背景介紹

現中心化雲端儲存因高商用性而廣受歡迎，但仍存在諸如成本較高、安全性低、隱私洩漏等問題。去中心化雲端儲存則提供端對端加密的高度分散的資訊儲存功能，具有低成本、高安全性、充分利用閒置資源等優點，將會成為未來主流的雲端儲存解決方案。

雲端儲存是在雲端計算(Cloud Computing)概念上延伸和發展出來的一個新的概念，是指通過叢集應用、網路技術或分散式檔案系統等功能，將網路中大量不同型別的儲存裝置集合起來協同工作，共同對外提供資料儲存和業務訪問功能。雲端儲存是一個以資料的儲存和管理為核心的雲端計算系統。簡單來說，雲端儲存就是將儲存資源分享到一處儲存空間，使用者可以在任何時間和地方，透過任意可連網的裝置訪問該空間。

中國雲端儲存市場規模

2016年，中國雲服務市場規模達到516.6億元，2017年約為690億，市場空間巨大。

行業痛點

儘管傳統雲端儲存具有方便、快捷和成本相對較低等優勢，但其本身的機制和儲存方式依然存在諸多風險和隱患：

隱私洩露問題：網盤的管理員可以從服務端的平臺中直接檢視和刪除使用者上傳的檔案，鑑於這種管理機制，使用者的隱私容易發生洩漏。

 資料的覆蓋性強，修復能力不夠：雲端儲存的多客戶端資料一般以最後一次更新為準，其他客戶端自動同步。當用戶將檔案更新儲存過後，發現編輯有誤，想返回修改前的檔案版本時，可能會發現在不支援版本管理的雲端儲存服務中檔案副本已經被錯誤地更新。同樣，誤刪的檔案如果沒有額外的備份，那麼網盤中的資料將會永久丟失。

 伺服器安全性不高：雲端儲存伺服器因其特殊的儲存方式，早已經成為黑客入侵的首要目標。伺服器上儲存著大量的使用者資料，對大使用者群服務的資訊劫持更是黑客們收入的重要來源，這就意味著伺服器的安全直接影響著使用者資料的安全。

運營終止：在當下的網際網路環境下，雲端儲存服務商提供面向公眾的雲端儲存服務，每年的資金投入在5億元以上，而對私提供的雲端儲存盈利模式還尚不清晰。

雲端儲存已經成為儲存技術的未來發展趨勢，其必要性表現在一方面因為網際網路的普及，大量的多媒體資訊造就了海量的非結構化資料；另一方面，許多公司的商業資料、個人的照片和音樂等資料，都很難對等、均勻的儲存在網路的不同角落，但隨著各類技術和雲端儲存的結合更加廣泛，雲端儲存還需從安全性、便攜性及資料訪問等角度進行改進。

目前的區塊鏈應用中，仍然將這些檔案儲存在開發者的伺服器上。這一方式造成了應用的中心化，違背了區塊鏈的本質意義。

去中心化檔案系統的專案基本方式都是在檔案上傳的時候，將檔案分割為較小的資料塊，然後儲存到節點上。當下載檔案的時候，使用檔案的hash值作為地址進行請求，然後從節點上獲取所有的資料塊，組合成完整的檔案。通過這種方式，一個檔案分散地儲存在網路上的各個節點中，實現了去中心化。

這些技術面臨一個問題，就是如何讓網路中有更多的節點保持線上，提供下載服務。因此一些專案提出在去中心化檔案系統的基礎上加入節點激勵的機制，從而讓線上的節點能夠獲得收益。這樣，去中心化檔案系統成為了一種類似於雲端儲存的服務，使用者在上傳和下載的過程中需要購買服務，用來獎勵提供儲存服務的節點。

去中心化資料庫

去中心化系統的實現方案各種各樣，給開發者帶來了較高的掌握成本。本文將設計一個通用庫，用於連線底層的去中心化系統和上層的DApp應用，實現多種去中心化系統的CRUD功能。開發者通過這個庫可以快速構建自己的資料管理應用，而不必關心底層的技術實現。同時，基於這一通用庫可以搭建一套雲服務，提供多種去中心化系統的線上CRUD介面，省去了開發者部署和維護去中心化系統的成本。

Qtum DDAO系統可以分為三層，分別是DDMI（Decentralized Data Management Infrastructure，去中心化資料管理設施）、DDAO和DApp（Decentralized Application），以下將分別介紹。

DDMI

Qtum DDMI層將相容各種去中心化系統，包括區塊鏈、去中心化資料庫、去中心化檔案系統等。這些去中心化系統可以由開發者本地啟動，也可以部署在遠端伺服器上，然後通過統一格式的描述符進行連線。例如 name://user:[email protected]:port 格式，即通過 qtum://admin:[email protected]:13889 可以連線上本地13889埠下的Qtum鏈，或是通過 ipfs://myname:[email protected]:8080 連線區域網內8080埠下的IPFS。

DDAO

Qtum DDAO層是本文提出的核心模組，主要功能包括（1）建立各種去中心化系統的連線和（2）抽象得到具有相容性的CRUD介面。對於不同型別的去中心化系統，將抽象成不同的介面：

• 對於區塊鏈系統，將包括髮送交易、查詢交易、建立合約、讀寫合約等介面。

• 對於去中心化資料庫系統，將包括建立、查詢、插入、更新等資料庫介面。

• 對於去中心化檔案系統，將包括檔案上傳、下載、加密等主要介面。

此處設計需要考慮到系統的相容性，因此僅對一些通用的功能進行抽象。同時預留髮送原始命令的介面，讓開發者可以請求每個系統特有的一些介面。

DApp

Qtum  DApp可以是執行在瀏覽器上JavaScript指令碼，也可以是執行在服務端的程式。DApp程式本身可以儲存在去中心化檔案系統上，通過特定地址作為入口獲取到。DApp通過例項化DDAO，連線本地或是雲端的去中心化系統，並對系統進行CRUD操作，從而實現資料管理的應用。

在DApp內可以例項化多個DDAO，去連線多個不同的去中心化系統。這樣可以在一個應用中與多個去中心化系統進行資料互動，實現比傳統基於智慧合約的DApp更為豐富的功能。例如多個區塊鏈的資料跨鏈傳輸，或是區塊鏈+檔案系統的資料視覺化（Data Visualization）展現。

Qtum  DDAO 應用場景

豐富的應用場景是介紹Qtum  DDAO重要性的最好方式。基於Qtum DDAO，很多去中心化的應用將變得易於開發實現，此技術將會幫助更多的DAPP建設屬於自己的去中心化的雲端儲存DDAO。

去中心化的內容分享

基於Qtum DDAO可以用來搭建一個社交、部落格、圖片、音樂、視訊分享平臺。通過使用DDAO的寫介面，可以將使用者釋出的文字、圖片、視訊等內容可以儲存在IPFS這類去中心化檔案系統中，同時將meta data（例如內容的地址、釋出時間、使用者ID等）儲存在智慧合約或是資料庫中。然後再使用Qtum  DDAO的讀介面，進行內容的篩選、排序、展現。這樣系統的優點在於使用者釋出的內容去中心化儲存，不可篡改。

去中心化的交易平臺

基於Qtum DDAO可以實現淘寶、Amazon這樣的交易平臺。商家上傳商品資訊的時候，通過DDAO的寫介面將文字和圖片儲存至去中心化檔案系統，商品的meta data（例如價格、數量、分類、關鍵詞等）儲存在智慧合約或是資料庫中。使用者瀏覽的時候使用DDAO的讀介面進行商品的查詢、篩選。最終通過Qtum DDAO連線區塊鏈進行訂單建立、支付、完成交易。這種平臺的優點是，商品資訊和交易過程更加透明，支付也更為便捷。

雲端儲存服務的去中心化

儲存服務提供商通過Qtum DDAO將資訊寫入區塊鏈或資料庫進行註冊。使用者上傳檔案的時候，通過購買和消耗區塊鏈上的代幣，購買儲存服務，並通過Qtum DDAO上傳檔案至去中心化檔案系統，檔案的地址儲存至區塊鏈或資料庫。下載的時候通過Qtum  DDAO瀏覽檔案的資訊和地址，再從檔案系統中下載檔案。使用者消耗的代幣用於獎勵儲存服務提供商，形成完整經濟生態。

Qtum  DDAO 的優勢

Qtum量子鏈研究提出了DDAO（Decentralized Data Access Object），目的是希望使用一個通用的庫來訪問各種去中心化系統，從而進行資料的CRUD（Create, Read, Update, Delete）操作，該技術方案也會被應用在Qtum的技術服務中。開發者通過這一系統可以快速讀寫各種去中心化系統中的資料，構建自己的應用，而不必關心底層的技術實現。

降低成本

去中心化儲存能夠發揮共享經濟的優勢，硬碟的空餘空間可以被充分地利用起來，使儲存資源的擁有者獲得收益的同時，也節省了中心化儲存的建設成本。

安全性增強

資料被分割成小塊，經過加密後才會分散儲存在眾多結點上，能夠避免中心化儲存的集中式風險，即便某一塊資料被洩露，也只是部分而非全部資料。由於每個資料分片都有多個備份節點，一旦出現某個儲存空間提供者長期不線上的情況，客戶會自動將切片備份到新的提供者中，避免了中心化儲存因網路或者物理等原因導致資料丟失的風險。

速度更快

檔案在下載的過程中，分片會進行重組，而且分片來源於多個儲存空間提供者，多條鏈並行使去中心化儲存的速度遠大於中心化儲存的速度。

拓展性更強

為了保證可拓展性，使用叢集技術。叢集即一大組節點，共同儲存和管理資料，可以加入新節點，也可拓展更多叢集。

盤活儲存市場

Token激勵使得更多使用者願意貢獻自己的閒置資源，從而放大了整個市場的儲存能力。

總結

Qtum量子鏈現有研究認為去中心化的資料儲存、管理，有著廣泛的應用前景。

Qtum DDAO 去中心化雲端儲存未來將呈現以下發展趨勢：

1、 安全性得到提升，並行處理不斷提高傳輸速度和優化使用者體驗

2、 閒置儲存空間被更加充分地利用，智慧合約降低人為操作風險

3、 資料分塊機制和密碼學的應用確保交易無法抵賴和破壞

目前由於基礎設施的不完善，制約了落地應用。去中心化的資料庫、檔案系統，都正在開發中。可以想象到不久的將來，這些系統會被陸續實現。而Qtum  DDAO也會像現在中心化系統中的DAO一樣，廣泛地被應用在實際開發中。

總體而言，Qtum DDAO 去中心化雲端儲存相對於中心化的儲存擁有許多優勢，尤其在公有云行業，去中心化的方法很可能打破行業格局，傳統儲存服務供應商也紛紛佈局於此，未來去中心化雲端儲存行業的發展值得我們更進一步地關注。