第六节 分布式互联网协议

ybil攻击、窃听软件，甚至内部人员的主动泄露的威胁也几乎证明了这种信任基础的羸弱不堪。图2.57为传统云储存应用架构。

图2.57

资料来源：WilkinsonSet al，（2014）MetadiskABlockchain-Based Decentralized File Storage Application.

同时，存储技术的发展原本给用户带来的应该是日渐低廉的储存成本，却由于传统架构的缺陷使得中心化云储存的员工工资、法律成本、安防成本、数据中心租金等这些固定成本日益增加，而最终造成了用户需要花费越来越多的资金在储存上。

而StoreJ则通过磁盘共享的理念，鼓励网络上的用户分享各自闲置的硬盘空间，并通过分享自己的硬盘空间而获取一定的收益。这种模式在StoreJ的对比中体现出了明显的费用优势，图2.58为100GB储存空间的每月费用对比。

图2.58

目前，从Dropbox租用100GB存储空间的年费是99美元。即使用户没有全部使用，他也需要交99美元的年费。有了StoreJ，人们可以花费1.47美元到例如Digital Ocean这样的公司租用虚拟个人主机（VPS），还包括备份，再花0.49美元购买检索数据服务，只花费1.96美元就获得Dropbox价值99美元的存储空间，如图2.59所示。在VPS上，用户可以在StoreJ平台上出租额外的硬盘空间，获取利润。

图2.59

一般而言，由于每12个月存储能力会翻倍，存储成本越来越低。如果去中心化存储系统是完全自动化的，云存储价格最终会降到接近零，并且通过参考比特币的区块链架构，它通过将自身的P2P货币STCX与存储空间、算力、带宽进行连接而实现去信任化的安全结构。

1.文件加密碎片化处理

被碎片化切割的文件能够确保矿工无法获得完整的文件，而确保被存储文件的安全。StoreJ将矿工定义为向整个网络提供硬盘空间的用户。通过碎片化的文件，能够阻止任何矿工选择性地对文件进行存储，也使得大容量文件能够以碎片化遍布各个网络节点的形式实现分布式存储，如图2.60所示。

图2.60

资料来源：WilkinsonSet al，（2014）StorJ:A Peer-to-Peer Cloud Storage Network.

事实上，多个碎片也能够进行组合并再加密，通过这种方式，几个来源不同的碎片组合加密后再发布到网络上将获得更高的安全保障。

2.存储安全保障

每一个矿工都必须从密码学上证明自己所储存的碎片是完整的且未被篡改的。而为了确保所有在网络上存储自己文件的用户能够验证被矿工们储存的文件，StoreJ通过了Merkle Tree类似比特币验证SPV钱包的验证方式，实现了其所谓的文件完整性审计。

由于传统的中心化云储存通过独立硬盘冗余阵列（RAID）或多数据中心的方式，进行物理数据备份而保障网络失效下的数据安全。而StoreJ并不存在中心化服务器，而是分布于整个网络的节点之中的，也无法依靠一个矿工去完成原本中心化服务器所要完成的备份工作，因此StoreJ通过K-of-M抹除码能实现同一个文件碎片在多个矿工磁盘上的冗余储存。

StoreJ通过将实时的数据存储状态广播在区块链上，来使得每一个时间节点的存储状态都置于公共监管之下。由于向比特币区块链直接上传数据非常不经济，也受到数据大小的限制，因此当前实践中使用的是Florincoin区块链，开发团队表示后期将考虑类似Factom或者以太坊的形式形成独立共识机制架构，如图2.61所示。

图2.61

3.传输速度

增加了的冗余使得StoreJ网络体现出了独特的功能。由于StoreJ是一个去中心化分布式网络，新增加一个提供文件碎片存储空间的矿工，就会同时新增加一个能够下载这个文件碎片的节点。如果将冗余度设置为20倍，则意味着将会有20个节点同时下载同一片文件碎片。这与传统中心化Server-Client模式中自动寻找最近数据中心的方式恰恰相反。

作为一项点对点网络的标准功能，StoreJ能够通过连接地理位置上最相近的节点来获得高传输速度，而节点数量越大，传输的速度也就越快。我们因此也会引入加密数字货币作为激励机制鼓励参与的节点能够实时处于分享状态，从而避免点对点网络中节点自私化的难题。

4.奖励机制

为了使网络有效运作，StoreJ通过自制的加密数字货币SJCX来针对合适的行为进行积极的奖励。矿工和客户能够通过交易SJCX的形式来在StoreJ网络上交易存储空间与带宽，这种交易以小额支付的方式实现，从而实现交易的实时性。

目前，StoreJ在进行B组测试，项目团队通过对申请参与的矿工奖励100万个SJCX的形式激励更多的测试节点参与到StoreJ网络中来，以更完整地反映这个分布式云储存的完整性与强健性。