一文詳解CESS，構建去中心化存儲生態的新范式_DOT

Web2存儲的缺陷和去中心化存儲體系的必要性?

基于互聯網云的集中式存儲，一直是現階段的主流存儲模式，它為傳統互聯網體系的運行提供了必要的保障，而互聯網科技巨頭也因市場的極度需求而成為了最大的商業受益者。集中式內容存儲模型，通過中心化的調配雖然能夠保證相對的效率，但這種方式的容錯率普遍較低。人為因素、自然災害所引發的單一的存儲機房故障，就容易造成不可避免，甚至是致命的經濟損失。

通常，這種方式也通常會因為、戰爭等因素，造成一些不公平現象，比如俄烏戰爭，就因海外云服務商拒絕為很多俄羅斯的科技企業提供服務。而中心化存儲模型，也面臨存儲安全問題，比如Facebook就曾被指控，泄露106個國家/地區的超過5.33億Facebook用戶的個人信息，這也進一步引發一些科技企業對服務商數據安全問題的擔憂。此外，一些存儲能力突出的服務商，通常會壟斷市場，服務價格昂貴。

所以基于現有Web2存儲體系存在的弊端，讓我們看到去中心化存儲的剛需。通過以更為分散的存儲方式，來進一步降低存儲系統的容錯率，而通過將用戶的閑置存儲資源接入網絡，也將進一步降低數據存儲的成本，提升閑置資源的利用率。

目前，較為知名的去中心化存儲系統比如IPFS、Arweave、Sia等正在推動這個領域不斷的前進，尤其是IPFS引入區塊鏈激勵層的Filecoin，在2020年主網上線后進一步推動了去中心化存儲板塊的熱度。總的來看，區塊鏈在其中則主要扮演激勵的作用，來讓更多的人接入網絡成為節點，幫助系統獲得存儲能力，而這些系統的定位通常是去中心化存儲。

各項技術的應用前提，應該建立在高效、安全的基礎上，雖然現有的Web2存儲方式過度中心化，但它至少能夠滿足大多數用戶的基本需求。而現有的去中心化存儲體系，難以兼顧去中心化、安全以及效率，比如Filecoin因匹配機制設計不合理，系統中常常出現節點存儲效率低供需不匹配等情況。同樣，絕大多數的去中心化存儲體系，存儲安全性也存在瓶頸，內容通常會存儲在特定節點，存儲安全性門檻取決于節點自身的安全性。所以，受制于安全性、效率、功能等存在的弊端，進一步導致鮮有需求者來進行嘗試。

Blur創始人反駁Season 2用戶虧損達5萬枚ETH言論:8月5日消息，PROOF研究主管NFTstats.eth發推稱，Season 2用戶虧損達5萬枚ETH，這些用戶大多為空投Farmer。Blur創始人Pacman回復稱，因涉及NFT轉移、貸款和混合交易，盈虧計算非常復雜，市場上任何數據源在此時不會有準確數據。[2023/8/6 16:20:59]

我們看到，新興的去中心化分布式存儲網絡CumulusEncryptedStorageSystem正在對現有的去中心化存儲體系，共識機制、技術上的革新，以進一步為需求者提供安全、高性能和無限的云數據存儲服務，來滿足個人、企業等多層次存儲用戶的需求。同時，CESS有意以存儲為基礎，進一步構建一個高性能的公鏈，來為開發者、創作者們服務，構建以應用為目的Web3生態。本文將對CESS進行解讀，以讓更多的讀者能夠對CESS體系進行了解、認識，來更好的對分布式存儲技術進行傳播。

CESS去中心云存儲詳解

CESS是一個基于Substrate開源框架開發的多層級架構的區塊鏈系統，是去中心化云儲存網絡基礎設施，CESS采用隨機選取輪值共識節點機制來對網絡資源和負荷進行協調，并通過多副本可恢復存儲證明、多類型數據確權、去中心化代理重加密等機制和技術手段來保證數據的完整、安全、可溯源以及隱私性。CESS不僅對原有分布式存儲系統在性能、安全性上有所提升，同時也在“信息上鏈”層面做到了盡可能的滿足，并利用高效的鏈上處理效率來避免去中心化帶來的低效問題，在“分散”和“高效”兩個對立面上做到了很好的平衡。

多層級架構

CESS是一個多層級架構體系，它包含區塊鏈服務層、分布式存儲資源層、分布式內容分發層以及應用層。目前，絕大多數以分布式存儲為定位的存儲網絡，并不包含應用層。

區塊鏈服務層在CESS系統中，包含了共識算法、存儲證明、支付及激勵等等方面的功能。CESS除了是一個存儲系統外，它還是一個去中心化的存儲賬本，賬本中也記錄了全網存儲空間和存儲內容元數據的記錄，在完成CESS區塊打包任務的節點除了基礎的任務之外，還需要根據供需等方面因素合理分配全網存儲資源。

0xScope：受Multichain聲明影響，Fantom鏈上資產價格脫錨加劇:7月14日消息，據0xScope監測，自Multichain發表聲明后，Fantom鏈上資產價格脫錨加劇。目前，Fantom正轉向LayerZero等多元化跨鏈橋和流動性解決方案。當前，Fantom上的交易價格（基于Layerzero USDC）：BTC:4,167美元；ETH:402美元；USDC:0.24美元；USDT:0.16美元。[2023/7/14 10:55:46]

所以區塊鏈服務層，在這個過程中主要起到了協調、共識的作用，它就像一個軍隊中的指揮官，不停的在系統內進行協調與調度，來保證系統有條不紊的高效、安全的工作，比如存儲資源分配、共識節點的隨機選定、激勵的分配協調以及獎懲等。

內容分發層以及存儲資源層，主要包含四類節點，他們就像CESS系統中隨時聽從調配的軍隊。其中存儲資源層包括存儲節點、共識節點，而內容分發層則包含緩存節點、檢索節點。其中，存儲節點根據系統中的存儲證明機制，基于池化技術獲得存儲數據分配，而緩存節點以及檢索節點則可以被理解為去中心化的CDN，來進一步提高網絡中對內容的檢索以及熱門信息的分發效率。

而上述節點的工作，在輪值共識節點機制選定共識節點后，都將在系統中被打包出塊，對鏈上交易進行記錄并全網共識。服務層、分發層以及存儲資源層，都將由上述四個節點共同維護。

而應用層，則類似于類似于現有支持智能合約的Layer1，能夠提供開發者API、SDK等工具包，支持構建各類Web3、Web2應用，Substrate框架將給予CESS更多的跨鏈支持，除了一些開發者構建應用外，也將支持其他鏈上DAPP的遷移。通過存儲系統的進一步賦能，來為Web3商業體系的爆發做準備。

共識機制

通常，區塊鏈系統的共識機制，將對鏈上效率起到決定性作用。雖然比特幣的POW因節點足夠多、足夠分散能夠為鏈上提供足夠的安全性，但工作量證明本身就是一種效率低下的方式，并且對節點的要求門檻很高。

中國移動今日在福州新區完成閩港區塊鏈“中移閩鏈”和“中移香港鏈”的跨境跨鏈流通測試:6月19日消息，據C114通信網報道，中國移動今日在福州新區完成閩港區塊鏈“中移閩鏈”和“中移香港鏈”的跨境跨鏈流通測試。本次測試采用中國移動研究院自主研發的“中移鏈”跨鏈服務和跨鏈NFT智能合約技術方案，構建鏈間標準跨鏈協議，通過“跨鏈服務+鏈適配器+智能合約”實現一套標準跨鏈原語，支持不同鏈之間進行通用數據和數字資產的跨鏈互操作，實現不同鏈之間的可信交互、雙向流通，從而構成區塊鏈價值信任網絡，為閩港兩地通用數據在不同區塊鏈間的可信交互、自由流通提供堅實基礎。“中移閩鏈”目前部署在福州長樂數據中心，后續將在平潭綜合實驗區落地部署，“中移香港鏈”則部署在香港的云資源池。下一步，“中移鏈”將與福建實達集團自主研發的區塊鏈平臺進行打通，實現閩、港和社會三方跨鏈協同服務。[2023/6/19 21:47:16]

CESS采用的隨機選取輪值共識節點機制，它借鑒了POS以及DPOS，并以隨機非固定的方式，來選定系統內參與出塊的共識節點，并采用安全性更高的拜占庭容錯與可驗證隨機函數來確保共識的安全。

成為基于R2S共識機制候選節點的用戶，首選需要質押一定量的$CESS，這也將作為作惡的一個經濟門檻。R2S共識機制將選取一個窗口期，并在每一個時間窗口內，只從候選節點中選取11個正式的輪值節點參與出塊，而未參與出塊的候選節點，也可以通過參與數據預處理流程來為自己的工作能力提供證明，從而參與下一輪的正式輪值節點選取。。

在輪值節點當值過程的同時，網絡將會在滿足條件的候選節點中再度隨機選取11個節點作為下一個時間窗口內的正式輪值節點進行共識維護，以此類推。當候選節點，因延遲出塊、無響應甚至作惡的情況出現，則會被系統基于經濟處罰，并在候選節點中進行隨機替換。通過引入門限簽名算法和收集者角色的PBFT共識算法，以及隨機數，將能夠進一步保證系統的安全性。

Messari：Polkadot Q1市值環比增長51%，收入環比增長28%:金色財經報道，Messari發布“2023年第一季度Polkadot”報告，報告總結稱，在2023年第一季度，Polkadot繼續其網絡發展和擴張的道路。Polkadot的財務表現穩定，市值環比增長51%，收入環比增長28%。140萬DOT（860萬美元）的財務支出用于基礎設施、社區活動和流動性供應，本季度結束時國庫余額為4400萬DOT（2.8億美元）。盡管中繼鏈的賬戶指標環比下降，但仍與歷史平均水平保持一致。

Polkadot生態系統繼續擴大，XCM的使用量穩步上升，XCM通道有所增長，另外有六條平行鏈上線。Polkadot的驗證器穩定性得以保持，去中心化系數高，并且成功采用了提名池。此外，Polkadot近50%的供應被質押，證明了質押機制的有效性。

Polkadot的未來看起來很有希望，其路線圖包含XCM V3、OpenGov、系統平行鏈、異步支持和平行線程。鑒于其龐大而忠誠的開發者社區，Polkadot預計將在2023年推出創新產品。[2023/4/24 14:22:50]

R2S繼承了DPOS的高效性，同時基于隨機性為網絡賦予了去中心化特性，以具備低廉的gas費用和快速的交易處理吞吐量實現效率，同時保證各類礦工節點的平等參與網絡的機會。

一方面實現了共識與存儲分離，解決了大節點長期壟斷及不作為。從另一面看，CESS共識的高效性，進一步為它將元數據上鏈提供了效率保證，并能夠直接通過鏈上尋址的方式保證數據的真實性，降低鏈上數據請求的成本提升效率，即大幅度提高去中心化框架下的效率并實現了鏈上事務處理。目前，絕大多數分布式存儲體系，更多的將存儲數據放在鏈下，存在一定的數據安全隱患。

而鏈上的高效性、可擴展性，同樣也是未來生態作為Web3底層的保障。

0xf02開頭EOA地址出現異動，用戶請盡快撤銷權限:金色財經消息，據CertiK監測，EOA地址0xf02EE89bcea4B38cE71b10B1f1e7c30b11005791出現異動。請曾授權該EOA賬戶地址的用戶盡快撤銷權限。[2023/4/10 13:55:07]

多副本可恢復存儲證明(PoDR2)

CESS除了池化技術外，其也基于多副本可恢復存儲證明(PoDR2)來進一步保證系統存儲的安全性。當用戶上傳數據后，數據將被自動復制三份，并為每個數據副本生成可恢復證明所需要輔助驗證元數據，并將這些元數據保存到區塊鏈系統之中。

系統中的候選節點將其預處理比如分片、冗余后，進一步分發給存儲節點進行存儲。除了在有效的周期內，礦工需要上報自己存儲的數據，便于CESS系統確認數據是否損壞外，PoDR2機制會以組成單個文件的所有數據段為整體進行統計與監測。一旦某個數據段被認定為損壞時，CESS會自動生成新的數據段作為補充，并發送至新的存儲礦工，保證副本的可恢復性，提升系統數據存儲的魯棒性。

所以即便是部分存儲礦工因不可控因素，導致存儲資源丟失，系統保證數據的完整性。

目前，Filecoin在存儲用戶無特殊需求時，僅僅將個副本上傳至存儲節點，而該節點數據的丟失將導致該內容的永久缺失。所以從安全性上看，Filecoin等分布式存儲系統安全的護城河在于存儲節點的安全性，而CESS則是多道防線來提升容錯率。

CESS系統大概的存儲流程為：

1.CESS客戶端發布用戶上傳的數據，并通過多格式數據權利確認機制預處理，包括數據元信息提取、數據指紋提取并在CESS系統中發布。

2.進行副本復制，并進行分片、冗余。

3.對每個數據段，生產輔助存儲證明的驗證參數，以便后續驗證。

4.負責調度的節點，將數據段隨機分配給存儲礦工。

5.通過多副本可恢復存儲證明(PoDR2)，定期檢查存儲礦工的數據，以確保數據的可用性。

CESS作為新興的分布式存儲系統，在原有的分布式存儲體系進行了改進，讓安全性、效率有所提升，更重要的是它還具備確權防偽功能，這是Filecoin等老牌存儲系統所不具備的。

智能云空間管理

Filecoin更像一個分布式的P2P存儲系統，它能夠為存儲需求者與存儲資源提供建立市場匹配。比如一個3T文件的存儲需求，系統會在加密后將其分配給能夠提供大于3T存儲能力的存儲礦工，但當需求者的存儲需求過大，將會導致系統中具備大型存儲能力的存儲礦工更具有優勢。這會導致眾多的存儲資源不能充分利用，尤其是一些小型的存儲礦工。

CESS的池化技術，則更具備先進性。CESS在系統中通過虛擬化技術將存儲供給池化，即基于存儲資源構建“存儲池”，對頂層應用或外部應用提供統一的、按需使用存儲方式，屏蔽底層硬件差異化帶來的不穩定問題。“池化”技術有效利用了閑置資源，實現了利用效率的最大化。

任何能夠提供有效存儲空間、存儲數據量、流量貢獻量、及運行性能等的存儲節點，都能加入池中。當用戶上傳數據后，共識節點會首先將數據進行加密、分片和冗余等預處理，處理完畢的數據將依據用戶對數據的存儲要求挑選滿足條件的礦工進行隨機存儲。這意味著，任何存儲節點都有機會存儲待存儲文件的一部分，大型的存儲礦工也不再具備以量取勝的優勢。

不僅僅小型的存儲礦工能夠獲得收益，因CESS的存儲礦工只需要執行存儲的任務而無需進行復雜專業的操作，這也讓通過讓更多閑置存儲資源獲得收益的方式使得存儲資源更加優化，進一步讓CESS整體的存儲生態更加去中心化、分散化且安全。

CESS網絡將全球節點空間“池化”，形成類似于“去中心化云存儲池“，提供用戶按需購買的云存儲服務模式，CESS在網絡空間中設置調度服務將存儲用戶的數據智能分配到全球節點中，最大限度和有效利用存儲空間，實現智能云空間管理。

隱私與確權

隱私與確權是目前存儲體系中仍舊未涉及到的領域，尤其是在NFT賽道爆發后數據的確權尤為重要。我們看到，目前CESS在候選節點對數據的預處理階段，就基于多類型數據確權機制技術，從每個數據文件中提取數據指紋以生成數據證書ID。這意味著這些內容將通過特征在系統中被確權，解決數據流轉過程中數據存證和數據確權難問題，從數據源頭就開始確權，并通過區塊瀏覽器可視化展示數據之間的數據血緣圖譜。比如NFT在通過CESS進行存儲后，將在CESS鏈上對NFT對應內容實現確權，來進一步提升NFT的絕對確權特性。

而尤其是在Web2領域，傳統領域UGC無版權保護造成內容復制泛濫，在CESS作為存儲方式普及后，將有望得到重塑。

此外，通過去中心化代理重加密機制，數據持有者在不泄露數據內容情況下，以去中心化的形式在目標用戶之間進行交互，也是現有分布式存儲體系所不具備的功能，這也為保護用戶的數據安全以及權益，以Web3.0的方式提供了保障。

分發

存儲資源的需求是巨大的，除了存儲外，數據提供者也可能不斷的提取其所存儲的內容。通常，通過檢索礦工檢索數據后，存儲礦工將存儲的數據上傳來提供給用戶。但根據Filecoin系統中，存儲礦工更傾向于基于存儲證明下載用戶存儲的數據，而不愿意在用戶需求該數據時將其上傳供存儲用戶獲取。原因在于上傳所需要的網絡成本卻比較高，導致了網絡實際上的不可用。傳統云服務上基于CDN，來分發存儲者存儲的數據，但一些分布式存儲系統比如Filecoin，就不具備這樣的功能，所以他們通常無法處理大容量數據檢索，這也是很多人不愿嘗試分布式存儲系統的原因之一。

CESS將在檢索節點的基礎上，進一步增加了緩存節點，它將緩存熱門數據來實現更快的調用速度，保證了快速的數據檢索和交付，所以緩存節點與檢索節點共同構成了一個分布式的CDN，致力于快速數據索引和返回。隨著整體效率的提升，CESS為多層次用戶以分布式的形式存儲數據，提供了必要基礎。

Web3應用底層

目前，絕大多數存儲系統，并不支持進一步的擴展，因為他們并不支持智能合約。這樣意味著，IPFS等分布式存儲技術，在存儲不能得到進一步的認可后，商業道路越走越窄。

CESS基于自身隨機選取輪值共識節點機制為鏈上賦予高擴展性、高效性，同時支持智能合約，這意味著CESS可以支持大規模的商業應用，也是業內首個在原生設計上就支持大規模商業應用的去中心化存儲協議。

除了自身具備存儲優勢外，基于Substrate框架開發的CESS不僅支持WASM，也會兼容EVM，也能為應用的開發者提供模塊化的開發工具以及API、SDK工具包等服務，直接在鏈上構建和啟動Dapps/Apps，全棧解決方案，無限可擴展性將為開發者提供便利的開發和運行條件。

應用場景上，去中心化分布式網盤、NFT和Defi、元宇宙和鏈游、音頻和視頻、支持流媒體和數據、數據要素交易市場以及Web3.0存儲等等都可以利用CESS網絡輕松部署應用，CESS具備構建豐富強大的應用生態的潛力。

此外，存儲公鏈CESS具有跨鏈能力，其他生態的鏈上資產將能夠跨鏈至CESS中，為生態提供豐富的資產流動性以及豐富度。

所以從應用的角度看，CESS生態將廣泛適用于大多數商業用途。

總的來看，CESS通過輪值共識節點機制、存儲資源上鏈、“池化”技術、多副本可恢復存儲證明(PoDR2)等技術，對分布式存儲體系進行重新構架，它不僅打造了一個能夠承載大規模商用的分布式存儲體系，也構建了一個高性能的、廣泛適用于大多數商業用途的公鏈系統。CESS無論對于存儲領域還是區塊鏈領域，都有著建設性的意義。

此外，在CESS的推動下，更多的Web3應用將能夠通過Web3基建獲得資源，擺脫對Web2世界的依賴，加快Web3世界發展的腳步。

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