今年最热门的话题之一是旨在增强区块链可扩展性的第 2 层 (L2) 解决方案。一旦成功实施，更快的速度和更低的成本将逐渐导致Web3应用的繁荣，预示着数据存储需求的激增。本文重点关注今年 EDCON 超级演示中排名第一的 EthStorage，并重新审视去中心化存储赛道，尽管它最近受到关注，但拥有巨大的潜力。
一、网络存储的演进
共识、计算、存储被称为Web3的三大支柱和基础设施。自计算机诞生以来，存储技术一直在不断发展，本文将其发展分为四个阶段：
1、集中存储：集中存储+集中管理
最初，计算机使用穿孔磁带来记录数据。后来，在 1956 年，IBM 推出了第一块硬盘，标志着我们今天所熟悉的计算机存储方法的开始。
集中式存储设备不断升级，包括硬盘、磁带、存储卡、SSDETC。存储架构保持不变，设备可以通过网络访问和请求存储资源中的数据，但所有数据存储资源都集中在一个位置或服务器上，接受统一控制和管理。
2、云存储：分布式存储+集中管理
2006年，亚马逊AWS推出，推出EC2和S3云存储服务，预示着存储的新时代。微软、谷歌和阿里巴巴等科技巨头纷纷效仿，使其成为当今采用最广泛的存储方法。
云存储采用分布式架构，跨多台服务器存储数据，并在多台服务器上备份数据碎片，从而在保证可扩展性的同时减少单点故障和数据冗余。然而，云存储的服务器由服务提供商集中管理，用户对其数据没有实际控制权。
3、传统区块链存储：分布式、全节点存储+去中心化管理
自比特币诞生以来，区块链网络存储作为中心化存储和管理的替代方案应运而生。区块链通过结合分布式存储、共识机制和交易验证过程，在保证数据安全性和不可篡改的同时，体现了去中心化存储和管理的特点。
然而，像比特币和以太坊这样的网络，由于其架构主要不是从存储角度设计的，因此存储成本高、效率低。每个节点都必须维护数据的副本，并且The Block空间是有限的。例如，在比特币或以太坊网络上存储单个数据可能会花费数百美元。
4、Web3去中心化存储：分布式、多节点存储+去中心化管理
直接在区块链上存储数据的成本高昂，导致各种 Web3 去中心化存储解决方案和项目的出现，例如 IFPS、Filecoin、 STORJ、Arweave、Swarm、EthStorage 等。这些项目旨在增加存储容量并降低成本，同时保留分散存储和管理的原则。这是通过数据分片、多节点存储和链上证明等技术来实现的。
二. ETH模块化和世界计算机
ETH模块化
自2021年以来，随着以Rollup为中心的路线图的推出，以太坊的模块化已经开始。这种方法将包罗万象的单分片区块链分解为不同的级别，不同的功能由不同的模块或链管理，以实现可扩展性。这个方向也被V神称为“Endgame”。
以以太坊为代表的区块链将链条分为四个关键层次：
1) 执行层：处理交易处理、智能合约执行和计算。
2) 结算层：验证执行结果、解决争议、提交状态。
3) 共识层：决定节点之间的交易排序、有效性和一致性。
4) 数据可用性层：确保数据可以被访问、存储和验证。
在单分片区块链中，链管理所有四个功能，面临区块链的“三难困境”。区块链的模块化意味着每个功能都可以由专门的层处理，每个层解决不同的问题。
ETH模块化之后， ETH主链变成了L1，上面又出现了很多L2，主要作为ETH的执行层。 OP Stack的L2等技术也采用了模块化架构，以增强未来的可扩展性。通过模块化+ Rollup， ETH未来将主要维护数据可用性层和共识层，成为主流、最安全的基础层。其他层的功能将通过其他链和方案进行升级，扩展和提高整个ETH生态系统的可扩展性。
2.世界计算机
以太坊的目标是打造一台世界超级计算机。虽然以太坊目前在安全性方面表现出色，但它在可扩展性方面仍在突破性进展。 Rollup是解决可扩展性的一个关键方向。模块化可以在一定程度上解决不可能三角。然而，要成为超级计算机，主要面临三个挑战：共识、计算和存储，所有这些挑战都是相互依赖的约束。
这些挑战的不同优先级会导致不同的权衡：
强共识账本：需要重复存储和计算，不适合海量存储和计算。
计算能力强：需要反复采用共识来进行繁重的计算和证明，不适合海量存储。
存储能力强：随机空间证明需要频繁采用共识，不适合计算。
目前，传统的L2解决方案面临中心化排序者和计算效率之间的平衡，同时无法提供强大的存储能力。 《迈向世界超级计算机》的作者提出了一种基于世界计算机功能分区的架构，并将其扩展以解决这些挑战。
最终的世界超级计算机将由三个拓扑异构的 P2P 网络组成，类似于构建物理计算机，通过像零知识证明一样的无需信任的总线（连接器）连接。这一设置将连接共识账本、计算网络和存储网络，以组装一台世界超级计算机。根据特定的应用需求，可以添加其他组件。各个组件的适当选择和连接将平衡共识账本、计算能力和存储能力的三难困境，确保世界超级计算机的去中心化、高性能和安全性。在这个架构中，EthStorage充当超级计算机中的存储解决方案。
基于这个框架，以太坊的世界超级计算机交易流程将是：
1）共识：以太坊处理并达成交易共识。
2）计算：zkOracle网络快速验证zkPoS作为总线传输的证明和共识数据，执行链下计算。
3）共识：在某些情况下，例如自动化和机器学习，计算网络将通过证明将数据和交易传输回以太坊或EthStorage。
4) 存储：为了存储来自以太坊的大量数据（例如，NFT 元数据），zkPoS 充当以太坊智能合约和 EthStorage 之间的信使。
三．ETH存储
1. 概述
EthStorage是第一个基于以太坊数据可用性的第2层解决方案，提供可编程动态存储，以1/100到1/1000的成本将可编程存储扩展到数百TB甚至PB。
团队曾两次获得以太坊基金会资助，协助以太坊进行数据可用性研究以及基于以太坊L1合约的L2动态数据集存储证明研究。他们还在 2023 年 EDCON Super Demo 中获得了第一名。
2. 技术特点
1）与ETH高度集成
EthStorage 的客户端是以太坊客户端 Geth 的超集。这意味着当运行EthStorage节点时，它仍然可以正常参与任何以太坊进程。一个节点可以同时是以太坊验证节点和 EthStorage 数据节点。每个EthStorage节点的Data Provider模块都会与其他EthStorage节点的Data Provider连接，形成一个去中心化的存储网络。
EthStorage的用户可以直接使用现有的钱包与构建在该存储上的所有应用程序进行交互，无论是NFT、去中心化社交网络还是去中心化游戏，从而最大限度地提高用户对EthStorage的可访问性。此外，兼容 EVM 的 EthStorage 为智能合约提供了出色的互操作性。例如，如果用户A想通过EthStorage为其铸造的NFT设置一张图片，则只需执行一笔以太坊交易。相比之下，使用 Arweave，A 需要提交一笔 Arweave 交易和两笔以太坊交易，而无法像 EthStorage 那样实现同步执行。
(2)基于DA层的L2去中心化解决方案
EthStorage本质上采用了类似L2的结构。在以太坊上，部署了一个存储合约作为EthStorage数据操作的入口点。同时，数据节点链下存储的证明也需要通过该合约进行验证。
与现在的L2相比：
Rollup （L2）将状态树存储在链外，其链上承诺是状态树根。 Rollup接收到新数据后，还需要在链下执行交易，完成状态转换并建立新的状态树。
EthStorage将数据存储在链下，其链上承诺是数据存储的证明。当 EthStorage 收到更新存储数据的请求时，它会为此数据生成新的存储证明。
从上面可以看出，目前的Optimism Rollup或者ZK-Rollup的扩容方向是扩大以太坊的计算能力，而EthStorage Rollup的扩容方向是扩大以太坊的数据存储能力。
此外，EthStorage是一个模块化存储层。只要有 EVM 和 DA 来降低存储成本，它就可以运行在任何区块链上（尽管目前许多 Layer1 缺乏 DA 层），甚至可以运行在 Layer2 上。例如，EthStorage 目前正在考虑如何利用其技术在Optimism上实现欺诈证明，并已在Optimism上启用了相应的 DA 层。
(3)实现动态存储
Filecoin 和 Arweave 都更适合静态存储。大量数据可以上传到去中心化存储，但不能修改或删除，只能重新上传新数据。得益于键值存储范式，EthStorage 可以支持 CRUD，即创建、更新、读取和删除存储的数据。这在中心化存储领域很容易实现，但目前在去中心化存储领域只有EthStorage可以实现。
(4) 创建以太坊网络访问协议
在Web2中，浏览网页、发送电子邮件、下载文件等行为都依赖于HTTP协议，HTTP协议是互联网上最常见的协议之一。 HTTP 协议定义了客户端和服务器如何交换资源，并通过 URL 指示这些资源的在线位置。当在 Web 浏览器中输入网站地址或单击链接时，会触发 HTTP 请求。浏览器解释URL并使用HTTP与服务器通信以请求特定资源，并在收到服务器响应后将其显示给用户。然而，Web2 页面或互联网服务托管在集中式服务器上。当不续订服务器订阅费时，应用程序使用的云服务将停止，数据将被中心化服务提供商删除。
EthStorage创始人提出了基于ERC-4804的Web3网络访问协议，并通过了EIP最终审核。 ERC-4804，正式名称为“EVM调用信息解释Web3 URL”，是用于EVM信息调用的HTTP风格的Web3 URL（*web3://），代表了以太坊上第一个网络访问协议。与访问服务器资源的 Web2 不同，web3:// Access 协议通过 Web3 URL 呈现以太坊智能合约上托管的资源，包括 HTML、CSS 和 PDF 等文件。
简单来说，web3:// (* http://web3url.io ) 是http:// 的去中心化版本。它在以太坊上增加了一个去中心化的表示层，允许用户直接在 EVM 上浏览网页、图像、歌曲等网页内容，EVM 作为去中心化的后端。
三、现状及计划
(一)产品应用
通过EthStorage，互联网应用可以以去中心化存储为基础重新启动。这包括动态 NFT、链上音乐 NFT、个人网站、非托管钱包、Dapp 和 Deweb 等。
以 DeWeb 为例：
我们知道以太坊是一个去中心化的网络。许多去中心化的 dapp 诞生于以太坊上，但这些 dapp 并不是完全去中心化的。许多应用程序前端仍然通过集中式云服务托管。比如Uniswap的前端网页宕机、交易对被删除，或者Tornado.Cash因涉嫌洗钱而被关闭，都是因为其前端托管在中心化服务器上，无法有效抵抗审查。然而，通过 EthStorage 的解决方案，网页文件和数据托管在智能合约中，由去中心化网络运行和维护，显着提高了对审查的抵抗力。通过智能合约的可编程性，DeWeb可以实现很多有趣的应用，比如De-github、De-blog以及各种dapp的前端。
目前，EthStorage尚未公布代币计划，但在测试网上，您可以使用测试代币W3Q进行测试网的使用和交互。
（2）路线图根据EDCON发布的路线图，2023年EthStorage主要处于测试网阶段，将适应以太坊坎昆升级进行开发和测试。它可能于 2024 年在主网启动，完全集成 Danksharding、CL+EL 客户端和 Web3 浏览器访问。
四．其他存储项目简要概述
(1) Filecoin： Filecoin是一个去中心化存储网络，具有建立在IPFS之上的激励系统。 IPFS 使用分布式哈希表 (DHT)，这是一种用于存储、寻址和传输数据的协议（类似于 HTTP 协议）。 Filecoin 充当 IPFS 的激励层，也是一个开放的存储市场。 Filecoin使用基于合约的模型来确保数据持久性并结合零知识证明，特别是时空证明和复制证明。今年3月14日，Filecoin宣布正式推出虚拟机（FVM），支持智能合约和用户可编程性。
特点：拥有自己的区块链和激励系统；静态存储空间大，成本低；升级后支持FVM。
（2）Arweave： Arweave采用“一次付费，永久存储”的模式，一次性付费涵盖了永久数据存储的成本，并且检索该数据不会产生额外费用。 Arweave 使用简洁的随机访问证明，并创建了一种称为 Blockweave 的本机数据结构。在这里，每个块都链接到前一个块和历史召回块。对于节点来说，铸造新区块的前提是同步Recall-Block和新生成的区块数据。
特点：拥有自己的区块链和激励系统；链上存储，永久存储；与其他链的互操作性相对较弱。
（3） BNB Greenfield： Greenfield专注于推动去中心化数据管理和访问。旨在简化数据存储和管理，同时将数据所有权与BNB智能链（BSC）的DeFi生态系统联系起来。完整的BNB Greenfield系统可以与成熟的BSC公链和BN社区用户进行交互。当用户想要在Greenfield上创建和使用数据时，可以通过BNB Greenfield dApps（去中心化应用程序）与BNB Greenfield的核心基础设施进行交互。
BNB Greenfield的特点：币安“三位一体”生态系统的最后一块；生态系统内可操作性强； BNB跨链流通和使用；采用Amazon S3“桶”结构理念；链下存储，链上验证。
五、结论
存储是Web3网络的三大支柱之一。只有去中心化存储落地，才能实现真正的数据权益和主权网络。否则，牺牲中心化效率来发展区块链网络就没有什么意义。该领域是基础领域，具有巨大的潜力。
目前，相比其他领域，去中心化存储市场热度较低。这主要是因为其发展阶段尚未满足足够的需求。随着L2的发展使得Dapp应用程序更便宜、更快，大量数据的积累及其价值需求将推动市场热度转向去中心化存储领域。
EthStorage作为一个新兴项目，拥有良好的以太坊生态基础。它具有很强的互操作性，可以与其他具有DA层的L1和L2层结合，提供新的发展方向和解决方案。如今的各种去中心化存储项目也各有侧重，并在不断发展。我们期待市场齿轮转向存储领域的时代。
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