科普 | 如何使用分布式存儲協議和星際文件系統修復損壞的NFT？_CAT

前言

“盡管客戶購買NFT時認為它們是永久且不可變的所有權記錄，但情況并非總是如此——許多通證構建中的根本缺陷危及資產的長期完整性。”

這是整個生態系統的一個主要問題，有可能迅速侵蝕客戶的信心——不僅在NFT中，而且在整個區塊鏈技術中。為避免聲譽損失，開發者社區需要主動承認并解決這些問題。

幸運的是，理解破壞這些令牌的缺陷以及修復它們的方法相對簡單。在這篇文章中，將詳細說明問題是什么，以及開發人員如何在他們自己的產品中避免這些問題。

背景：什么是NFT？

最近幾個月，人們對用于數字資產的NFT產生了特別的興趣。這里出售的核心理念是對這些資產的聲明*——通過分布式數字共識而不是中央機構授予和驗證的資產。這些聲明被稱為永久、不可改變和不可破解的所有權證明。

遺憾的是，許多NFT購買者無法從技術上評估這種營銷的真實性。關于區塊鏈不變性的模糊理解為各種NFT提供了掩護，其中一些未能達到這種聲譽。

最基本的，NFT只是存儲在區塊鏈上的所有權記錄，將身份與資產相關聯。明確這一點非常重要：NFT不是資產本身——它是記錄。例如，假設ZoeSchmoe為一張貓圖片購買了NFT。該記錄或多或少如下所示：

人大附中物理老師李永樂科普拜占庭將軍問題和區塊鏈:5月14日，人大附中物理老師、科普視頻網紅李永樂在其公眾號發布視頻《拜占庭將軍問題是什么？區塊鏈如何防范惡意節點？》。李永樂老師在視頻中對拜占庭將軍問題和區塊鏈進行了講解，他表示，拜占庭將軍問題本質上指的是，在分布式計算機網絡中，如果存在故障和惡意節點，是否能夠保持正常節點的網絡一致性問題。在近40年的時間里，人們提出了許多方案解決這一問題，稱為拜占庭容錯法。例如蘭波特自己提出了口頭協議、書面協議法，后來有人提出了實用拜占庭容錯PBFT算法，在2008年，中本聰發明比特幣后，人們又設想了通過區塊鏈的方法解決這一問題。區塊鏈通過算力證明來保持賬本的一致性，也就是必須計算數學題，才能得到記賬的權力，其他人對這個記賬結果進行驗證，如果是對的，就認可你的結果。與拜占庭問題比起來，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

ZoeSchmoe擁有cat.png。

當然，這掩蓋了相當多的細節。在實踐中，我們面臨著數字共識的問題：我們如何就“ZoeSchmoe”和“cat.png”所指的實體達成一致？我們可以給任何數量的東西起這些名字！

對于佐伊本人來說，答案是比較標準的。我們可以使用公鑰密碼術為網絡參與者生成唯一的身份，并合理地假設如果一個人擁有給定身份的相應私鑰，那么他們就是創建該身份的人。該記錄引用了佐伊控制的匿名身份，而不是她的名字：

人民數字FINTECH推出區塊鏈科普動畫:人民日報數字傳播發布微博稱，人民數字FINTECH出品《趣味科普|區塊鏈動畫》。[2020/3/31]

0xZ03擁有cat.png。

這解決了一半的問題，但我們仍然需要一種方法來指示特定的“cat.png”。此外，我們強調資產和NFT是兩個不同的東西，但尚未討論資產本身。它應該住在哪里，誰應該負責它的存儲？這暗示了我們需要解決兩個廣泛的問題來構建彈性NFT。

持久性問題

如果NFT要保留其價值，就必須將其存儲在某個地方——如果所有副本都被刪除，那么就沒有任何東西可擁有！這需要我們考慮許多問題，從誰應該負責存儲，到所需的冗余級別、可訪問性和存儲數據的壽命。所有這些方面都與持久性問題有關：確保內容保持可用，以一種對我們在Internet上看到的典型故障很耐用的方式。今天鑄造的許多NFT完全基于這些考慮。

確保資產在NFT的整個生命周期內存儲的一種方法是將資產也存儲在區塊鏈上，利用區塊鏈是復制給每個參與者的分類賬這一事實。它還通過隱式地讓網絡中的每個節點負責資產的維護來解決責任問題。

不幸的是，正是因為區塊鏈在每個網絡參與者之間復制，所以在一個參與者上存儲數據非常昂貴。因此，將最微不足道的數據存儲在鏈上通常成本過高。我們需要將數據保存在其他地方——這意味著我們需要鏈接到它。

動態 | 人民日報官方微博科普區塊鏈 強調區塊鏈不等于比特幣:人民日報官方微博今早發表9圖科普區塊鏈。其中涉及區塊鏈的特點有：1、安全；2、不可篡改；3、可訪問；4、無第三方。區塊鏈對未來的影響：1、不需繁瑣個人證明；2、看病避免反復檢查；3、旅行消費更加便捷；4、交易無需第三方。同時強調，區塊鏈不等于比特幣。比特幣只是區塊鏈技術的一種應用，區塊鏈還有醫療衛生、食品安全、版權保護等諸多應用領域。[2019/10/28]

尋址問題

我們需要解決的第二個問題是尋址：我們需要一種明確識別數據內容的方法。

我們可以這樣做的一種方法是在不可變的數據存儲中為其提供索引-例如，區塊鏈！給定這樣的存儲，就給定數據在存儲中的位置達成一致等同于就該數據的內容達成一致。不幸的是，正如我們剛剛在上面看到的，必須排除將我們的數據存儲在區塊鏈上。

第二種解決方案與第一種類似：我們可能不會在內部鏈接到區塊鏈，而是從外部鏈接到網站，使用經過時間考驗的協議，如HTTP：

0xZ03擁有“cat.png”，存儲在https://nft-emporium.com/cat.png。

事實上，當今市場上的許多NFT都是這樣做的。不幸的是，雖然乍一看這似乎是合理的，但正是這種做法損害了許多NFT的完整性。

動態 | 幣安科普MimbleWimble算法:幣安官方推特今日發布隱私算法Mimblewimble的科普貼，在下方留言區大量網友留言猜測是否是基于 Mimblewimble算法的隱私幣Grin或者Beam即將登陸幣安交易所，其中猜測Grin的呼聲更高。[2019/9/2]

HTTPURL有兩個令人不安的特性，這些特性會影響它們作為長期數據引用的適用性。第一個問題是它們是指向數據可能隨時間變化的位置的鏈接。因此，由基于HTTP預測的NFT創建的所有權概念非常脆弱。今天，Zoe擁有該鏈接上的貓圖片；明天，她擁有了404。第二天，有人購買了nft-emporium.com，更改了鏈接，現在Zoe擁有了一張馬的照片。

在HTTP之上開發NFT破壞了所有關于永久性和不變性的承諾。

這導致我們對HTTP尋址的第二個關注點：集中控制。一個人或實體對鏈接背后的內容擁有完全的權力和單一的責任。這對鏈接的長期可行性具有非常嚴重的影響。

總之，將數據存儲在區塊鏈上可以讓我們對數據進行不可變的引用，但成本太高；從區塊鏈存儲數據可以避免這種成本，但傳統的鏈接是集中的、可變的引用。這就是我們的困境：我們需要一種對鏈下存儲的數據進行不可變引用的方法。

動態 | 美國演說家Anthony Robbins開始科普什么是比特幣:美國演說家安東尼·羅賓（Anthony Robbins）在自己的網站上發布了一篇比特幣的科普文章，并在推特上向自己的粉絲介紹什么是比特幣，目前他的推特賬戶共有粉絲304萬人。[2019/1/1]

修復

幸運的是，這是我們可以毫不妥協地實現我們所追求的兩個屬性的問題之一：解決方案是使用稱為內容地址的東西來識別和鏈接到資產。

某些數據的內容地址是僅從該數據派生的鏈接——最基本的形式是數據的散列。我們可以將內容地址視為指紋：理想情況下，在給定內容尋址方案的上下文中，地址應該唯一標識一段數據。綜合起來，這意味著內容地址是一個永遠不會改變的鏈接，并且是一個所有各方都可以達成共識的鏈接：這正是我們所追求的無信任無歧義！如果我們改用這些，我們將得到接近以下的記錄：

0xZ03擁有“cat.png”，它散列到。

這是一個很好的開始，但請注意，原始哈希與內容地址不同，內容地址具有可以用作鏈接的附加含義。您無法在瀏覽器中輸入原始哈希值并取回文件。上面的記錄允許我們驗證Zoe擁有什么，但不允許任何人檢索該數據。這并不反映當今大多數用例的現實，其中能夠直接從記錄訪問資產是許多NFT的核心功能。

解決分布式存儲協議尋址問題

必須創建額外的基礎設施以啟用散列-或任何此類地址-來填補鏈接的角色。幸運的是，我們不必從頭開始創建自己的內容地址基礎設施。星際文件系統(分布式存儲協議)生態系統多年來一直在開發一種特別強大的內容地址形式——內容標識符或CID。

在分布式存儲協議的上下文中，CID唯一標識了一條數據。基于該原語，分布式存儲協議?實現了一個全球分布式數據共享網絡。網絡節點可以通過其CID廣播數據請求，并且任何擁有此文件的節點都可以為該請求提供服務。這正是我們正在尋找的——讓我們調整我們的NFT記錄以使用CID：

0xZ03擁有“cat.png”，其分布式存儲協議CID為“bafy1”。

現在，任何遇到該記錄的人都可以看到Zoe擁有哪些數據，只要分布式存儲協議?網絡上的某個人擁有該文件并愿意將其提供給他們！

除了為CID本身奠定基礎之外，分布式存儲協議還擁有龐大的支持生態系統。它提供的一個主要優勢是它自己的國際公認的URI：除了廣泛使用的瀏覽器的現有兼容層之外，這個URI最近開始獲得本地瀏覽器支持。

分布式存儲協議為我們提供了不可變的、得到廣泛支持的鏈接，其方式反映了區塊鏈的去信任、分布式性質：它是解決我們上面確定的問題的直接解決方案。

當我們通過使用分布式存儲協議CID引用資產來構建NFT時，我們既保留了資產的完整性，也保留了通過鏈下存儲和鏈接到資產而獲得的優勢。

用星際文件系統解決持久化問題

當然，尋址只是等式的一部分：我們需要確保數據持續存儲和訪問的方法。分布式存儲協議只能在有人存儲文件的情況下檢索文件！

為了解決這個問題，我們可以求助于分布式存儲協議的姊妹項目星際文件系統。星際文件系統是一個分布式存儲網絡，旨在充當分布式存儲協議激勵層，并為希望確保分布式存儲協議?托管資產壽命的用戶提供強大的付費存儲解決方案。

就像分布式存儲協議?一樣，星際文件系統是完全去中心化的，因此沒有單點故障——這是我們對HTTP的主要關注之一。分布式存儲協議使任何人都可以幫助保持鏈接活躍，但大多數人幾乎沒有理由這樣做。相比之下，星際文件系統允許我們通過與合同相關的激勵和懲罰來直接激勵數據存儲，為我們提供了最有力的保證，即有人有興趣保持我們的鏈接。

一個開放的、去中心化的存儲生態系統有幾個長期的托管優勢：

它為存儲客戶和供應商創造了一個具有競爭力的全球市場。數據可移植性和互操作性在設計上是必不可少的，可以防止供應商鎖定。分散式網絡可以橫向擴展以提供額外的托管和冗余-特別是在偏遠地區-比集中式存儲服務更好。最重要的是，星際文件系統為我們提供了持續且完全透明的證據，證明數據被正確存儲。這是一項真正的創新-傳統云服務提供商不支持的一流功能。

NFT既是投資也是文化產物；他們鏈接的資產不應該僅僅因為他們的托管公司倒閉而無法解決。星際文件系統使我們能夠克服面對此類突發事件的持久性問題。為了幫助每個人實現這一目標，協議實驗室目前正在nft.storage上為NFT提供免費的星際文件系統支持的存儲。

結語

今天向客戶銷售的許多NFT從根本上就被破壞了——它們嵌入了可變鏈接來指代他們傳遞所有權的資產，因此不能作為真相來源被信任。NFT開發人員在嘗試創建永恒資產時必須停止依賴集中的、可變的鏈接——并且為了確保這些資產仍然可以訪問，他們還必須確保他們的存儲在未來很長一段時間內。

如果NFT的目標基于具有單點故障的技術堆棧，則無法實現它們的目標。通過分布式存儲協議和星際文件系統，我們可以完全消除這種依賴關系，同時獲得一個完整的附加功能生態系統，為NFT增加價值。

通過統一區塊鏈的去中心化共識、分布式存儲協議的去中心化尋址和星際文件系統的去中心化存儲，我們可以盡可能地實現一個真正永久的、去中心化的數字所有權通證。

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