去中心化存储项目终极指南 | Filecoin, Storj 和 PPIO 项目技术对比（下）

在上篇文章中，我们主要从价值定位、技术层次架构、服务质量、去中心化程度，和经济激励机制五个方面分析了三个项目的不同。在这一篇文章中，我们将着重从区块链的架构设计、数据传输技术设计和数据存储技术设计三方面继续分析。

区块链架构

Storj 仅使用 ERC20 的 Token 来标识其存储节点的贡献，而平台本身没有区块链的支持。因此其客户端（Client/User）与存储节点（Storage Node/Miner）之间的交易是通过中心化的服务节点（Satellite）来完成。因此严格的说，Storj 并不是一个公链项目，是基于以太坊上一个应用。Filecoin 和 PPIO 则都拥有自己的链，并且不仅实现了价值在链上的流通，而且交易和证明也在链上完成，是真正意义上的基于区块链的存储和分发平台。

#1 共识算法

Filecoin 在设计上一开始就是去中心化的，发明了一种叫做 EC 的共识算法。Storj 没有自身的共识算法，使用的是以太坊公链的算法。PPIO 在完全去中心化阶段将使用 VRF 和 BFT 结合的方式，比较类似于 Difinity 公链的机制。而 PPIO 在前期为了简化技术难度，采用比较中心化的 DPoS 共识算法。

#2 存储证明算法

在普通的公链项目中，共识算法和证明算法是一体的，如 PoW，PoS 等；而在去中心化存储项目中，这部分难度非常大，我专门将存储证明算法单独拿出来单独分析。

• Filecoin 支持 PoRep（复制证明）和 PoSt（时空证明）。复制证明是指实际产生一次网络复制后所取得的证明；时空证明是一个文件占据了一定的空间，保存了一定的时间所产生的证明。Filecoin 是这两个证明的算法的提出者，在 Filecoin 的白皮书里，这两个证明算法的过程占据了 70% 以上的篇幅。

• Storj 的白皮上透露的其采用的证明是 PoS（存储证明），从白皮书上看，不如 PoRep 和 PoSt 那么严谨。

• PPIO 也使用了 PoRep 和 PoSt 这两种更为严谨的算法。另外 PPIO 还自创了 PoD（下载证明）， 主要用于对多点下载数据的证明，这种算法对流媒体传输比较友好。PPIO 在白皮书中还提过一种 LPoC（轻量级容量证明算法），来做存储节点的冷启动。不过后来官方已经决定取消 LPoC了，原因是因为 LPoC 并不产生有价值的服务，而是像 BurstCoin 一样，在对硬盘资源做无畏地消耗，这点不符合做 PPIO 项目的初衷。

(三个项目的区块链架构对比)

#3 区块链架构 

PPIO 设计主链加多个合约链的架构，合约链相当于侧链。采用这样设计有两个主要原因：

1. 为了让性能有更好的扩展。一条链性能不够的时候，可以有多条链来扩展，侧链本身相当于做了 Sharding 技术。

2. 为了不同地区的内容管理的合规性考虑。PPIO 的定位是公司，考虑要遵守不同国家的法律，可能需要不同国家部署独立的合约链，可以支持实现的合约细节上有些不一样。

#4 上链信息

传说中区块链中一旦数据写入区块（这个过程也被称为上链），就不能删除，不可篡改。事实确实如此，区块链本质就是分布式数据库，全世界千万台机器都同步和认可了的信息，是不能删改的了。所以一提到存储区块链，大家的直觉就是既然需要存储的数据内容上链了，是不是存储的内容也就不能删除、不可修改。答案是否定的。Filecoin，Storj，PPIO 都没有将实际存储的内容写入区块链。所以说，实际存储的数据是可以删除和修改的。

那么存储在这三个公链上的信息是什么呢？

• Storj 是基于 ETH 公链实现的，上链的信息都写在 ETH 上的 Stroj 合约里面，这是著名 ERC20 合约，所以说上链的只有资产和交易。

• Filecoin 除了资产和交易外，还上链了证明信息。Filecoin 的合约则全部在链下完成，不上链。

• PPIO 不仅仅上链了资产、交易、证明，还上链了合约。

 传输技术

#1 重叠网络

• PPIO 支持重叠网络（Overlay网络），每个存储节点（Storage Node/Miner）都会将与自己物理连接较快的存储节点作为自己的邻居，在数据传递和信息交互过程，充分发挥临近节点的优势，使得网络效率大大提高。

• Storj 目前并未设计类似支付网关的功能。

• Filecoin 中本身也没有提供类似支付网关的功能。但这一功能有可能通过第三方开发者在上层实现。

#2 流媒体传输的优化

• Filecoin 和 Storj 都是针对文件下载，没有考虑对流媒体做特别的处理。

• PPIO 实现了针对流媒体的由数据来驱动的特别下载算法，从而保证实时流媒体的流畅播放。

(PPIO 的传输算法)

#3 P4P 技术的支持

全称 Proactive Network Provider Participation for P2P，在加强相同服务供应商（ISP）内网络流量的同时，降低了骨干网络传输压力和运营成本，从而也提高了 P2P 文件的传输性能。与 P2P 随机挑选节点的方式不同，P4P 模式可以协调网络拓扑数据，有效选择节点，从而提高网络路由效率。

PPIO 团队之前在做 PPTV 的时候有个丰富地和运营商打交道的经历，采用了 P4P 的技术，Filecoin 和 Storj 在设计上没有考虑 P4P。

#4 热门内容的自适应调度

PPIO 支持 P2P-CDN。在 P2P-CDN 里面，热门内容的自适应调度是非常重要的，也是提高服务质量（QoS）的重要手段。热门内容的自适应调度就是当一个文件在网络中变得受欢迎之后，系统会自动触发调度机制，让更多的存储节点存储这个文件。这样的设计既能提高用户体验，也能提高更多存储节点的收益。反之，当很受欢迎的文件失去热度之后，系统则会自适应地减少存储此文件的存储节点的数量。这样就形成一种动态的平衡。PPIO 在热门内容调度算法上下了很大的功夫。Filecoin 和 Storj 目前看还没有设计类似机制。

(PPIO 热门内容自适应调度)

存储技术

#1 纠删技术

PPIO 实现的是全副本和纠删并存的方式；Storj 是纯纠删码模式；Filecoin 也许不考虑这个问题。

要理解这个问题，首先要明白纠删码对存储系统来说非常重要。通过纠删技术能够大大地降数据的不丢失率，专业的指标叫做耐用性（Durability）。纠删技术是把文件适当扩大后，分割成 n 份，只要有其中的 k 份，就能恢复出完整的文件。如果把这 n 个分片分别放在不同的机器上，即使有 n-k 台机器下线也不会影响文件恢复。

因为 PPIO 的定位是存储与分发，所以在上层对于文件的分片设计了纠删码和全副本双模式。全副本主要用于做分发，因为全副本传输是能够保证获取数据的效率，最快拿到数据。而纠删是能够更好地保证数据不丢失的。即使在矿工数量很不稳定，采用纠删码技术也可以在很少冗余的情况，做到很高的耐用性（俗称11个9）。

#2 基于 Overlay 网络存储节点优先选择

存储节点的选择，可类比为 BitTorrent 下载中 Tracker 的功能，专门配合资源和用户。

• PPIO 设计了基于网络距离来优先选择存储节点的算法。这一算法是多维度的，不仅考虑了网络距离（有重叠网络中得到的），还要考虑价格、承诺时间、节点稳定性、节点信用值等历史情况。但网络距离是第一考量因素。

• Filecoin 的定位是基础设施，存储和证明是配套的。Filecoin 的供给端和需求端完全是链下自行匹配的，有签名和证明就能获得奖励。也就是说，整个 Filecoin 设计上没有一个类似于 BitTorrent Tracker 的角色用来匹配资源和矿工之间的关系。

• Storj 在这一点没有透露太多的细节。但这个问题 Storj 一定考虑过的，因为每一个 P2P 项目都要考虑节点的选择问题。

以上就是这三个项目的八大异同点，用一张图为大家总结：

(三个项目的异同总结)

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