IPFS与Filecoin通过“内容永续性”实现对互联网去中华存储的颠覆

Posted 2021-08-09 Mario科普小达人

​​在互联网上，内容的可持续性面临着两个基本的问题：寻址和永续性。

寻址（Addressing）指的是互联网用户在线上寻找内容的方式。现有的互联网倾向于位置寻址或通过内容的存放位置寻找内容，而不是依赖于内容寻址（内容寻址可以让网络的参与者有把握始终确保其内容不会在缺失清晰变更记录的情况下随时间变化）。永续性（Persistence）指的是网络参与者可以持续地永久访问内容，而无需担心因任何原因而导致的内容消失或不可用。

 

这些问题的后果并非只存在于理论上——互联网用户在每一天都可能对此有所经历。互联网在过去几十年经历了不少的演化，这使得位置寻址和永续性问题变得更明显了。你可以试一下访问儿时最喜欢的网站——GeoCities, Blingee, Myspace等等，你会发现很多的这些网站要么很难找到，要么被直接撤走了。当互联网用户碰到诸如 404 page not found（404页面找不到）此类的错误信息时，他们其实就在今天的互联网上体验着位置寻址方式的缺陷和缺乏内容永续性的问题。如果内容（图像、文本、网页、视频等）被修改/移除或废弃了，它就是不可逆转的了。

这不应该是互联网运作的方式。在公共互联网上的内容应该在任何时候对任何人都是可用的——即便是过了一千年后。Ipfs项目+Mariobtc。

应对这些问题的解决方案是一个去中心化的存储技术栈，它应该具备解决寻址和内容永续性问题的能力，为所有用户提供一个更完整更有适应能力的互联网体验。IPFS和Filecoin一起，为Web互联网及其用户提供了这些保证。

IPFS在内容寻址上的解决方案

总的来说，今天的网页浏览是通过所谓的位置寻址（location addressing）来实现的。位置寻址会通过网上的特定位置（如URL网址）来获取在线的信息。不过，这有明显的缺陷。位置寻址服务是中心化的，谁控制了位置就控制了内容。基于位置寻址的网址背后的内容是可以被改动的 —— 一篇文章的语言，一个艺术品的颜色，或一个被记录的身份的属性都可能会因基于位置寻址的网址而被攻击。

这个问题的解决方案是内容寻址（content addressing） 。基于内容的寻址方式让你能够根据特定数据的独特指纹访问这个数据。不管这个数据是存放在哪里的，只要你拥有这个数据的独特指纹，你就可以获取它的内容。在基于内容的寻址模式下（IPFS的概念内），内容不再是通过互联网上的单一地址获取的。相反，它可以从任何存有你所请求的内容的特定IPFS网络节点上获取。内容的片段是被

很多参与方分享的，而且总是可以从单一的节点整份获取——如通过pinning 服务节点或从多个节点中收集片段的方式进行整合。

 

不过，内容寻址只是解决方案的其中一个环节。即便可以通过IPFS获取相关信息（不管这些信息是存储在哪里的），那也不代表它能够保证永远的存在。如果要一个完整的解决方案， 内容永续性就是关键了。

内容永续性的价值

一旦在线内容的获取重新围绕着基于内容的寻址方式而展开，下一个问题就是：应如何确保内容在将来的持续可用？换句话说，我们应如何确保内容的永续性? 如果没有长久稳定存储机制的内容，那么今天面临的很多问题在将来依旧会出现，最终带来碎片化的/不完整的/有“健忘症“的互联网。

大多数的数据和信息解决方案都有中心化和去中心化的选项。中心化的选项就是相信服务提供商将内容长久存储于其服务器上的保证。不过，中心化的存储方式无法实现真正的永续性，因为它始终受到单一的中心失效点的约束。

去中心化的内容永续性设计是确保内容随时间推移依旧保持可用的唯一方法。通过确保完全分离的协作节点都存储以强大的密码学为支撑的数据，这样信息就不再因中心化服务的影响（或不作为）而变得不可用。接下来的问题就是：如何实现这点？Filecoin正打造提供内容永续性的基础设施，以及为实现这个目标而设计的一系列相关工具和服务。

Filecoin在内容永续性上的作用

Filecoin(http://filecoin.io/)是为完善IPFS内容寻址方案而打造的激励机制层，为其提供了内容永续性。IPFS确保了内容不会在缺失清晰的变更记录的情况下被更改，并解决了网址解析失效的问题。Filecoin则通过确保内容的随时获取，来为基于内容的寻址方式提供长久的生命力。

Filecoin 是通过新型的密码学算法，共识协议及博弈论激励机制(https://filecoin.io/blog/posts/filecoin-features-verifiable-storage/)来实现上述目标的，从而提供了真正的去中心化存储方案。这一切的核心就是Filecoin在数据存储验证上的独特方案。

Filecoin的数据存储验证系统解决了此前去中心化存储的棘手问题：随着时间的推移，存储设施的提供者应如何证明　它们真的在存储这些数据并为此分配了专用的物理空间？

在一个中心化的存储服务中，你必须相信一个知名的公司，让其保证其系统的完整性和安全性。而在Filecoin网络上，世界上的任何人都可以提供存储空间。但为了信任Filecoin这样的去中心化网络，你需要先找办法确立对这个全球网络自身的可信性。

在Filecoin的去中心化网络上验证数据存储，你需要提供两个事项。首先，你需要证明正确的数据集是存储于特定的存储空间上。其次，你需要证明同一个数据集在特定的时间段中是被持续存储的。

Filecoin的证明算法(https://filecoin.io/blog/posts/what-sets-us-apart-filecoin-s-proof-system/)会执行这些验证任务。复制证明算法（Proof-of-Replication）能够证明特定的存储空间提供者正在存储某个用户原始数据的物理副本，而时空证明算法（Proof-of-Spacetime）证明了用户的数据的长期存储状态。

除了其证明系统外，Filecoin网络也依赖于博弈论激励机制去打击恶意或疏忽行为。所有承诺在Filecoin网络上提供存储空间的参与者必须在协议达成时以Filecoin代币的形式投入质押品。任何无法执行时空证明（Proof-of-Spacetime）验证的人都会被惩罚，会损失一部分的质押品，最终会被禁止向用户提供存储空间服务。

新型的密码学算法/共识算法和博弈论激励机制的结合，让Filecoin可以提供真正的去中心化存储。

Filecoin将内容永续性的重要性融合到其核心使命“存储人类最重要的信息”中，它正向这个目标踏实前进。现在，这个网络支撑了5.8 Exbibytes(https://filfox.info/en)的数据存储量 (如果要做对比，那就是相当于所有维基百科文章的2.5亿倍的量）。

内容寻址和永续性的实践：NFT

今天，加密世界中增长最快的内容类别莫过于——NFT(https://nftschool.dev/concepts/non-fungible-tokens/)。不过，NFT已经开始被作为可用性及永续性问题的研究对象了，这一切最终可以归结到内容寻址和永续性的领域。当我们讨论非同质代币的铸造和交易时，意思其实就是指艺术品（这里是举例，还有其他类型的NFT）背后的记录的变化。这个艺术品的内容和元数据(颜色/形状/声音等)并不是自动地在区块链上存在的。“内容”指的是图片自身。“元数据”指的是描述文本/艺术家信息/真实内容的CID标识号等。如果NFT的内容和元数据没有被可靠存储，就会暴露NFT在寻址和永续性领域的很多问题(https://cointelegraph.com/news/opensea-collector-pulls-the-rug-on-nfts-to-highlight-arbitrary-value)。使用IPFS去解决NFT的寻址问题正成为常态，而一个持续扩展的大型pinning服务生态系统在确保所有IPFS数据的可用性。

协议实验室最近发起了nft.storage(http://nft.storage/) 以最大地降低内容寻址和永续性的难度（特别是对NFT而言）。nft.storage让任何人都能免费生成在Filecoin铸造和存储NFT所需元数据，这只需几行代码。开发者可以注册一个账号，生成一个API（应用程序编程接口）访问秘钥，并使用一个简单的客户端库去生成元数据并永久存储其NFT。

通过nft.storage存储的NFT不仅在IPFS网络上是可用的，它们也通过Filecoin来防止被消失。这将鼓励全球的存储空间提供者继续长期存储NFT内容和相关的元数据。

内容永续性领域的网络参与者的演变

现在，保证内容被长久存储的协议，就是个人与线上存储该内容的节点所达成的经济关系。这个模式已被证明对Filecoin生态是有非常大的可持续性的。不过，这个生态正准备让更多人将其信息存储在网上，并打造解决方案以满足对所有权和支付方式的更多去中心化需求。通过为NFT应用的开发者提供存储方式，nft.storage正冲在前线，期望极大地降低实施的难度并解除创作者和收藏者的经济顾虑，来鼓励NFT领域的最佳实践。

其他的一些生态伙伴会在IPFS和Filecoin生态中继续通过采用不同的经济角色来激励重要数据的永续性。这些生态系统伙伴会让个人和存储空间提供者的基本关系变得更多样/灵活和可持续。DataDAOs(https://filecoin.io/blog/posts/the-future-of-datadaos/)正崭露头角，已做好准备塑造去中心化系统上的数据存储和支付手段的进化方向。这个概念描述了一个专为数据存储/维护/处理和（可能的）大量数据集的许可机制而设计的去中心化自治组织 (DAO,Decentralized Autonomous Organization)。通过承担存储数据集的技术和金融相关职能，dataDAOs可以在坚守去中心化内容永续性的更广泛承诺的前提下，有效地将重要的数据变现。其他的生态伙伴，如Ocean Protocol(https://oceanprotocol.com/) 和Filehive(https://filecoin.io/blog/posts/decentralized-data-markets-with-filehive/),它们的运作方式并不像去中心化自治组织那样，不过也作为类似的生态系统伙伴，依赖于Filecoin去维护其正进行变现和用于发放许可的数据。

结论

今天的互联网虽然非常强大，但它长期被其存储和保持数据的弱点所困扰。内容寻址和永续性是这个问题的根源。具体来说，是中心化的内容寻址和永续性问题带来了这些影响。只有通过去中心化的/可验证的解决方案，我们才能确保我们的在线信息永远保持安全和可用。IPFS和Filecoin的结合解决了寻址和永续性的问题，最近有一个非常好的应用案例证明了其可靠性，那就是nft.storage ——这是一个展示了优雅的技术栈和可持续的经济模型的解决方案。