Messari研究报告：Filecoin生态概述
观点
Filecoin在公开的全球市场上提供分布式存储和云服务。从已使用的存储和网络能力来看，它占据了最大的市场份额。
该生态从2021年起步的40个项目，已经增长至超过330个项目。现在已经出现了不同领域的使用场景，包括NFT、Web3、游戏、元宇宙和音视频等。
Filecoin旨在通过可验证存储、内容检索、计算和即将到来的可编程应用来提供Web3服务所需的数据基础。
Filecoin面临的主要挑战是经过时间考验并证明其可靠性。
数据可用性及完整性
每个互联网用户几乎都依赖中心化服务来存储和处理数据。这有两个大问题：用户不再完全控制其数据，且很难验证数据的完整性。为了解决这些问题，新一代的协议和点对点网络已经问世，让分布式存储和云服务成为现实。Filecoin就是其中的佼佼者，它以加密经济学确保数据的存在性以及在任何时候的可用性。
简单地说，Filecoin是一个点对点版本的AWS云，它定期验证数据的可用性和完整性。这是靠数据服务公开市场所达成的交易协议来实现的。
公开市场的交易协议
存储交易协议就如在Filecoin区块链上执行的服务等级协议（SLA）(https://www.cio.com/article/274740/outsourcing-sla-definitions-and-solutions.html)。在存储交易协议中，用户向存储提供者支付费用以存储数据。协议的条款包括了费用及存储协议的时限。
公开市场环境的机制可以鼓励存储提供者以高效价的方式提供自己的存储能力，即价格由供应和需求动态决定，而非靠固定的定价结构。为了鼓励存储提供者参与交易协议，Filecoin以网络的原生FIL Token来奖励他们。
Filecoin用两项功能来确保数据的安全性。首先，它使用了基于加密经济学的机制，用零知识证明(https://filecoin.io/blog/posts/zero-knowledge-and-the-filecoin-network/)验证和确保数据的存储。其次，它使用了一种经济惩罚手段：如果数据无法检索，或存储失效，那么存储提供者就要被没收锁定的质押品。为了实现这一点的强制执行性，Filecoin协议要求存储提供者持续提交两种可验证的密码学证明。首先，复制证明验证数据已经完全复制。在成功通过初步检查后，存储提供者每天使用时空证明来证明一份随机数据仍在存储中，且可以在存储协议的生命周期内检索。任何形式的失败都会带来惩罚。
为了检索数据，用户向检索服务提供者支付费用来获取这些数据。与在链上处理的存储协议不同，检索协议可能在链下进行。这带来了更快的数据检索流程。
技术揭秘
Filecoin是在星际文件系统（IPFS）之上搭建的，后者担当Filecoin网络的分布式数据存储和共享层。虽然一些人轮换使用Filecoin和IPFS，但两者还是有一些重要区别。
简单地说，IPFS就如加强版的种子服务（torrents）。与种子资源追踪器类似，IPFS 使用数据的指纹来定位。但与种子资源不同，IPFS利用了单一的全球点对点网络。IPFS能够告诉用户其数据的位置，但它没有数据存储的激励机制，这就是Filecoin被开发出来的原因。因此，Filecoin补充了IPFS的功能，并带来了开放的、有保证的数据存储市场，即让Filecoin成为了IPFS的激励层。
IPFS可被视为点对点的HTTP协议，不过它有一个很重要的改进。传统的URL网址和文件路径通过服务器上的特定地理位置来找到一个文件，而IPFS使用内容寻址来以分布式的方式存储数据。它通过文件的内容来引用这个文件。内容地址是唯一的，它是哈希的运算结果，本质是将内容用密码学方式压缩为一长串字符。当检索一个文件时，网络只需要知道文件的哈希值，就能找到存储该文件内容的节点。
网络动态
得益于其开放市场策略和激励机制，Filecoin吸引了显著的存储容量。不管市场状况怎么变化，Filecoin网络里投入的存储容量从2020年起稳定增长到16,000 PiB，相当于截至2022年3月的65,000份维基百科的副本或1,600份Netflix 电影存档。这个网络的容量来自分布全球的3900个存储提供者。
Filecoin的需求
对Filecoin的需求分别来自Web2和Web3的存储使用场景。如果将存储交易协议中绑定的存储容量加起来，就可以量化对Filecoin的需求。不过，当分析存储交易协议里的底层内容时，就很难区分有用的存储和存储提供者滥用网络生成随机内容之间的差别。
为了增加Filecoin里有用数据的容量，Filecoin Plus激励计划(https://docs.filecoin.io/store/filecoin-plus/)应运而生。这个计划激励存储提供者参与被验证的交易协议——这是通过随时间推移增加其区块奖励的份额来实现的。
存储交易协议的输入数据从2020年10月的400 TiB增加到2022年3月的7600 TiB以上，而Filecoin Plus显然对这个增长有贡献。从2021年第四季度起，有一个趋势，就是未验证的数据（Filecoin常规存储交易协议的输入数据） 转换为由Filecoin Plus验证过的存储协议主导的数据输入。
网络上被使用的存储容量（如活跃的存储交易协议）从2020年10月的0.25 PiB (1 PiB = 1024 TiB)稳定增长到2022年3月的45 PiB 。如下所示，有超过26 PiB的内容是产自Filecoin Plus存储交易协议，代表了网络上57%的活跃存储交易协议。
从Filecoin常规存储交易协议到Filecoin Plus存储交易协议的份额转变，后者开始占据优势，标志着验证数据的激励机制的正常运作。常规类型存储提议在2021年12月的突然下降，是由几个存储提供者下线(https://github.com/filecoin-project/community/discussions/407)而引起的。这个损失，已经由其他存储提供者在2022年1月承担，他们还贡献到Filecoin Plus活跃存储交易协议的增长中。这样，交易存储协议的总量已经恢复了。
虽然供应大量超过需求，不过存储容量只是其中一方面。网络上被使用的存储数量同样重要。鉴于Filecoin的存储容量为16,000 PiB，而已使用的存储容量为45 PiB，可以算出存储利用率是0.3%. 要理解这些网络指标，那些分布式存储领域的竞争对手，如Sia和Storj各自有6 PiB和 14 PiB的网络容量，它们已被使用的存储则各自是2.2 PiB和8.6 PiB。那么从存储利用率看，Sia和Storj都超过了Filecoin，分别有36%和60%。虽然Arweave有0.05 PiB的数据被存储了，但由于与其他存储网络相比，这可忽略不计，所以并没有包含进来——它从较小的基数增长，但并没有足够的网络容量。
Filecoin Plus项目的引入迈出了一大步，而培育Filecoin新业务和新使用场景的协作行动正在开展。Filecoin生态正引入大量不同的使用场景：从NFT分布式存储到音乐和视频流媒体，再到元宇宙和游戏。
开发者和创建者生态
Filecoin获得了几家组织的积极支持，它们的共同目标是发展Filecoin生态。这些组织联合成立了生态工作组（Ecosystem Working Group）。这个工作组参与者的责任包括维护和升级底层协议、支持生态成长及协助治理。这个工作组里最知名的成员包括协议实验室、Filecoin基金会和Outercore。下图展示了主要的参与机构。
这些组织一直积极通过黑客松、加速器、资助（Grant）计划、导师计划和增长支持，来搭建开发者和创建者通道。这个通道旨在帮助早期项目和团队发展，以到达融资阶段。这样，有超过330个项目正在Filecoin和IPFS上搭建。下面是这个通道的细节，展示了项目的演进过程，并以其成熟阶段分组。
2022年的主要目标是让生态里尽量多的早期项目增长为成熟业务，如从早期阶段进入D轮及之后的融资轮。
整体看，这个生态展现出了显著增长，如与应用程序和客户端的整合、开发者工具和基础设施。最近，生态工作组将简化终端用户和开发者与Filecoin互动的工作排上优先级。这带来了如Textile Powergate、Estuary和NFT.Storage等服务的开发。Filecoin生态的所有使用场景可以在这里(https://ecosystem.filecoin.io/)查看。一部分生态参与者的图表也在下面展示了。
信息来源：Filecoin
在2022年，有一些值得注意的计划。Filecoin虚拟机(https://fvm.filecoin.io/)的上线就是其中一件大事。FVM旨在解锁可编程存储源语（如存储赏金、拍卖）、跨链互操作桥（如连结Ethereum、Solana和NEAR）、以数据为中心的DAOs，以及Layer-2二层协议（如信誉系统、数据可用性采样、计算框架和激励相容的内容分发网络CDN）。
Filecoin的主要使用场景
Filecoin生态很庞大，正急剧扩展，并将自己定位为分布式网络的支柱。随着云存储需求的增加，Filecoin提供了替代流行的中心化平台的方案。现在已经出现了不同的额外使用场景，而还有新的将会在不久的未来实现。有四类使用场景已经有很高需求了：(1) NFT和Web3存储，(2) 永续存储和Web2数据集， (3) 元宇宙和游戏，(4) 音视频。
NFT Storage
在2021年夏天，NFT得到了主流关注。由网络效应驱动，NFT主导了加密领域，形式是社交媒体头像、精致艺术品、收藏品和音乐等。有趣的是，很多NFT会用链下的存储位置来存储其元数据，因为在链上进行存储并不现实。在2021年的狂热潮没多久后，很明显有很多NFT的元数据并不是以去中心化、无法操纵的方式存储，这危及了NFT的内容和价值。为了解决这个缺点，NFT.Storage诞生了。
NFT.Storage(https://nft.storage/)利用Filecoin和IPFS专为NFT内容和元数据，提供简单的分布式存储解决方案。它通过由NFT.Storage和Filecoin管理的专用IPFS服务器，来提供永续的冗余存储。在加入了Filecoin Plus激励项目后，NFT.Storage可以免费提供无限量的NFT存储空间。
在2021年4月发布后，NFT.Storage已经支撑了4000万份NFT数据的永久性存储，总共超过260 TB数据的规模。这个服务的易用性让包括个人艺术家和大型市场（如OpenSea、MakersPlace、MagicEden、Holaplex、Jigstack和Galaxy）在内的广泛用户都可以利用永续性的NFT存储。
Web3存储
Filecoin旨在成为Web3的存储层。为了实现这个目标，Filecoin与不同的区块链及智能合约平台有持续协作，也建设了相关的存储桥。最近的一个例子是Polygon(https://messari.io/article/polygon-a-multi-sided-approach-to-zk-scaling)。这种合作关系的目标是满足游戏和NFT相关Web3项目开发者的存储和基础设施要求。值得注意，Polygon开发者可以通过存储桥轻松使用Filecoin。Filecoin还在Solana生态里获得了持续增长的关注度——有一系列协议和NFT市场提供了原生的支持，包括Metaplex、Magic Eden和Holaplex。
信息来源：Filecoin
为了简化在Filecoin上搭建Web3 app的过程，团队启动了Web3.Storage(https://web3.storage/)，让开发者直接在Filecoin上存取数据，而无需与复杂的分布式存储网络打交道。
Web3.Storage使用冗余机制，在多个Filecoin存储提供者和全球分布的IPFS节点之间存储数据。这些IPFS节点是由Web3.Storage团队运行的。此外，这些服务无限期提供无限制的存储空间。这是由Filecoin Plus的经济机制促成的。总的来说，Web3.Storage自发布后经历了稳定增长，从2021年8月的300万个上传项目增长到2022年3月的1500万个上传项目。
永续性存储和Web2数据集
与Arweave类似，Lighthouse(https://www.lighthouse.storage/)让Filecoin用户以固定价格永久存储文件。此外，Filecoin虚拟机将会支持智能合约里实现的永续性存储。永续性存储的重要用之一是数据存档。考虑到Filecoin的规模，这目标是让存档存储的性价比尽量高，特别是降低Filecoin上搭建应用的开发者们的成本。这将创建和保存为人类服务的信息层。
Shoah Foundation(https://sfi.usc.edu/)在存档幸存者证言方面是一个重要的项目。当涉及到大型公共数据集时，就需要提到互联网档案馆项目(https://archive.org/)使用Filecoin来存储网站和文档给公众访问。此外，Zarr和GainForest存储了大型的公共数据集，目标是预防气候变化带来的自然灾害。Zarr项目(https://github.com/zarr-developers)让很大范围内的研究人员都能获得气候数据来进行分析。而GainForest(https://www.gainforest.app/)利用卫星照片来对抗气候变化的影响。
元宇宙和游戏
新一代的元宇宙和游戏使用场景正利用Filecoin和IPFS技术。这些使用场景的底层逻辑是用户的变现。在这个领域里，Blockbets(https://blast.gg/)和Gala Games(https://app.gala.games/)支持游戏玩家产生收入，向他们支付费用。涉及到艺术家变现时，Mona(https://www.mona.gallery/)支持艺术家们将自己的高端作品在虚拟空间展示，并售卖给收藏家。Metaverse AI(https://www.metaverseai.org/)将人类互动带到了下一个层次：它让游戏玩家与游戏里的其他AI驱动的虚拟人类进行游戏，并通过互动变现。
音视频应用
最近，几家利用了Filecoin和IPFS技术的音视频应用获得了大量关注，例如Web3版本的“Spotify或SoundCloud”。Audius(https://audius.co/)是一个音乐流媒体服务，外观和使用都像SoundCloud，但它是利用了IPFS技术的。Currents.fm(https://a.currents.fm/)和Inflow Music(https://www.inflowmusic.io/)为音乐创造者和策展人社区提供支持。Huddle01(https://huddle01.com/)可能会成为下一个Zoom，它是一个低带宽的视频会议平台，为远程会议的需要进行定制，专注于NFT社区。
普通用户可能无法判断Audius、Currents.fm、Inflow Music或Huddle01是去中心化的，或它们利用了Filecoin和IPFS的技术。不过，不论用户是否意识到，通往Web3流媒体(https://messari.io/article/the-nft-effect-on-the-music-industry)应用的浪潮已经出现。
随着Filecoin生态日渐成熟，更多使用场景正被发现。Filecoin虚拟机的开发将解锁此前貌似不可能的使用场景，从而创造出一类全新的使用场景。
结论
虽然分布式存储仍处于早期阶段，但Filecoin生态已经有几年的蓬勃发展历程了。Filecoin和IPFS已经被一系列的使用场景采用，包括NFT、Web3、游戏、元宇宙和音视频等。与Filecoin并行，像Arweave、Storj、Sia这样的其他方案都可以大规模应用IPFS的基础。
分布式存储解决方案的采用及上层整合的智能合约可能为新型的应用程序带来机会。让主流的浏览器采用IPFS将会是一个重要的里程碑。开放数据行动和去中心化计算可能会带来除存储之外的下一代应用。
Filecoin面临的最主要调整，是证明其作为存储提供者及Web3服务海量数据支撑基础的角色。Filecoin和IPFS在Web3范式的前沿运作，提供Web3开发的关键基础。它们的成功依赖于在这些协议上所搭建的Web3应用。
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原文作者：Mihai Grigore & Sami Kassab
日期：2022年3月30日
原文链接：
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