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Filecoin与MEMO(MEFS的存储协议）同属于去中心化存储赛道的项目，两者有非常多共通之处，例如系统设计的基本理念是相同的——都基于区块链实现存储共享经济，本身不依赖任何中心化服务器而是链接去中心化的节点来供给存储空间，且都运用了一系列加密技术、存储算法证明以及收益机制来保准系统的去中心化、对抗不信任及存储需要和存储服务的撮合交易。
但两者之间亦存在非常多区别之处，例如为实现存储共享功能而设计的系统架构、秘码学方法和经济模型都不尽相同，详细则表现在以下四个大的方面。
1、系统架构和收益机制区别，致使存储目的及对区块链的依赖程度区别
Filecoin：链上开销很强
Filecoin重点定位为IPFS的激励层，它运用封装空间做为算力出块，即封装了数据的存储供给者才有机会得到出块权，并且出块概率与其算力占比匹配。因为将出块与封装数据挂钩，因此呢大部分节点参与Filecoin的目的都是为了出块，而不是为了数据存储，这使得Filecoin封装了海量无效数据，让存储的目的性大大减弱。虽然理论上每一个存储供给者能够获取三种收益：出块收益、存储收益及检索收益，但因为无效数据的存储，使得日前存储供给者真正获取的收益仅仅有出块收益一种。
另一，在Filecoin系统设计里，系统由存储用户、存储供给者和检索者三方角色构成，但由于存储供给者自己亦可承担检索功能，因此呢系统用户实质仅存储用户和存储供给者两方，而这种两方角色的设计让存储验证的实现变得困难，使得存储证明及验证都需在链上完成。
MEMO：仅结算在链上完成，链上开销低
MEMO能够链接任何图灵完备的公链，链接公链的目的是为了安排智能合约而进行交易结算，而其它功能都能够在链下实现。在MEMO存储的文件系统中，有存储需要者User、存储空间供给者Provider和中间管理者Keeper三方角色。User为存储和下载服务付费，Provider为User供给存储空间而获取空间出租收益，Keeper为User和Provider供给信息撮合、检索和中间协调管理工作。
相较于Filecoin系统，MEMO的三方角色互相独立各司其职，Keeper角色是一个独特的设计，该角色不可由Provider角色兼任，由于该角色承担了重要的存储挑战及收集存储证明的工作，详细为Keeper定时对Provider发起挑战以验证是不是按约存储，该角色的设计能够让存储证明、验证等工作转移到链下，而不必过分依赖链上，这将在保准可信度的同期，有效提高系统处理能力。
2、存储证明机制区别，致使可用性及通信开销区别
Filecoin：复制证明机制耗时、通信开销大，使系统可用性降低
存储证明是去中心化存储系统中最关键的技术，Filecoin提出了复制证明PoRep与时空证明 PoSt两种证明机制。复制证明即存储供给者证明将约定的数据存储在自己的节点中，加入时间要素后，持续生成的复制证明的集合即作为了时空证明，复制证明和时空证明用以证明在一段时间内指定的数得到了有效存储。
复制证明生成过程繁杂，本质上是将数据进行编码的过程。存储节点上可用的存储空间，叫作为扇区。填充一个扇区后，系统需要将其封装，封装是一组将扇区逐步转换为原始数据独一副本的操作，该副本与 Filecoin 存储供给者的公钥相关。封装是一个高强度的计算过程，它会对扇区及原始存储数据进行计算并产生各自独一的标识码（哈希值），该哈希值使得任何人可经过检索的方式来检验副本，从而实现了可公开验证性。该标识码经过零知识证明压缩后提交到区块链，就可做为存储供给者的存储证明。仅有持有所有原始数据的存储供给者，才可向Filecoin 区块链提交正确的 CommR （对副本的链上承诺）。
因为Filecoin将数据进行编码（哈希运算）后上传，况且该编码是一项繁杂的计算工作，不仅需消耗海量计算资源，亦非常耗时。针对Filecoin的最小扇区32GB扇区，在数据中心的高性能服务器上封装大约需要1小时上下。一样，数据存储后，用户倘若需要读取亦必须先对数据进行解封，解封的过程和密封的过程对等，其过程亦相当耗时，这使Filecoin的读取与下载性能低下，可用性降低。
MEMO：存储证明与验证有效且通信开销小
与Filecoin区别的是，MEMO系统的存储证明是在链下完成的，验证证明耗时在毫秒数级，但链下验证并不是MEMO系统实现快速验证的原由，而是因为采用了一种全新的基于BLS签名办法的数据持有性证明方法，该方法可公开审计，具备隐私性、批量审计性、完备性和有效性特点。
当User提出存储申请并与Provider匹配成功后，首要会按照系统参数生成公钥和私钥，公钥交给Keeper进行存储，私钥自己保留在本地。在上传数据前，系统会将外包数据进行切片且对每一个切片进行编号，User会对每一个分片数据进行签名形成签名聚合，同期对每一个分片生成验证标签，而后将分片数据与标签发送给各个Provider。在每次验证数据时，Provider只需要指明分片验证编号，例如100-200号分片，Provider将对应分片与标签读取出来，并生成一个几百字节的证明，该存储证明可在几秒钟内生成，经过这几百字节的证明就可证明所有分片的正确存储，再结合概率抽查，能够实现用几百字节的证明来验证几十TB的数据。
为了验证这些存储证明，Keeper亦会生成属于自己的可验证随机函数的密钥对，经过可验证函数对其进行计算生成挑战信息并将之发送给Providers以发起挑战。因为区块链的低可扩展性，这些验证亦是在链下完成，经过验证层共识验证结果，任何人都能够检测结果的正确性。另一，系统针对多个数据块的挑战实质上是能够合并的。即在挑战时一次传输多个数据块的聚合挑战，而非这些数据块本身，这般能够大大减少通信开销。
3、容错机制及修复机制的区别，致使系统空间利用率及靠谱性区别
Filecoin：采用多副本冗余，存储空间利用率低
Filecoin在容错机制的设计上选取了多副本冗余，这是因为其复制证明机制只能支持副本冗余，没法支付纠删码冗余。用户针对详细副本数量可自动选取，例如倘若选取3副本，那样空间利用率相当于仅有33%。虽然用户选取的节点越多，冗余程度就越高，其安全性相应亦越高，然则冗余程高却亦会让系统存储空间利用率下降，这针对大容量数据的存储则尤为显著。
另一Filecoin采用多副本冗余机制，只要其中一个节点正常就能获取副本。任一数据节点出现故障，系统会立即将该数据节点中丢失的数据块在其它节点中进行重构恢复，但其本身是缺乏修复机制的，这让其靠谱性受到必定限制。
MEMO：两种冗余技术相结合，独创数据修复技术，存储空间利用率高
MEMO采用多副本与纠删码两种冗余技术相结合，以各数据的体量和应用特点为依据，体量大的数据尽可能采用纠删码容错，体量小的数据可采用多副本冗余。
由于需存储的原始数据通常容量大且读取频率低，因此呢用户所存储的原始数据默认采用纠删码方式，当然用户亦可选取多副本方式，这重点取决于用户对数据的存储需求。纠删码经过引入校验数据块保证数据冗余，占据系统空间较小。另一MEMO独创了RAFI技术，无论运用多副本冗余机制还是纠删码冗余机制，该技术都能够经过快速确认失效数据块从而加快数据修复。相较普通数据修复机制，RAFI技术能够将靠谱性加强数倍。
4、参与门槛高低区别，致使系统拓展性区别
Filecoin：共识机制使得算力趋于集中，普通设备参与难度大
Filecoin运用封装空间做为出块依据，其共识机制是以复制证明（PoRep）和时空证明（PoSt）为基本的预期共识（EC），预期共识让存储供给者得到选举的可能性跟其当前的有效算力成正比。因此呢，Filecoin出块比拼的是封装空间体积，封装空间越大出块的几率越大。但其封装过程是一个繁杂的计算过程，普通设备因为计算能力有限可能会面临封装失败问题，这寓意着仅有哪些配置高、算力大的专业设备才适合加入Filecoin系统，而普通设备难以参与，这让它的算力不可避免的趋于集中化。
MEMO：低门槛参与，系统拓展性能高
MEMO能够链接任何图灵完备的公链，数据采用分层管理机制，区块链只用来记录角色管理、交易结算等智能合约信息，而其它的存储验证工作都转移至链下完成，这使得存储节点的收益和出块与区块链无关。这种机制的设计让链上事务包袱得到有限减缓的同期，亦让系统参与门槛大大降低—任何持有闲置存储空间的设备均可申请加入，而不必将其计算性能当作首要需求。低门槛参与和链上包袱的减轻能吸引更加多的闲置或专业设备加入，使其拓展性能进一步加强。
5、总结
Filecoin做为IPFS的激励层，其设计的繁杂的存储证明机制虽然能够抵御多种攻击，然则却让系统的存储目的、空间利用率、靠谱性能、运用性能及拓展性能均受到必定限制。而MEMO致力于做链的基本设备，在系统设计上一切皆以灵活和可用性为目的，其研发的一种基于BLS签名的公开验证机制安全有效且通信开销小，以链下验证机制为基本，又研发了多层级容错机制及以RAFI为关键技术的数据修复机制，这些技术的组合让MEMO最后作为一个高安全、高靠谱、高可用性和高拓展性的分散式云存储项目。
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发表于 2024-10-3 08:59:49