云服務(wù)器已經(jīng)成為了當(dāng)下最適合在線存儲數(shù)據(jù)的選項，從個人照片到視頻，乃至工作文檔，所有的內(nèi)容都可以存儲在云服務(wù)器中。乍一看，這個解決方案的確讓我們的生活變得更為輕松何便捷，但是在美麗的外殼之下，我們還是可以發(fā)現(xiàn)一些意想不到的威脅。
毋庸置疑，中心化的數(shù)據(jù)存儲確有其自身的優(yōu)勢：更快的速度、更強(qiáng)的可用性、更高的吞吐量、以及低延遲。但是這一切都是有代價的。
亦如谷歌和亞馬遜這樣的云存儲巨頭，經(jīng)常就被懷疑竊取私人數(shù)據(jù)。事實上，對于大型的云存儲公司來說，這的確很容易實現(xiàn)。因為用戶的文件沒有加密就存儲在一個地方，所以容易受到任何操縱。此外，中心化的服務(wù)器還可能會被黑客入侵，導(dǎo)致用戶丟失自己的數(shù)據(jù)。
與中心化云存儲相比，分布式云存儲一直喜歡吹噓自己更安全、也更加私密。因為它們不在單個的中心化服務(wù)器上存儲用戶數(shù)據(jù)。相反，它們將文件分成多個部分，并將它們發(fā)送到不同的服務(wù)器或節(jié)點，從而降低了外部控制用戶數(shù)據(jù)的可能性。但是，盡管有了這些改進(jìn)，分布式存儲依然面臨著一些限制。
自從區(qū)塊鏈技術(shù)誕生以來，一直有狂熱的信仰者聲稱，區(qū)塊鏈將會顛覆很多行業(yè)，從銀行業(yè)到保險業(yè)，從醫(yī)療保健到投票眾籌。那么，對于數(shù)據(jù)存儲來說，區(qū)塊鏈?zhǔn)欠衲軌蚋纳圃拼鎯π袠I(yè)呢？
分布式云存儲的工作原理
云存儲系統(tǒng)就是將數(shù)據(jù)存儲在從互聯(lián)網(wǎng)訪問并稱為“云”的遠(yuǎn)程服務(wù)器上，這些服務(wù)器由云服務(wù)器提供商維護(hù)。與傳統(tǒng)的云服務(wù)器不同，分布式云存儲不會將客戶的數(shù)據(jù)保存在一臺特定的服務(wù)器上。相反，它使用分布在世界各地的不同節(jié)點，這些節(jié)點彼此獨立。這些節(jié)點不是由單個實體托管的，也不受服務(wù)提供商的控制，任何人都可以運(yùn)行一個節(jié)點。
這一切都始于2003年由布拉姆·科恩自主開發(fā)的BitTorrent協(xié)議。BitTorrent協(xié)議是一種內(nèi)容分發(fā)協(xié)議，是專門為點對點文件共享而設(shè)計的。BitTorrent用戶將各種視頻、音樂和文本文件下載到本地存儲，然后可以與其他用戶共享。BitTorrent上的文件沒有加密，但它們被分成了碎片，文件碎片可以從不同的播種器下載，就像在去中心化的“云”中一樣。
星際文件系統(tǒng)（IPFS）協(xié)議是分布式存儲發(fā)展的又一大步。它出現(xiàn)在2015年，后來成為了目前開發(fā)的一些基于區(qū)塊鏈的去中心化存儲解決方案的基礎(chǔ)，例如Filecoin。
與HTTP一樣，IPFS也是一種用于網(wǎng)絡(luò)的超媒體傳輸協(xié)議，旨在讓互聯(lián)網(wǎng)上的用戶和服務(wù)器之間傳輸數(shù)據(jù)。但是兩者之間卻有著根本的不同。后者是一種內(nèi)容可尋址、版本化、點對點分布式存儲、傳輸?shù)膮f(xié)議，不同于HTTP以中心化的以太網(wǎng)絡(luò)地址查詢你的所需文件。
當(dāng)有人將文件上傳到IPFS網(wǎng)絡(luò)時，該文件會被分成稱為“區(qū)塊”的數(shù)據(jù)包，然后將這些數(shù)據(jù)包分散的傳輸?shù)绞澜缟细鱾€服務(wù)器之上進(jìn)行存儲。如果您需要使用這些數(shù)據(jù)，您只要輸入相應(yīng)的指令即可從相應(yīng)的服務(wù)器回傳到你的電腦進(jìn)行查閱。它為每個文件及其中的數(shù)據(jù) 包都生成一個加密散列哈希值。解決了超文本傳輸協(xié)議懸而未決的一些問題比如高并發(fā)、數(shù)據(jù)丟失、安全性差、成本高昂等問題。相比現(xiàn)有的中心化網(wǎng)絡(luò)模式更高效，更安全，存儲成本更低廉。
云存儲中基于區(qū)塊鏈的解決方案：鏈下和鏈上
BitTorrent和IPFS協(xié)議都遠(yuǎn)非完美，并面臨著許多挑戰(zhàn)。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)，使用它來改善數(shù)據(jù)存儲的想法已經(jīng)吸引了全球各地的開發(fā)人員。與此同時，基于區(qū)塊鏈的分布式云解決方案也已經(jīng)從其前輩那里汲取了教訓(xùn)，旨在改善安全性，隱私性和用戶對其數(shù)據(jù)的控制。它們的顯著特征之一就是加密。當(dāng)你將文件上傳到網(wǎng)絡(luò)時，它會自動對文件進(jìn)行加密。之后，你可以使用加密密鑰訪問文件；沒有密鑰，沒有人可以到達(dá)并讀取你的文件。
基于區(qū)塊鏈的解決方案與BitTorrent和IPFS的共同點則在于分片。簡而言之，這是將單個文件分成多個部分，以便這些部分可以存儲在不同節(jié)點上的過程。沒有單個節(jié)點服務(wù)器可以保存你的整個文件，而是只保留其中的一部分。這些片段是重復(fù)的，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余；即使某個節(jié)點因文件片段而崩潰，也可以在其他節(jié)點上找到相同的片段。
“鏈上和鏈下”是區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲解決方案中有兩種根本不同的方法。鏈上原則意味著用戶的所有數(shù)據(jù)都存儲在區(qū)塊鏈上的每個區(qū)塊內(nèi)。這種方法的優(yōu)勢無疑是，即使發(fā)生黑客攻擊，也可以還原并重新同步數(shù)據(jù)。但是，增強(qiáng)安全性的同時也是以維護(hù)完整節(jié)點為代價的，即每個節(jié)點實際上必須包含所有的數(shù)據(jù)，這是一個昂貴得多的選擇。
人們認(rèn)為，區(qū)塊鏈的可伸縮性不足以存儲用戶的整個文件。任何正在運(yùn)行的節(jié)點都必須保留所有的用戶數(shù)據(jù)的副本，并且所有節(jié)點都必須不斷地彼此同步。如果每個用戶僅上傳幾兆字節(jié)的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)就將變得過載。而且，它將花費(fèi)巨額的網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用。這個問題被稱為區(qū)塊鏈膨脹。
因此，市場上幾乎所有數(shù)據(jù)存儲解決方案其實都是“脫鏈”的。他們試圖通過不將用戶數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈中，將自身限制為僅將元數(shù)據(jù)存儲在鏈上以及使用區(qū)塊鏈來促進(jìn)平臺生態(tài)系統(tǒng)來解決可伸縮性問題。“脫鏈”解決方案的明顯弱點是安全性較弱。從理論上講，如果系統(tǒng)受到攻擊，則可能只有元數(shù)據(jù)遺留下來，而數(shù)據(jù)本身將完全丟失。
“脫鏈”解決方案中的礦工提供了硬盤來存儲其他用戶的文件以獲得報酬，而區(qū)塊鏈用于促進(jìn)礦工和用戶之間的存儲市場。
當(dāng)然，說服用戶將其他人的數(shù)據(jù)存儲在他們的磁盤上并運(yùn)行節(jié)點可能具有挑戰(zhàn)性。但是，這對于擴(kuò)展脫鏈解決方案的生態(tài)系統(tǒng)來說至關(guān)重要，而目前最廣泛的選擇就是使用平臺的原生加密貨幣作為獎勵。
在被TRON收購后，BitTorrent也推出了其加密貨幣BTT。 BTT的主要應(yīng)用場景就是獎勵用戶保存和分發(fā)文件，但還計劃了其他選擇，比如內(nèi)容付費(fèi)。
而在Filecoin網(wǎng)絡(luò)中，區(qū)塊鏈還用于將需要存儲數(shù)據(jù)的用戶與能夠提供存儲空間的用戶連接在一起，他們也被稱為“礦工”?？蛻粼趨^(qū)塊鏈上提交投標(biāo)，當(dāng)找到礦工的匹配訂單時，各方簽署交易訂單。然后向礦工獎勵代幣。
總而言之，與傳統(tǒng)的中心化云服務(wù)器相比，基于區(qū)塊鏈的分布式云存儲的確具有許多引人注目的優(yōu)勢。
安全。如前文所述，基于區(qū)塊鏈的分布式云存儲使數(shù)據(jù)的保存和傳輸更加安全。文件使用私鑰加密，這使得沒有密鑰的任何人都無法訪問文件。文件也分為多個部分，以保留在多個節(jié)點上，這樣就不會出現(xiàn)單點故障。
不可篡改。由于沒有中央授權(quán)，因此沒有人可以刪除您的文件，限制訪問或?qū)ζ溥M(jìn)行修改以進(jìn)行審查，文件的哈希值保存在區(qū)塊鏈中。
更低的價格。使用區(qū)塊鏈的分布式云存儲，要比目前主流的云存儲方案便宜很多。
如上所述，脫鏈解決方案已將區(qū)塊鏈用于不同目的，但不用于自身存儲內(nèi)容。區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)存儲具有一定的局限性，其中最重要的限制之一就是潛在的可擴(kuò)展性問題。
與傳統(tǒng)的支付系統(tǒng)相比，區(qū)塊鏈只能處理有限的交易，而且交易量相對較低。在高峰時期，這會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)過載，交易延遲和交易費(fèi)用增加。在現(xiàn)有條件下，隨著越來越多的用戶和交易，這可能會成為一個重大缺陷。
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲解決方案和分布式云存儲都有其自身的優(yōu)缺點。傳統(tǒng)的云服務(wù)器具有更高的速度和可用性，但是它們不加密用戶數(shù)據(jù)也不將其存儲在多個地方，這威脅了數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。
而分布式云存儲通過對用戶的文件進(jìn)行加密和分片來提高用戶數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，但是它們也無法擁有與中心化云存儲相同的高速和低延遲。
而且，用于分布式云存儲的區(qū)塊鏈解決方案目前尚未展示出建立關(guān)鍵用戶群的能力，這對于生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要。
此外，分布式存儲可以是鏈上的或鏈下的。脫鏈解決方案成功避免了區(qū)塊鏈膨脹問題，但數(shù)據(jù)安全性較弱，因為它沒有存儲在區(qū)塊鏈上。鏈上解決方案聲稱更安全，但是也更昂貴，并且需要更大的區(qū)塊。
所以，每種類型都有其自身的優(yōu)點和缺點，只有時間會告訴它們哪一種會成功。
