Messari：詳解Filecoin生態發展現狀

原文作者：Mihai Grigore \& Sami Kassab，Messari

編譯：Filecoin Network

觀點

Filecoin在公開的全球市場上提供分佈式存儲和雲服務。從已使用的存儲和網絡能力來看，它佔據了最大的市場份額。

---該生態從2021年起步的40個項目，已經增長至超過330個項目。現在已經出現了不同領域的使用場景，包括NFT、Web3、遊戲、元宇宙和音視頻等。

---Filecoin旨在通過可驗證存儲、內容檢索、計算和即將到來的可編程應用來提供Web3服務所需的數據基礎。

---Filecoin面臨的主要挑戰是經過時間考驗並證明其可靠性。

數據可用性及完整性

每個互聯網用戶幾乎都依賴中心化服務來存儲和處理數據。這有兩個大問題：用戶不再完全控制其數據，且很難驗證數據的完整性。為了解決這些問題，新一代的協議和點對點網絡已經問世，讓分佈式存儲和雲服務成為現實。Filecoin就是其中的佼佼者，它以加密經濟學確保數據的存在性以及在任何時候的可用性。

簡單地說，Filecoin是一個點對點版本的AWS雲，它定期驗證數據的可用性和完整性。這是靠數據服務公開市場所達成的交易協議來實現的。

公開市場的交易協議

存儲交易協議就如在Filecoin區塊鏈上執行的服務級別協議（SLA）(https://www.cio.com/article/274740/outsourcing-sla-definitions-and-solutions.html)。在存儲交易協議中，用戶向存儲提供者支付費用以存儲數據。協議的條款包括了費用及存儲協議的時限。

公開市場環境的機制可以鼓勵存儲提供者以高效價的方式提供自己的存儲能力，即價格由供應和需求動態決定，而非靠固定的定價結構。為了鼓勵存儲提供者參與交易協議，Filecoin以網絡的原生FIL Token來獎勵他們。

Filecoin用兩項功能來確保數據的安全性。首先，它使用了基於加密經濟學的機制，用零知識證明(https://filecoin.io/blog/posts/zero-knowledge-and-the-filecoin-network/)驗證和確保數據的存儲。其次，它使用了一種經濟懲罰手段：如果數據無法檢索，或存儲失效，那麼存儲提供者就要被沒收鎖定的質押品。

為了實現這一點的強制執行性，Filecoin協議要求存儲提供者持續提交兩種可驗證的密碼學證明。首先，複製證明驗證數據已經完全複製。在成功通過初步檢查後，存儲提供者每天使用時空證明來證明一份隨機數據仍在存儲中，且可以在存儲協議的生命周期內檢索。任何形式的失敗都會帶來懲罰。

為了檢索數據，用戶向檢索服務提供者支付費用來獲取這些數據。與在鏈上處理的存儲協議不同，檢索協議可能在鏈下進行。這帶來了更快的數據檢索流程。

技術揭秘

Filecoin是在星際文件系統（IPFS）之上搭建的，後者擔當Filecoin網絡的分佈式數據存儲和共享層。雖然一些人輪換使用Filecoin和IPFS，但兩者還是有一些重要區別。

簡單地說，IPFS就如加強版的種子服務（torrents）。與種子資源追蹤器類似，IPFS使用數據的指紋來定位。但與種子資源不同，IPFS利用了單一的全球點對點網絡。

IPFS能夠告訴用戶其數據的位置，但它沒有數據存儲的激勵機制，這就是Filecoin被開發出來的原因。因此，Filecoin補充了IPFS的功能，並帶來了開放的、有保證的數據存儲市場，即讓Filecoin成為了IPFS的激勵層。

IPFS可被視為點對點的HTTP協議，不過它有一個很重要的改進。傳統的URL網址和文件路徑通過伺服器上的特定地理位置來找到一個文件，而IPFS使用內容尋址來以分佈式的方式存儲數據。它通過文件的內容來引用這個文件。內容地址是唯一的，它是哈希的運算結果，本質是將內容用密碼學方式壓縮為一長串字符。當檢索一個文件時，網絡只需要知道文件的哈希值，就能找到存儲該文件內容的節點。

網絡動態

得益於其開放市場策略和激勵機制，Filecoin吸引了顯著的存儲容量。不管市場狀況怎麼變化，Filecoin網絡裡投入的存儲容量從2020年起穩定增長到16,000PiB，相當於截至2022年3月的65,000份維基百科的副本或1,600份Netflix電影存檔。這個網絡的容量來自分佈全球的3900個存儲提供者。

Filecoin的需求

對Filecoin的需求分別來自Web2和Web3的存儲使用場景。如果將存儲交易協議中綁定的存儲容量加起來，就可以量化對Filecoin的需求。不過，當分析存儲交易協議裡的底層內容時，就很難區分有用的存儲和存儲提供者濫用網絡生成隨機內容之間的差別。

為了增加Filecoin裡有用數據的容量，Filecoin Plus激勵計劃(https://docs.filecoin.io/store/filecoin-plus/)應運而生。這個計劃激勵存儲提供者參與被驗證的交易協議------這是通過隨時間推移增加其區塊獎勵的份額來實現的。

存儲交易協議的輸入數據從2020年10月的400TiB增加到2022年3月的7600TiB以上，而Filecoin Plus顯然對這個增長有貢獻。從2021年第四季度起，有一個趨勢，就是未驗證的數據（Filecoin常規存儲交易協議的輸入數據）轉換為由Filecoin Plus驗證過的存儲協議主導的數據輸入。

網絡上被使用的存儲容量（如活躍的存儲交易協議）從2020年10月的0.25PiB(1PiB=1024TiB)穩定增長到2022年3月的45PiB。如下所示，有超過26PiB的內容是產自Filecoin Plus存儲交易協議，代表了網絡上57%的活躍存儲交易協議。

從Filecoin常規存儲交易協議到Filecoin Plus存儲交易協議的份額轉變，後者開始佔據優勢，標誌著驗證數據的激勵機制的正常運作。常規類型存儲提議在2021年12月的突然下降，是由幾個存儲提供者下線(https://github.com/filecoin-project/community/discussions/407)而引起的。

這個損失，已經由其他存儲提供者在2022年1月承擔，他們還貢獻到Filecoin Plus活躍存儲交易協議的增長中。這樣，交易存儲協議的總量已經恢復了。

雖然供應大量超過需求，不過存儲容量只是其中一方面。網絡上被使用的存儲數量同樣重要。鑑於Filecoin的存儲容量為16,000PiB，而已使用的存儲容量為45PiB，可以算出存儲利用率是0.3%。要理解這些網絡指標，那些分佈式存儲領域的競爭對手，如Sia和Storj各自有6PiB和14PiB的網絡容量，它們已被使用的存儲則各自是2.2PiB和8.6PiB。

那麼從存儲利用率看，Sia和Storj都超過了Filecoin，分別有36%和60%。雖然Arweave有0.05PiB的數據被存儲了，但由於與其他存儲網絡相比，這可忽略不計，所以並沒有包含進來------它從較小的基數增長，但並沒有足夠的網絡容量。

Filecoin Plus項目的引入邁出了一大步，而培育Filecoin新業務和新使用場景的協作行動正在展開。Filecoin生態正引入大量不同的使用場景：從NFT分佈式存儲到音樂和視頻流媒體，再到元宇宙和遊戲。

開發者和創建者生態

Filecoin獲得了幾家組織的積極支持，它們的共同目標是發展Filecoin生態。這些組織聯合成立了生態工作組（Ecosystem Working Group）。這個工作組參與者的責任包括維護和升級底層協議、支持生態成長及協助治理。這個工作組裡最知名的成員包括協議實驗室、Filecoin基金會和Outercore。下圖展示了主要的參與機構。

這些組織一直積極通過黑客松、加速器、資助（Grant）計劃、導師計劃和增長支持，來搭建開發者和創建者通道。這個通道旨在幫助早期項目和團隊發展，以到達融資階段。這樣，有超過330個項目正在Filecoin和IPFS上搭建。下面是這個通道的細節，展示了項目的演進過程，並以其成熟階段分組。

2022年的主要目標是讓生態裡儘量多的早期項目增長為成熟業務，如從早期階段進入D輪及之後的融資輪。

整體看，這個生態展現出了顯著增長，如與應用程序和客戶端的整合、開發者工具和基礎設施。最近，生態工作組將簡化終端用戶和開發者與Filecoin互動的工作排上優先級。這帶來了如Textile Powergate、Estuary和NFT.Storage等服務的開發。Filecoin生態的所有使用場景可以在這裡(https://ecosystem.filecoin.io/)查看。一部分生態參與者的圖表也在下面展示了。

信息來源：Filecoin

在2022年，有一些值得注意的計劃。Filecoin虛擬機(https://fvm.filecoin.io/)的上線就是其中一件大事。FVM旨在解鎖可編程存儲源語（如存儲賞金、拍賣）、跨鏈互操作橋（如連結Ethereum、Solana和NEAR）、以數據為中心的DAOs，以及Layer-2二層協議（如信譽系統、數據可用性採樣、計算框架和激勵相容的內容分發網絡CDN）。

Filecoin的主要使用場景

Filecoin生態很龐大，正急劇擴展，並將自己定位為分佈式網絡的支柱。隨著雲存儲需求的增加，Filecoin提供了替代流行的中心化平台的方案。現在已經出現了不同的額外使用場景，而還有新的將會在不久的未來實現。有四類使用場景已經有很高需求了：(1)NFT和Web3存儲，(2)永續存儲和Web2數據集，(3)元宇宙和遊戲，(4)音視頻。

NFT Storage

在2021年夏天，NFT得到了主流關注。由網絡效應驅動，NFT主導了加密領域，形式是社交媒體頭像、精緻藝術品、收藏品和音樂等。有趣的是，很多NFT會用鏈下的存儲位置來存儲其元數據，因為在鏈上進行存儲並不現實。在2021年的狂熱潮沒多久後，很明顯有很多NFT的元數據並不是以去中心化、無法操縱的方式存儲，這危及了NFT的內容和價值。為了解決這個缺點，NFT.Storage誕生了。

NFT.Storage(https://nft.storage/)利用Filecoin和IPFS專為NFT內容和元數據，提供簡單的分佈式存儲解決方案。它通過由NFT.Storage和Filecoin管理的專用IPFS伺服器，來提供永續的冗餘存儲。在加入了FilecoinPlus激勵項目後，NFT.Storage可以免費提供無限量的NFT存儲空間。

在2021年4月發布後，NFT.Storage已經支撐了4000萬份NFT數據的永久性存儲，總共超過260TB數據的規模。這個服務的易用性讓包括個人藝術家和大型市場（如OpenSea、MakersPlace、MagicEden、Holaplex、Jigstack和Galaxy）在內的廣泛用戶都可以利用永續性的NFT存儲。

Web3存儲

Filecoin旨在成為Web3的存儲層。為了實現這個目標，Filecoin與不同的區塊鏈及智能合約平台有持續協作，也建設了相關的存儲橋。最近的一個例子是Polygon(https://messari.io/article/polygon-a-multi-sided-approach-to-zk-scaling)。這種合作關係的目標是滿足遊戲和NFT相關Web3項目開發者的存儲和基礎設施要求。

值得注意，Polygon開發者可以通過存儲橋輕鬆使用Filecoin。Filecoin還在Solana生態裡獲得了持續增長的關注度------有一系列協議和NFT市場提供了原生的支持，包括Metaplex、MagicEden和Holaplex。

信息來源：Filecoin

為了簡化在Filecoin上搭建Web3app的過程，團隊啟動了Web3.Storage(https://web3.storage/)，讓開發者直接在Filecoin上存取數據，而無需與複雜的分佈式存儲網絡打交道。

Web3.Storage使用冗餘機制，在多個Filecoin存儲提供者和全球分佈的IPFS節點之間存儲數據。這些IPFS節點是由Web3.Storage團隊運行的。此外，這些服務無限期提供無限制的存儲空間。這是由Filecoin Plus的經濟機制促成的。

總的來說，Web3.Storage自發布後經歷了穩定增長，從2021年8月的300萬個上傳項目增長到2022年3月的1500萬個上傳項目。

永續性存儲和Web2數據集

與Arweave類似，Lighthouse(https://www.lighthouse.storage/)讓Filecoin用戶以固定價格永久存儲文件。此外，Filecoin虛擬機將會支持智能合約裡實現的永續性存儲。永續性存儲的重要用之一是數據存檔。考慮到Filecoin的規模，這目標是讓存檔存儲的性價比儘量高，特別是降低Filecoin上搭建應用的開發者們的成本。這將創建和保存為人類服務的信息層。

Shoah Foundation(https://sfi.usc.edu/)在存檔幸存者證言方面是一個重要的項目。當涉及到大型公共數據集時，就需要提到互聯網檔案館項目(https://archive.org/)使用Filecoin來存儲網站和文檔給公眾訪問。

此外，Zarr和GainForest存儲了大型的公共數據集，目標是預防氣候變化帶來的自然災害。Zarr項目(https://github.com/zarr-developers)讓很大範圍內的研究人員都能獲得氣候數據來進行分析。而GainForest(https://www.gainforest.app/)利用衛星照片來對抗氣候變化的影響。

元宇宙和遊戲

新一代的元宇宙和遊戲使用場景正利用Filecoin和IPFS技術。這些使用場景的底層邏輯是用戶的變現。在這個領域裡，Blockbets(https://blast.gg/)和Gala Games(https://app.gala.games/)支持遊戲玩家產生收入，向他們支付費用。涉及到藝術家變現時，Mona(https://www.mona.gallery/)支持藝術家們將自己的高端作品在虛擬空間展示，並售賣給收藏家。Metaverse AI(https://www.metaverseai.org/)將人類互動帶到了下一個層次：它讓遊戲玩家與遊戲裡的其他AI驅動的虛擬人類進行遊戲，並通過互動變現。

音視頻應用

最近，幾家利用了Filecoin和IPFS技術的音視頻應用獲得了大量關注，例如Web3版本的"Spotify或SoundCloud"。Audius(https://audius.co/)是一個音樂流媒體服務，外觀和使用都像SoundCloud，但它是利用了IPFS技術的。Currents.fm(https://a.currents.fm/)和Inflow Music(https://www.inflowmusic.io/)為音樂創造者和策展人社區提供支持。Huddle01(https://huddle01.com/)可能會成為下一個Zoom，它是一個低帶寬的視頻會議平台，為遠程會議的需要進行定制，專注於NFT社區。

普通用戶可能無法判斷Audius、Currents.fm、Inflow Music或Huddle01是去中心化的，或它們利用了Filecoin和IPFS的技術。不過，不論用戶是否意識到，通往Web3流媒體(https://messari.io/article/the-nft-effect-on-the-music-industry)應用的浪潮已經出現。

隨著Filecoin生態日漸成熟，更多使用場景正被發現。Filecoin虛擬機的開發將解鎖此前貌似不可能的使用場景，從而創造出一類全新的使用場景。

結論

雖然分佈式存儲仍處於早期階段，但Filecoin生態已經有幾年的蓬勃發展歷程了。Filecoin和IPFS已經被一系列的使用場景採用，包括NFT、Web3、遊戲、元宇宙和音視頻等。與Filecoin並行，像Arweave、Storj、Sia這樣的其他方案都可以大規模應用IPFS的基礎。

分佈式存儲解決方案的採用及上層整合的智能合約可能為新型的應用程序帶來機會。讓主流的瀏覽器採用IPFS將會是一個重要的里程碑。開放數據行動和去中心化計算可能會帶來除存儲之外的下一代應用。

Filecoin面臨的最主要調整，是證明其作為存儲提供者及Web3服務海量數據支撐基礎的角色。Filecoin和IPFS在Web3範式的前沿運作，提供Web3開發的關鍵基礎。它們的成功依賴於在這些協議上所搭建的Web3應用。