有的 Layer 2 相同，都是提升 L1 性能和可擴展性的解決方案的總稱。而 EthStorage 則是第一個以存儲擴展爲核心的 Layer2 解決方案，主要包括三大類的功能：Proof of Publication, External Data Retention, Access Protocol。Proof of Publication 即通過其特製的 KZG Commitment 和 Reed-Solomon Code 來實現存儲數據的 CRUD 功能，而 Filecoin 和 Arweave 目前只能做到 CRD。在增加了 Update 功能以後，再結合 Access Protocol 這樣的可直接渲染以太坊合約上面託管的資源的 Web3 URL 功能，就可以輕鬆實現例如 Web3 Email、Web3 Blog、Web3 Drive 等鏈上活動，這些嘗試都有助於未來的 Web3 大規模應用。

另一方面，由於其 EVM 兼容和鏈上存儲的特性，相比 Filecoin 和 Arweave 來說交互路徑更短，所以可組合性也更高。舉例來說，EthStorage 可以將 NFT 的元數據鏈上存儲在 EVM 環境中，並可通過智能合約完成 NFT 組合等需要可編程性纔可以實現的新玩法，改善用戶體驗，而鏈上數據（大規模的）的可編程性在未來也會衍生出更多的新 Defi、Gamefi、Socialfi 應用。目前來看，L1 存儲擴展網絡和 DSN 網絡是互補且競爭的，要在 EVM 生態中生存並且將其存儲範式演化成官方標準，需要時間來驗證。

未來發展的可能性

總的來說，Filecoin 和 Arweave 發展至今已經成爲了去中心化存儲的代表性項目，也代表着去中心化存儲的 0 到 1 過程基本完成。在發展理念上，將非鏈上核心數據拆分到存儲層已經成爲了以太坊擴容的主要手段。與此同時，存儲聚合網絡和 L1 擴展網絡作爲補充和延展，可以更高效、低成本的滿足用戶的具體需求，而基礎的 DSN 網絡還有很多需要解決的問題：生態應用偏少、存儲與計算分離、Web2 onboarding 較難等問題都阻礙了 DSN 邁向下一波增長。在未來，本文判斷以下幾種類型的項目有可能成爲下一波增長的引擎：

DSN 聚合器：建立在不同 / 相同 DSN 網絡上的聚合入口，並提供費用最優化的選擇、統一Token支付、數據可用 / 調用服務等提升用戶友好性的工具。類似項目：Lighthouse, 4EVERLAND

鏈下計算：雖然 Filecoin 已經在鏈上的去中心化計算佈局，但純粹的鏈上計算並不能滿足更復雜的計算要求。結合鏈上數據和鏈下計算的綜合性解決方案可可以通過完成更復雜的計算來提升數據的使用價值，擴展用例。類似項目：KwilDB, Tableland

L1 存儲擴展網絡：L1 存儲和算力擴展的優勢是可以直接與 L1 生態產生深度連接，即使滿足類似 social、gaming 這樣數據存儲需求較大的項目，同時還可以在獲得官方認可後快速大規模實現 integration。類似項目：EthStorage

第三方數據安全網絡：對現有的 DSN 中存儲的數據進行安全保護，對存儲節點進行審查、備份和阻擋黑客攻擊，提供相關賠償保險方案。類似項目：Jackal