什么是区块链存储？

Posted 2021-08-31 王东临

区块链存储是区块链驱动的去中心化存储（也称为WAN存储，即广域网存储）的简称，由WAN存储系统（例如YTFS）和区块链激励层组成。区块链存储的数据不是保存在区块链上，而是存在去中心化存储系统中，区块链只是记账做激励，并不保存数据。

其中，去中心化存储系统由分布在全球的成千上万存储节点组成统一共享存储池，与区块链没有直接关系。区块链起到的是奖惩激励作用，使得存储节点积极将自己的存储空间共享给别人使用，遵守系统规则保证存储服务稳定性。

为什么需要去中心化存储系统？

我们先看看中心化存储系统有什么难以解决的问题，就知道为什么需要去中心化存储系统了。

我们看看公有云的带头大哥、市值万亿美元的亚马逊公司的AWS云服务的部分记录：

1. 2019年8月31日，AWS US-East-1地区遭遇停电，而且备用发电机在一个半小时后也出现故障，影响了7.5%的EBS，经AWS努力恢复（据说是将Amazon全球能调动的工程师都调动起来处理该故障）仍有大约0.5%的数据丢失！该次事故比较详细的说明可参考https://www.eefocus.com/communication/452645
2. 2019年8月23日，AWS日本出现大规模异常，许多使用相关服务的日本手机游戏纷纷出现连线异常状态的lag或是读取时间过长，部分游戏甚至完全无法进行游玩，影响超过百万玩家。更为严重的是，BKEX、BTMAX 、CITEX、HOPEX等多家数字货币交易所因此出现异常交易，甚至有人花0.3美元成交40多个比特币，按现有币价计算，相当于赚超300万人民币，引发币圈人士惊呼“一秒暴富”
3. 2019年6月1日，AWS北京区域CN-NORTH-1地区因为几处光缆被道路施工挖断，导致可用区无法链接Internet，使得AWS中国业务大规模出现故障，包括VIPKID、流利说、三星应用商店等均受到影响。
4. 2018年11月23日，AWS的核心服务器在韩国全国发生中断，导致两个主要的数字货币交易所Upbit和Coinone停止服务，韩国最大的电子商务网站也同样停摆。
5. 2018年7月18日，AWS管理控制台故障，故障持续近6小时。
6. 2018年5月31日，因北弗吉尼亚地区的数据中心出现硬件故障，AWS出现连接问题。在此事故中，AWS的核心EC2服务，Workspaces虚拟桌面服务以及Redshift数据仓库服务均受到影响。
7. 2018年4月，黑客入侵亚马逊 AWS，共窃取了约 500 多个 ETH。
8. 2018年3月，弗吉尼亚州AWS的一个冗余互联网连接点断电，引起了美东1区的多个数据中心故障。同时，数据包的丢失导致美国东部地区的一些AWS Direct Connect客户服务受到影响。也影响到了来自弗吉尼亚州阿什本的Equinix DC1 - DC6 & DC10 - DC12和来自弗吉尼亚州雷斯顿的CoreSite VA1 & VA2的Direct Connect连接。
9. 2017年2月28号，号称亚马逊AWS最稳定的云存储服务S3由于运维人员输错一个字母，出现“超高错误率”的宕机事件。

以上只是媒体报道的严重事故，还有大量没有报道的事故。再加上Microsoft Azure、Google Cloud、阿里云、腾讯云，基本上每个月都能看到中心化存储出现严重故障的报道。这些市值最低都在4000亿美元以上的全球最大公司，用最贵的薪酬最好的条件雇佣了世界上最好的天才，努力干了十多年，最后仍然如此极不可靠，原因何在？

这只能说明，中心化存储的可靠性已经接近瓶颈了，停电、断网、地震、火灾、911式恐怖袭击、天津大爆炸式毁灭性灾难、切尔诺贝利式运维人员神操作，无论多么天才的工程师写出多么强大的代码都没法解决，唯一的解决方法就是进行跨地域的去中心化冗余。

实际上，存储技术的发展路线，几十年来就是一直沿着“不断提高冗余和故障域隔离来提高可靠性”的技术路线来发展的：

1. 桌面级存储：一块盘无冗余，数据持久性只有2个9，不能满足企业用户的需求；
2. 企业级存储：多块盘有冗余，硬盘之间是故障域隔离的，坏一块盘不丢数据，数据持久性4-7个9；
3. 云存储：采用中心化的传统分布式存储技术，用冗余的多个通用存储服务器组成本地网络，服务器之间是故障域隔离的，坏一两台服务器不会丢数据，数据持久性11个9；
4. 去中心化存储：冗余的多个跨地域的存储节点组成广域网存储池，各地域之间是故障域隔离的，几个地域出故障不会丢数据，数据持久性15个9以上。

可见，去中心化存储是存储技术发展的必然趋势，在大数据时代来临时可以满足人们对于数据存储容量和数据持久性的更高要求。

为什么需要激励层？

去中心化存储系统需要分散在各地的海量的节点，如果是一家公司来建设和运维，投入和维护成本大概相当于建设5G基站和网络，即使是大公司也大多玩不起。因此，让有存储空间的人来将自己的富余存储空间共享出来，就成为一个主要的方式。但如果没有激励层，那就不会有足够多的节点加入，而且也不能保证每个节点服务的稳定性。BitTorrent和IPFS的实践已经表明，即使是广受欢迎的系统，在没有激励系层加持的情况下，其节点数量和服务稳定性是难以保证的。

以可以增值的数字货币来激励，可以迅速聚集大量想赚钱的存储矿工，短时间就形成很大规模，而且要求矿工抵押服务质量保证金，对随意关机下线者进行惩罚，可以保证服务稳定性。

为什么要用区块链做激励层？

很多人都会有这个问题：需要激励层不难理解，但为什么不用人民币/美元做激励，而非要用密码货币呢？

简单说，大致有以下几个因素：

1. 无需信任平台方
   这就是区块链“去信任化”的特性，In code we trust，这样一个没有品牌信誉背书的创业团队也可以去干大事业了
2. 奖惩自动执行，公开公正透明
   奖惩规则公开透明，执行过程公开透明，而且是严格按照规则来执行的，没有一个“店小二”来欺压你
3. 用Token实现所有者、生产者、使用者、投资者的统一，实现共赢
   这就是之前讲的区块链构建的通证经济体的重要特征，可以参见之前区块链是如何创造一个新的组织形态的说明。