什么是去中心化存储，它是如何运作的？

区块链技术改变了我们理解周围世界的方式。它带来的去中心化概念影响了各种行业，包括文件存储行业。本文章将讨论什么是去中心化文件存储以及它是如何运作的。同时，我们还将探讨这项颠覆性技术的优势和挑战。

什么是去中心化存储？

去中心化存储是一种依赖于分布式网络，而非单一中心化主体的文件存储系统。此分布式网络（通常为区块链）通过点对点的节点来收集、存储并保护数据。为维持网络运行，这些节点会收到代币作为奖励。

去中心化文件存储应用旨在抵制审查，使得用户可以完全控制他们的数据，不必担忧数据安全机制会受单点故障的影响。相比之下，中心化存储平台将数据集中在大型服务器中，这不仅容易成为攻击的目标，而且在某些情况下，它们可能会选择性地限制用户访问自己的数据。

去中心化存储是如何运作的？

就像中心化文件存储一样，去中心化存储也只需要用户上传一次数据来存储，然后在需要时再下载。然而，它们的相似之处仅止于此。在去中心化网络上存储数据的方式与中心化服务器有所不同。我们可以将其分为以下五个步骤：

加密

首先，上传到去中心化存储平台的数据会被加密，以增强其私密性和安全性。这个加密过程是通过密码算法来实现的，该算法将数据编码混淆，只有在拥有对应解密密钥的情况下，才能解码还原。这样做可以确保即使数据在传输过程中被截取或泄露，由于不能解密，无关方也无法访问到实际的数据内容。

数据分片

数据分片，或称分区，是将大型数据集分割为被称为“分片”或“块”的小部分。这种分区方式提升了数据集的可扩展性、灵活性、安全性以及整体性能。

数据分发

一旦数据被分片，它就会在多个网络节点之间分发。这确保没有单个节点可以访问全部信息。即使有一个节点被攻破，数据以某种方式被解密，攻击者也无法访问整个数据集。

冗余和复制

这是一种额外的安全措施，用以确保数据始终在网络上可用。因此，网络会创建每个碎片的多个副本，并将它们分布在更多的去中心化节点中。就像复印一份重要文件，并将它们存储在不同的地方一样。

检索数据

当用户成功地将数据上传到去中心化存储系统后，他可以在任何时候调用这些数据。当他准备检索数据时，他会向网络发送一个请求，并出示他的解密密钥或其他身份凭证。然后，网络从存储它们的各个节点检索必要的碎片。这些碎片被重新组装，并作为一个完整的数据集呈现给用户。

三种类型的去中心化网络

存储网络

去中心化存储网络的设计目的是将数据分布到多个节点上，这既可以提高数据的可用性和冗余性，也要求用户对网络中自己数据的安全性和持久性负责。在去中心化存储网络中，用户通常能选择特定的节点来托管他们的数据。

市场

去中心化市场作为一个平台，让用户可以在去中心化存储提供商中发现、比较和选择不同的存储选项。去中心化市场可能还有额外的特性，如价格、可用性和性能指标，以帮助用户做出明智的决策。它作为用户和去中心化存储提供商之间的桥梁，促进双方的交互和整合，从而在去中心化生态系统中提供存储服务。

分布式存储

在为分布式存储设计的去中心化网络中，使用数据编码技术将数据切分为更小的片段，然后分布到多个存储节点上。这种方式保证了网络的安全性和弹性，因为数据在不同的节点上得到了保护和冗余存储。

分布式存储利用纠删码技术，通过冗余片段恢复丢失或损坏的数据片段。这意味着即使部分存储节点或数据片段无法使用或已损坏，原始数据仍可从剩余的数据片段和冗余片段中重构出来。

去中心化存储 vs 云存储

去中心化存储与云存储是不同的。两种存储模型的关键差异在于“信任”。去中心化模型不需要任何信任，这意味着无论存储节点的运营者是谁，或者他们使用什么硬件，他们都不能查看或访问存储在他们节点上的数据。

在分布式网络中，独立的存储节点存储数据，但无法访问完整的文件。数据和应用程序都被加密、编码，并分割成片段，然后分布存储在各个节点上。这种方法确保了数据的安全性和隐私性，因为数据被分片并分布在多个节点上，使得任何单个节点都很难访问到完整的数据或可用信息。

去中心化存储就像将你的重要文件或文档的副本保存在不同的安全地方，例如你的家、银行和朋友的家里。你可以自主决定将每份副本放在哪里，即使其中一个地方出现问题，你仍然可以从其他地方获取你的文件。这就像有多个备份，确保你的数据安全可访问。

另一方面，云存储就像将所有文件或文档存储在由一家公司运营的单一存储设施中。你可以通过互联网从任何地方访问你的文件，但如果存储设施出现问题，你可能无法访问你的文件，直到问题得到解决。与去中心化存储不同，云存储平台上的信息可以被云存储主机访问。

去中心化存储的优点

安全性和韧性

去中心化存储方法通常比中心化的存储方法更为安全。这是因为在去中心化存储中，数据是分布在不同地点的多个节点上。这消除了中心故障的风险，也使系统更能抵抗停机或宕机。

隐私性

由于去中心化存储平台利用了区块链技术的原理，因此它们为用户提供了高度的匿名性。因此，它们非常适合存储敏感或机密的文件。

可负担性

许多去中心化的存储选项更加经济实惠，特别是对于大型文件或数据集。用户也可以利用他们电脑上的剩余存储空间，提供给其他用户，从而赚取收益。

去中心化存储的限制

复杂性

由于一些去中心化的存储选项带来了一定的复杂性，因此对于新手来说，它们可能难以实施。这可能是阻碍其普及的一个潜在障碍。

法律问题

当局对去中心化的倡议始终持有怀疑态度。去中心化意味着人们可以在不受审查的情况下做任何他们想做的事，这与他们的理念不符。去中心化文件存储系统也是如此。比如，BitTorrent网站就曾因侵权和盗版问题打过许多法律战。

去中心化存储系统的示例

星际文件系统（IPFS）

来源: IPFS

IPFS是最早的去中心化存储解决方案之一，由计算机工程师Juan Benet于2015年发明。该方案被设计为一个去中心化的点对点协议，用于存储、访问和分享数据。

关于其运行机制，IPFS系统使用内容寻址方法来搜索信息，这与集中式系统（如HTTPS）使用的基于位置的URL系统不同。它也是一个更可扩展的系统，可以通过其去中心化网络进行大规模的数据传输。

然而，IPFS既不是一个区块链系统，也不是一个加密货币平台。但它是一个基于加密技术的协议——去中心化和分布式。因此，一些加密平台已经在IPFS的基础上建立，将去中心化存储和加密货币的最佳特性结合在一起。Filecoin就是这样的一个项目。

Filecoin

来源: Filecoin

Filecoin是一个基于IPFS协议的去中心化数据存储提供商。在2017年完成了首次币发行（ICO）筹集了约2.57亿美元后，它于2020年启动。有趣的是，IPFS协议的创建者Juan Benet是这个加密项目的主要开发者之一。

作为一个去中心化的协议，Filecoin完全由其用户运行。这些用户目前分为两类——存储矿工和检索矿工。存储矿工是在他们的计算机上有额外存储空间的用户，并将其提供给其他用户。然后，他们向网络添加新的区块并获得奖励。

检索矿工作为最终消费者和存储矿工之间的中介。他们检索存储矿工存储的信息，并将其安全直接地传递给最终用户。这种直接传输减少了数据需要在整个网络的所有节点之间传输的需求。这减少了延迟，提高了网络的效率。

存储和检索矿工都会用Filecoin网络的原生代币FIL支付。它也用于治理目的。总供应量限制在20亿个代币，目前流通量为3.95亿。

Arweave

来源: Arweave

Arweave是一种区块链存储解决方案，为用户提供低成本且永久的数据存储。它于2018年6月启动，并采用了一种独特的共识算法——存取证明（Proof-of-Access，PoA）来确保网络上存储的数据的长期性和可用性。这种PoA机制通过AR代币奖励用户，以激励他们进行长期数据存储。

Arweave协议是建立在另一种分散的网络基础设施之上——永久网（permaweb）。永久网建立在IPFS之上，旨在通过区块链无限期地存储数据。用户只需支付一次性的AR代币费用即可在永久网上存储数据。一旦付款，他们的数据便永久存储，无需续期或订阅。

BitTorrent

来源: BitTorrent

BitTorrent是一种分散化的协议，允许用户轻松分享和下载大文件。它在2003年推出，由于其独特的文件共享系统方法，迅速受到欢迎。BitTorrent不是让用户从单一服务器下载大文件，而是允许用户从多个节点下载文件的各个部分。结果，下载更快，个别服务器的压力也减轻了。

2019年，BitTorrent平台通过首次代币发行（ICO）推出了其原生代币BTT。这种代币基于Tron生态系统，可以用来支付费用和订阅平台的高级功能。它还作为治理代币使用，并作为在网络上上传文件的奖励发放。

结论

尽管像谷歌和微软这样的中心化巨头依然占据数据存储领域的重要份额，但全球的趋势已在悄然改变。区块链技术的诞生使用户能够自主控制他们的数据存储和分享。这种去中心化的替代方案更为吸引人的是，你甚至可以因此获得报酬。

因此，越来越多的用户正积极拥抱这种去中心化的存储方法。你是否已经成为他们的一员？如果还未加入，不妨考虑一下本文中讨论的各种可能性，开启你的去中心化文件存储之旅。