区块链技术带来了去中心化革命。互联网的完全去中心化之路，无外乎三个方向：共识机制、存储、和计算。

共识机制在过去十年间已发展的相对成熟。随着Web 3.0和元宇宙时代的来临，数字世界与物理世界之间的界限正逐渐消失，我们正处在前所未有的信息大爆炸时代，网络的“飞轮效应”使去中心化存储能迎来应用爆发的浪潮。

什么是去中心化存储以及为什么Web3需要它

在了解“去中心化存储”之前，先介绍一下我们更熟悉的“中心化存储”。

所谓“中心化存储”，即将所有存储设备集中在一个系统中的方法，这一方法起源于大型主机时代。它使用有限的固定节点数量，数据访问仅通过一个控制器进行。中心化存储系统运行的关键在于存储服务器的稳定性，存储服务器决定了存储系统的可靠性以及性能，这对存储环境、硬件设备等提出了很高的要求。正因如此，中心化存储的战场上只留下了几位科技巨头。2023年Q1，亚马逊、微软、谷歌三大巨头合计占据了云存储市场份额的65%。

中心化存储服务已经发展成熟，存储市场巨头林立，价格不断降低。那为什么还需要去中心化存储？答案很简单，为了解决中心化服务器所无法解决的问题：数据不变性、去信任性、持久性和抗审查性。

以近几年火热的NFT和dApp为例，来看看为什么Web3需要去中心化存储。

万物皆可NFT，但你是否想过NFT存储在哪里？

一个NFT通常是通过引用元数据创建而成，元数据包括对NFT的描述（名称、属性、属性等）和其媒体文件（图像、视频、音频等）的引用。选择中心化的方式存储NFT，就意味着整个NFT项目都依赖于某一家企业、某一个服务器、甚至某一个人。如果服务器发生故障或被损坏了，数据就可能永远消失，你的NFT就变成了“口头支票”；如果服务器被人控制，NFT的数据还可能会被篡改。这完全违背了NFT的设计初衷—— 加密、确权、永久保存、不可篡改。NFT交易平台Opensea 最初也使用的是中心化服务器来存储NFT 的元数据和媒体数据，结果数据丢失情况也时有发生。到2021年，Opensea 推出了“冻结”NFT元数据的功能，使NFT创建者能够将NFT去中心化。PFP NFT项目Crypto Punks 最初将产品集成图像存储在中心化服务器中，然后将这张图片的加密哈希值存储在智能合约中用于验证。随着NFT价值的不断攀升，数据丢失或损毁的成本越来越大。于是Crypto Punks选择将所有的元数据和图像数据都直接存储在以太坊区块链上。通过解析元数据和图像数据智能合约地址，用户可以直接检索 NFT的所有属性和原始图像数据。只要以太坊网络存在，Crypto Punks就永远存在，且不可篡改。

再来看看dApp。dApp是在区块链上运行且由智能合约驱动的应用程序，由前端用户界面和后端智能合约组成。

只要一个应用程序能让用户通过操作界面实现利用智能合约与区块链进行交互，那它就是一个dApp。 dApp 的后端代码在区块链上运行，但前端代码和UI 可以使用任何方式存储。那么为什么一个 dApp的前后端都应该选择去中心化存储呢？答案在于确保服务的可用性和持久性。虽然dApp的核心机制由智能合约执行，但用户可访问性的保障是通过前端实现的。因此，确保dApp前端的可用性等同于确保底层服务的可用性。通过分散在多个节点的去中心化存储网络，dApp降低了因服务器故障而下线的风险、提高了对DNS黑客攻击的抵抗力，并确保了应用的持久性。去中心化存储同时增加了审查抵抗力，因为没有哪一个中心化实体可以轻易地删除存储数据。

去中心化存储的十年

去中心化存储领域最早和最有影响力的项目之一是InterPlanetary File System (IPFS)，它由Protocol Labs 的创始人Juan Benet于2014年创建，2015年正式推出。随后市场上又涌现了诸如 Arweave、Storj、Filecoin（也是由 IPFS 背后的同一团队 Protocol Labs 开发的）和Memo等去中心化存储项目。 每个项目都有自己独特的去中心化存储设计方案，也解决了不同的问题：

（1）       IPFS/ Filecoin：多节点存储 + 矿工激励机制

IPFS通过将文件分布在网络中的多个节点上来实现去中心化存储，通过内容寻址和点对点传输技术来实现可靠、快速的文件访问，是对互联网底层协议的重大革新。

2017年，IPFS引入了激励层Filecoin，通过通证激励机制以确保文件在约定期限内的可靠存储。Filecoin是基于IPFS协议的去中心化存储网络，由矿工和存储用户组成，矿工通过提供存储空间赚取租金和区块奖励，存储用户在去中心化市场上发布订单聘用矿工。可以把它看作一个数据存储的Airbnb，通过出租各地服务器的多余存储空间，提供以月为单位的短期数据存储服务。

（2）       Arweave：一次性付费，数据永久存储

Arweave 项目于 2017 年创建，主2018年上线主网。Arweave直接将内容写入区块链中进行存储，实现了永久的数据存储。它使用访问证明（Proof of Access, POA）激励矿工持续存储并分享历史数据。矿工的收益与存储的区块数量成正比：矿工获得新区块奖励的同时，也会因存储链中随机的旧区块而获得奖励，矿工存储的总块数越多，获得的收益就越多。

与Filecoin按月支付不同，Arweave一次性付费即可实现永久存储，降低长期存储成本。

（3） Storj： 平民化挖矿, 企业级存储

Storj是一个基于以太坊的去中心化存储协议，创建于2017年。它更偏向于“平民化挖矿”，个人电脑、树莓派、NAS等小型设备都可以作为Storj 节点，由此搭建了一个极度分散化的云存储网络。Storj 主要提供企业级存储服务，对标的是亚马逊的 S3平台。

在用户激励上，Storj与Filecoin类似，让用户通过出租存储空间获得奖励。不同的是，Storj推出了自己的原生代币$STORJ。 存储需求方使用$STORJ支付存储服务，提供方出租闲置存储空间获得相应的$STORJ回报。

每个项目的去中心化存储设计方案各有不同，但核心问题就三个：如何实现存储的“去中心化”，如何激励用户持续提供存储空间，以及如何保证数据存储的安全性。

下面我们来看看去中心化存储网络Memo如何在设计中引入三个角色——User、Provider、Keeper来解决这三个问题的。

去中心化存储网络MEMO：引入三方角色，提供多重激励

MEMO是Memolabs团队推出的基于区块链的分散式云存储系统。这一去中心化的存储网络引入了User、Provider、Keeper三个角色来维护其生态系统，三方角色相互关联，彼此制约，且不能兼任。

User的角色很简单，他是存储交易的发起方，是存储空间的购买者和使用者利用智能合约在网络上存储各种类型的数据。Provider将自己的存储空间租赁给 User赚取稳定的租金，在MEMO的系统架构中，Provider不仅仅是一种单纯的租赁方，他还可以通过参与质押和提供流动性来获取收益。

User和Provider这两个角色在上文的Filecoin，Arweave和Storj三个项目的设计中都有出现（即存储用户和矿工），买卖双方是完成存储交易必不可少的角色。

MEMO创新之处在于，它引入了一个“中介”和“管家”的角色，即Keeper。Keeper在User和Provider之间，提供信息匹配、存储验证、促成交易等中介服务，并从中收取“佣金”；此外，Keeper还负责维护网络的安全，例如检查Provider所提供的存储空间是否有效，惩罚违规行为等。

现在我们回到上文的三个问题：

去中心化存储仍处于初级阶段。无论从存储规模还是性能来看，目前去中心化存储与中心化存储相距甚远。然而，鉴于去中心化存储所具备的诸多优势，未来此领域仍具有巨大的增长潜力，并将催生更多的可能性。