2020物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域不得不關(guān)注的新進展：去中心化存儲

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，有一個領(lǐng)域正在逐步發(fā)生變化，那就是數(shù)據(jù)存儲市場。萬物互聯(lián)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)正在以指數(shù)級增長，如何存儲和管理這些數(shù)據(jù)，對于每家企業(yè)而言，都是成功的關(guān)鍵要素。市場研究機構(gòu)IDC的數(shù)據(jù)顯示，到2025年，全球?qū)⒂?16億臺互聯(lián)設(shè)備，其中75%將連接到物聯(lián)網(wǎng)平臺。屆時由互聯(lián)設(shè)備生成的數(shù)據(jù)，將從2019年的13.6 ZB，增長到79.4 ZB。ZB是什么概念？舉個例子，如果把1ZB的文件往1TB的硬盤里裝，大概需要10億塊硬盤，連起來足夠繞地球兩圈半。尤其是視頻數(shù)據(jù)的存儲需求將會飛速膨脹，以亞太地區(qū)為例，2025年來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的視頻數(shù)據(jù)規(guī)模將達到26680 EB，以5年復(fù)合年增長率23.2%的速度增長。在視頻數(shù)據(jù)之外，來自工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)也將占據(jù)較大份額。如此大量的數(shù)據(jù)如何被可靠、安全、快速、高性價比的存儲，是很多企業(yè)正在探索的方向。

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，去中心化存儲逐步升溫。最近，京東云、華為云率先開始了新的嘗試。在智能園區(qū)場景中，某地的華為云服務(wù)器集群將引入去中心化存儲技術(shù)IPFS搭建，擬定投入4億元人民幣。京東智聯(lián)云也推出了無線寶智能終端，并將其定位于家庭場景中，去中心化存儲、區(qū)塊鏈和數(shù)字化資產(chǎn)管理的基礎(chǔ)設(shè)施。下面，我們就來講述去中心化存儲的最新進展：什么是去中心化存儲？值得關(guān)注的去中心化存儲實現(xiàn)技術(shù)有哪些？哪些去中心化存儲的誤區(qū)需要避免？

一、什么是去中心化存儲

一切可以去中心化的，都將去中心化。

以存儲作為服務(wù)的商業(yè)模式由來已久，亞馬遜在2006年開始推出Amazon Web Services（AWS），將自己的服務(wù)器和存儲空間租借給用戶，降低了開發(fā)者創(chuàng)建并管理服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施的開銷。

在2013～2017年這5年間，全球云存儲市場維持20%以上的高復(fù)合增速，而國內(nèi)云存儲市場的增速維持在85%～110%。根據(jù)多家機構(gòu)的預(yù)測，預(yù)計2022年全球云存儲市場規(guī)模將達到1000億美元以上。

隨著時間的演變，中心化的儲存服務(wù)雖然在不斷地改善功能，價格也愈加親民，但近年來也遇到了瓶頸，面臨頻繁的數(shù)據(jù)泄露、服務(wù)的限制性、運營商停運風(fēng)險等問題。于是，去中心化存儲這一概念逐漸興起。

需要注意的是，中心化或去中心化存儲，并不僅僅是描述一種技術(shù)，更多的是對應(yīng)一種存儲的商業(yè)模式。

存儲市場的商業(yè)組織形式，可以分為中心化存儲和去中心化存儲：中心化存儲是將數(shù)據(jù)完整地存儲在中心化機構(gòu)開發(fā)的服務(wù)器上，設(shè)備服務(wù)器與存儲供應(yīng)者是—對一的關(guān)系;去中心化存儲則是將數(shù)據(jù)切片分散存儲在多個獨立的存儲供應(yīng)商上，設(shè)備服務(wù)器與存儲供應(yīng)者是—對多的關(guān)系。

去中心化存儲是一種通過分布式存儲技術(shù)，將文件或文件集分片，存儲在不同供應(yīng)方提供的磁盤空間上的存儲商業(yè)模式。

它的價值主張是強隱私保護、低成本、數(shù)據(jù)冗余備份、開源的應(yīng)用程序和算法，只有實現(xiàn)了以上的全部主張，才可能大范圍代替現(xiàn)有的中心化存儲方案。

你也許看出來了，去中心化存儲就是偏偏要在一個更加分散、更加不安全、更加不可信的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，滿足更加安全、更加可信、更加可控的存儲需求。它有利于規(guī)避單點故障和實現(xiàn)數(shù)據(jù)的價值傳遞。

從實現(xiàn)方式上來說，中心化存儲系統(tǒng)的大型文件上傳后，文件以整體或切片的形式存儲在單一或分布式的網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器上，需要極其高效地開發(fā)、運營團隊來維持其運轉(zhuǎn)。

去中心化存儲必須使用分布式存儲技術(shù)，初始種子節(jié)點（最初擁有完整文件資源的節(jié)點）在將大型文件進行切片處理后，使其產(chǎn)生多個子塊。每個子塊分別存儲在不同的節(jié)點上，每個一般節(jié)點下載單個子塊，上傳到去中心化存儲網(wǎng)絡(luò)中，讓其他節(jié)點下載后，便成為這個子塊的種子節(jié)點。如此循環(huán)往復(fù)，不斷擴大該文件在共享網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點數(shù)。

為了實現(xiàn)去中心化的商業(yè)模式，去中心化存儲的實現(xiàn)必然分為兩部分：存儲技術(shù)和激勵機制。

存儲技術(shù)相對比較成熟，有多種分布式存儲方案可供選擇。激勵機制由區(qū)塊鏈技術(shù)提供，在去中心化存儲中，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小對于存儲性能的影響很大。如何讓大家愿意貢獻存儲、網(wǎng)絡(luò)資源？如何保證這些存儲資源穩(wěn)定、可靠地運行？這些都需要通過區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)。

去中心化存儲不同于中心化存儲的特點主要有3個：

（1）算法開源：去中心化存儲平臺或網(wǎng)絡(luò)的算法和代碼必須是開源的。

B2C端的存儲服務(wù)已經(jīng)被中心化存儲搶占了大多數(shù)市場，在開源項目初期進入門檻較高，大多數(shù)集中于B2B端，只有代碼開源才能讓社區(qū)和應(yīng)用的完善形成有效的正反饋效應(yīng)。如果算法和代碼不公開透明，則存儲網(wǎng)絡(luò)就會變相的中心化。

（2）計費優(yōu)勢：去中心化存儲的成功要素之一，就是計費優(yōu)勢。

由于中心化存儲系統(tǒng)和去中心化存儲系統(tǒng)的存儲方式和檢索方式的差異，導(dǎo)致二者在服務(wù)費用定價上存在差異。

中心化存儲系統(tǒng)的收費標(biāo)準(zhǔn)是按月度、季度或年度為單位，根據(jù)存儲數(shù)據(jù)文件的大小收取存儲費用，并且對存儲費用實施一定的促銷策略（免費試用期等）。

由于大多數(shù)去中心化存儲網(wǎng)絡(luò)平臺處于項目運營初期，大部分產(chǎn)品處于開發(fā)階段或MVP階段，因此需要以低廉的存儲費用來吸引用戶流量。但是，相比較中心化的相對固定的服務(wù)費用，除了存儲費用之外，去中心化存儲還有檢索費用、手續(xù)費和交易費。因此，去中心化存儲僅僅適合冷數(shù)據(jù)存儲，在檢索數(shù)據(jù)量較少的情況下，其費用比中心化存儲低得多。而對于熱數(shù)據(jù)，因檢索頻繁導(dǎo)致其成本可能高于中心化存儲的費用。

（3）安全和隱私保護：增強安全性和用戶隱私保護，是去中心化存儲的重要價值主張。

去中心化存儲的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面：首先，去中心化存儲規(guī)避了單點故障和部分節(jié)點斷網(wǎng)或不可用等風(fēng)險;其次，去中心化存儲使用戶的具體存儲內(nèi)容不因主觀原因而泄露。

由于去中心化存儲的共享網(wǎng)絡(luò)為P2P網(wǎng)絡(luò)，而中心化存儲的共享網(wǎng)絡(luò)為以服務(wù)供應(yīng)商為中心的中心化網(wǎng)絡(luò)，從而導(dǎo)致前者不容易受到單點故障和服務(wù)器斷網(wǎng)的影響，也不容易受到黑客的攻擊。

同時，去中心化存儲通過零知識證明和非對稱加密等技術(shù)，將哈希加密的字符串放在區(qū)塊的最底層，從而將存儲內(nèi)容的分片實現(xiàn)加密處理，其他任何節(jié)點包括運營商都無法看到存儲的具體內(nèi)容。

就現(xiàn)狀而言，去中心化存儲處于起步階段，它與中心化存儲在存儲空間來源、帶寬來源、安全性、使用方式、行業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)等多個維度存在差異，目前它的規(guī)模和性能遠遠不如中心化存儲系統(tǒng)。

二、值得關(guān)注的去中心化存儲實現(xiàn)技術(shù)有哪些

去中心化存儲的實現(xiàn)技術(shù)很多，質(zhì)量參差不齊，典型的包括BitTorrent、IPFS、Lambda、Sia、Swarm、Storj、Chronicle、MaidSafe等十余個，它們最早可以追溯到點對點文件存儲系統(tǒng)。我們就從大家最熟悉的技術(shù)講起。

1.BitTorrent

最早點對點的文件存儲系統(tǒng)作為中心化云服務(wù)器的替代品出現(xiàn)，并且還沒有中心化的風(fēng)險。在亞馬遜云存儲服務(wù)出現(xiàn)的5年前，BitTorrent（簡稱BT）已經(jīng)可以讓文件在用戶之間有效傳輸。

說到BT下載，相信很多人都知道并且用過。因為很多電影都是通過BT種子進行傳播的。在2003年的時候，軟件工程師Bram Cohen發(fā)明BitTorrent協(xié)議，也就是我們常說的BT下載。

BT主要是采用高效的軟件分發(fā)系統(tǒng)和P2P技術(shù)共享大型的文件，然后重新分配節(jié)點給每個用戶讓他們提供上傳服務(wù)。通過這個技術(shù)，不僅讓用戶享受了更快的下載速度，也讓運營者大大節(jié)省了服務(wù)器的帶寬成本。

雖然BitTorrent是最早的去中心化存儲項目，但因其缺乏完善的激勵機制，因而只能稱之為去中心化存儲模式的雛形。

2.IPFS

IPFS全稱為InterPlanetary File System，中文為“星際文件系統(tǒng)”，旨在創(chuàng)建持久且分布式存儲和共享文件的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。

IPFS想在BitTorrent的基礎(chǔ)上，打造真正的點對點、去中心化的文件存儲系統(tǒng)。在IPFS中，所有的文件都會集中起來，其中會有通用的語言，并且所有的用戶都會在整個系統(tǒng)中共享，這可以讓他們尋找并且互相轉(zhuǎn)移文件。

這里特別說明一下，IPFS不僅僅是存儲，更重要的是它想顛覆HTTP。IPFS本質(zhì)上是一個底層的開源文件傳輸協(xié)議，旨在對基于HTTP URL檢索協(xié)議進行補充甚至替代。

IPFS由協(xié)議實驗室（Protocol Labs）于2015年1月發(fā)布。協(xié)議實驗室的創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官名為JuanBenet。他2012年畢業(yè)于斯坦福大學(xué)，獲得計算機科學(xué)碩士學(xué)位，曾參與YCombinator計劃。

據(jù)IPFS官方消息稱，IPFS所應(yīng)用的場景已高達100多個。不僅是京東、華為在布局IPFS，微軟、谷歌、火狐等也加入了IPFS應(yīng)用，從這方面可以顯示出IPFS的發(fā)展迅速。未來，無論文字、圖片，還是視頻，各種用戶想要存儲的內(nèi)容，都有可能通過IPFS來實現(xiàn)。

3.Lambda

Lambda是一個區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲的基礎(chǔ)設(shè)施，通過對Lambda Chain和Lambda DB的邏輯解耦和分別實現(xiàn)，以及去中心化應(yīng)用，提供可無限擴展的數(shù)據(jù)存儲能力，并實現(xiàn)了多鏈數(shù)據(jù)協(xié)同存儲、跨鏈數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)隱私保護、數(shù)據(jù)持有性證明、分布式智能計算等服務(wù)。

Lambda本質(zhì)上是IPFS項目的延伸與擴展，并且通過引入創(chuàng)新機制降低了其使用門檻，但是仍然不利于家庭用戶參與到去中心化存儲中來。

4.Storj

Storj是一個基于以太坊的分布式云存儲協(xié)議，由盈利性公司Stroj Labs開發(fā)。Storj的核心技術(shù)是一個可執(zhí)行的、點對點存儲合約，即兩個人在不認(rèn)識對方的情況下，同意使用定量的存儲來獲得收益。

Storj Labs公司的營利性方面是：它向數(shù)千名用戶出租網(wǎng)絡(luò)，并為網(wǎng)絡(luò)使用收費。這是一個稍微集中的模式，與Dropbox和Google Drive等競爭。他們還與Microsoft Azure建立了合作伙伴關(guān)系，以部署他們的一些開發(fā)工具。

5.Swarm

Swarm也基于以太坊，它提供分布式的存儲平臺和內(nèi)容分發(fā)服務(wù)，參與者能夠有效地匯集存儲和帶寬資源，以便向網(wǎng)絡(luò)所有的參與者提供服務(wù)，同時作為回報，他們會得到一部分以太坊獎勵。

從終端角度來看，在Swarm中除了_上傳操作不是發(fā)生在特定服務(wù)器上外，Swarm與互聯(lián)網(wǎng)并沒有多少不同。

6.Sia

Sia是一個基于區(qū)塊鏈的去中心化云存儲平臺，由Nebulous公司負責(zé)開發(fā)與運營。Sia將數(shù)據(jù)拆分、加密，然后通過其去中心化的網(wǎng)絡(luò)對拆分和加密的數(shù)據(jù)進行分發(fā)。

Sia通過允許用戶“出租”他們未使用的硬盤空間，這樣能夠顯著降低用戶云存儲的開銷成本。因此，很多人把Sia稱為硬盤驅(qū)動的Airbnb。Sia是完全私密的，沒有私鑰無法查看數(shù)據(jù)文件。

7.Chronicle

Chronicle于2019年9月公布，是由IOTA基金會推出全新數(shù)據(jù)存儲解決方案，該方案允許其節(jié)點所有者輕松存儲所有交易并可保持對數(shù)據(jù)的不間斷訪問。

IOTA是為物聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計的一個革命性的新型交易結(jié)算和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移層。它基于新型的分布式賬本Tangle（纏結(jié)）。Chronicle允許節(jié)點所有者存儲Tangle的所有數(shù)據(jù)，并在需要時快速訪問這些數(shù)據(jù)。最近IOTA基金會發(fā)布了去中心化存儲框架Chronicle的Alpha版本，對其部分功能進行了改進，將可以在Tangle上色建更多的工業(yè)用例。

8.MaidSafe

MaidSafe的目標(biāo)是用完全去中心化架構(gòu)來取代互聯(lián)網(wǎng)昂貴的數(shù)據(jù)中心，建立一個全球范圍內(nèi)任何人都可以訪問的去中心化存儲平臺。

Maidsafe的工作機制有點像螞蟻網(wǎng)絡(luò)，單個螞蟻是非常脆弱的，當(dāng)與其他的螞蟻合作的時候，就能變成特定的蟻群，從而拿下更多、更大的獵物。

在Maidsafe中，每個用戶都是網(wǎng)絡(luò)參與的一分子，需要貢獻出一部分的硬盤空間，無須中間服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)?？梢哉f它的目標(biāo)更大，預(yù)想創(chuàng)造一個完全去中心化，去依賴傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的分布式存儲系統(tǒng)。

三、有哪些去中心化存儲的誤區(qū)需要避免

去中心化存儲的商業(yè)模式想要成立，首先要在價值主張和性價比上超越中心化的存儲方式。其次，還應(yīng)注意區(qū)分去中心化存儲與分布式存儲。

誤區(qū)1：沒有區(qū)分IPFS與Filecoin

Filecoin近期的火熱程度，堪稱2020年以來之最。雖然Filecoin經(jīng)常與IPFS同時出現(xiàn)，但它們是兩個項目。IPFS解決技術(shù)問題、標(biāo)準(zhǔn)問題，F(xiàn)ilecoin解決關(guān)系問題、激勵問題。

IPFS自2015年1月發(fā)布至今已平穩(wěn)運行多年，目前IPFS上的應(yīng)用已有數(shù)百個，全球節(jié)點數(shù)百萬個。谷歌、京東等企業(yè)也都開始使用IPFS技術(shù)。

Filecoin是一個區(qū)塊鏈項目，自宣布于2018年6月上線主網(wǎng)至今，已經(jīng)歷數(shù)次延期，并且性能一直被質(zhì)疑。

華為云和京東云投資的都是IPFS相關(guān)技術(shù)，而合作中對Filecoin并沒有提及。引文章《Filecoin大空頭：易崩盤、估值高、政策風(fēng)險大》中的觀點，華為云、京東云對IPFS的應(yīng)用，不僅對Filecoin不是利好，反而會吞噬Filecoin的市場。

相對于Filecoin遲遲未上線的主網(wǎng)，京東有三大優(yōu)勢：電商商城流量、京東金豆隔絕風(fēng)險、技術(shù)成本優(yōu)勢。

Filecoin能做的，IT和互聯(lián)網(wǎng)公司們已經(jīng)開始做了，而這些巨頭們不能做的，才是Filecoin可以施展拳腳的地方，但其中滿是風(fēng)險和陷阱，尤其是政策風(fēng)險。

從估值上來看，F(xiàn)ilecoin大幅偏高。

2019年第4季度，百度云在國內(nèi)云市場占比為8.8%。最近，高盛給整個百度云板塊（小度智能音響+百度云）400億人民幣的估值。而Filecoin在既沒有數(shù)據(jù)，也沒有內(nèi)容的情況下，市值已達2000億元。Filecoin的高估值，顯然不利于去中心化存儲的商業(yè)模式成立。

誤區(qū)2：沒有區(qū)分去中心化存儲與分布式存儲

去中心化存儲更多的是描述一種商業(yè)模式，分布式存儲是去中心化存儲的技術(shù)實現(xiàn)方式。

分布式存儲技術(shù)采用可擴展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用多臺存儲服務(wù)器分擔(dān)存儲負荷，利用位置服務(wù)器定位存儲信息，解決了傳統(tǒng)集中式存儲系統(tǒng)中單存儲服務(wù)器的瓶頸問題，并提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和擴展性。

無論是中心化還是非中心化存儲，二者的技術(shù)實現(xiàn)方式通常會以分布式存儲來體現(xiàn)。

因為設(shè)備服務(wù)器與存儲供應(yīng)者是一對多的關(guān)系，即一個存儲供應(yīng)商可以控制多個存儲節(jié)點，所以去中心化存儲一定會使用分布式存儲技術(shù)。

但是，中心化存儲可以使用分布式存儲技術(shù)，也可以不使用分布式存儲技術(shù)。

四、總結(jié)

總體而言，中心化存儲占據(jù)市場主導(dǎo)地位，處于成熟期;去中心化存儲仍然處于初創(chuàng)期，技術(shù)架構(gòu)和體系尚未成熟。

存儲市場總收入規(guī)模達到了130億美元以上，中心化存儲在2019年上半年已經(jīng)形成了寡頭壟斷的競爭格局，以Dell Technology、H3C、IBM、聯(lián)想、華為等巨頭為主，并且前10家中心化存儲公司的市場份額達到62.9%。

而BitTorrent、IPFS等去中心化存儲項目部分仍在開發(fā)階段，而且進度較為緩慢。即便是開發(fā)完成的Sia和Storj，其存儲空間總量僅為2PB，實際使用空間僅為全網(wǎng)總存儲空間的40%不到，與中心化存儲的收入相去甚遠。