本报告是ProtocolServices成员Filecoin通过Messari委托其他作者编写的关于Filecoin的生态系统概述。
核心观点
Filecoin在全球开放市场上提供去中心化存储和云服务。它在已用存储和网络容量方面拥有最大的市场份额。
生态系统已从2021年初的40个项目增加到330多个项目。出现了各种应用，包括NFT、Web3、游戏、元宇宙和音频/视频。
Filecoin旨在通过可验证的存储、内容检索、计算和可编程应用程序脱颖而出，为数据密集型Web3服务提供基础。
Filecoin的主要挑战是通过时间的考验并证明其可靠性。
数据可用性和完整性
几乎每个互联网用户都依赖集中式服务来存储和处理数据。这有两个主要缺点：用户不再完全控制他们的数据，并且很难验证数据的完整性。为了解决这些缺点，新一代协议和点对点网络启用了分布式存储和云服务。一种突出的此类协议是Filecoin，它提供了数据存储并且可随时访问的加密经济。简而言之，Filecoin是AWS的点对点版本，可定期验证数据的可用性和完整性。
公开市场交易
存储交易类似于在Filecoin区块链上实施的服务水平协议(?SLA?)，存储交易是用户向存储提供商支付费用以存储其数据的协议。交易条款包括仓储费和仓储交易期限。
开放市场激励存储提供商以有效定价的方式提供其存储容量。也就是说，价格是由供需动态决定的，而不是固定的定价结构。为了激励存储提供商参与交易，Filecoin用网络的原生代币(FIL)奖励他们。
Filecoin有两个功能来保证数据安全。首先，它使用加密经济保证，通过零知识证明来验证存储。其次，它使用经济惩罚：如果数据无法检索或存储失败，存储提供者将通过锁定抵押品进行惩罚。为了强制执行，Filecoin协议要求存储提供商提交两个正在进行的可验证加密证明。复制证明首先验证数据是否已完全复制。在此初始检查成功后，存储提供商每天都使用时空证明来证明在交易的整个生命周期内仍会存储随机数据并可供检索。任何失败的证据都会导致处罚。
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为了检索数据，用户向检索提供商付费以获取数据。与在链上处理的存储交易不同，检索交易可能发生在链下。可以提高数据检索过程的速度。
技术
Filecoin建立在星际文件系统之上，作为Filecoin网络的分布式数据存储和共享层。尽管有些人将Filecoin和IPFS互换使用，但两者之间存在重要差异。
简而言之，IPFS就像是Steroids种子。与种子跟踪器类似，IPFS使用数据的指纹。与种子文件不同，IPFS利用单一的全球点对点网络。IPFS本质上告诉用户他们的数据在哪里，但它缺乏激励数据存储的内置机制，这首先导致了Filecoin的发展。因此，Filecoin补充了IPFS，并通过保证促进了开放的存储市场，实质上使Filecoin成为IPFS的激励层。
IPFS可以被视为HTTP的点对点版本，但有一个重要的转折点。传统的URL和文件路径通过文件在服务器上的特定地理位置来识别文件。IPFS使用内容寻址来分散存储数据。它通过文件中的内容来引用文件。内容地址是唯一的，是哈希的结果，哈希本质上是将内容加密压缩成一长串字符。检索文件时，网络只需要文件的哈希值来定位存储该文件内容的节点。
网络动态
得益于其开放市场政策和激励机制，Filecoin能够吸引大量存储容量。无论最近的市场情况如何，Filecoin的承诺存储容量都稳步增长到超过16,000PiB，这相当于截至2022年3月大约65,000份维基百科或1,600个Netflix电影档案。网络容量来自分布在全球各地的3,900多家去中心化存储提供商。
Filecoin的需求是什么？
Filecoin的需求来自特定于Web2和Web3的存储应用。将交易中绑定的存储容量加起来可以量化对Filecoin的需求。然而，在分析存储交易中的底层内容时，很难区分有用的存储和生成的随机性作为存储提供商滥用网络的一种方式。
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为了增加Filecoin上的有用存储容量，开发了Filecoin?Plus激励计划。该计划通过逐渐增加区块奖励份额来激励存储提供商参与验证交易。
存储交易流入量从2020年10月的400TiB(1PiB=1024TiB)增长到2022年3月的超过7600TiB，FilecoinPlus促成了这一增长。自2021年第四季度以来，已经从Filecoin常规交易流入过渡到主要是FilecoinPlus验证的交易流入。
网络上的已用存储从2020年10月的0.25PiB稳定增长到2022年3月的45PiB。如下所示，超过26PiB来自FilecoinPlus交易，占活跃交易总数的57%在网络上。FilecoinPlus交易最近对Filecoin常规交易的翻转表明，经过验证的数据激励机制正在按计划工作。2021年12月活跃的Filecoin常规交易突然下降是由于几家存储提供商下线的结果。截至2022年1月，其他存储供应商增加并促进了FilecoinPlus活跃交易的增长，从而弥补了损失。因此，总交易量完全恢复。
虽然供应大大超过需求，但存储容量只是故事的一方面。同样重要的是网络上使用的存储量。Filecoin的已用存储为45PiB，存储容量为16,000PiB，存储利用率为0.3%。从这些网络指标来看，竞争的去中心化存储提供商，如Sia和Storj，分别拥有6PiB和14PiB的网络容量。Sia和Storj的总存储使用量分别为2.2PiB和8.6PiB。在存储利用率方面，Sia和Storj分别超过Filecoin?36%和60%。尽管Arweave存储了0.05PiB的数据，但由于其存储的数据与其他存储网络相比微不足道，因此并未将其包括在内，尽管它目前正在以相对较小的基数增长。
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虽然FilecoinPlus计划的推出是向前迈出的第一步，但人们在齐心协力孵化新业务和在Filecoin上构建的应用。Filecoin生态系统被引导到各种用例：从NFT的去中心化存储到音乐和视频流，再到元宇宙和游戏。
开发者和建设者的生态系统
Filecoin受到多个组织的积极支持，共同目标是发展Filecoin生态系统。这些组织共同组成了生态系统工作组。生态系统工作组参与者的职责包括维护和升级底层协议、支持生态系统的发展以及促进治理。该组中最著名的组织包括Protocol?Labs、Filecoin?Foundation和Outercore。主要参与组织的概述如下所示。
这些组织一直在通过黑客马拉松、加速器、赠款、指导和增长支持等活动积极开发开发者和建设者的渠道。旨在帮助早期项目和团队达到他们准备好接受资金和投资的地步。因此，目前有超过330个项目正在Filecoin和IPFS上构建。下面是显示了项目随时间的进展，按成熟度分组。
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2022年的主要目标是通过从初始阶段一直推进到D系列及以后，使生态系统中尽可能多的早期项目能够转化为成熟的业务。
总体而言，生态系统在与应用程序和客户端的集成、开发人员工具和基础设施方面有了显着增长。最近，生态系统工作组优先考虑让最终用户和开发人员更容易使用Filecoin。这导致了Textile?Powergate、Estuary和NFT.Storage等服务的发展。Filecoin生态系统中参与者的地图如下所示。
资料来源：Filecoin
就2022年的重大举措而言，即将推出的Filecoin虚拟机(?FVM)值得强调。FVM被设置为解锁可编程存储原语、跨链互操作性桥梁、以数据为中心的DAO以及第2层解决方案。
利用Filecoin的主要用例
Filecoin生态系统庞大且迅速扩展，自身定位为去中心化网络的支柱。随着对云存储的需求不断增长，Filecoin为流行的中心化平台提供了一种去中心化的替代方案。已经出现了许多其他用例，并且保证在不久的将来会出现新的用例。四大类已经发现了高需求：(1)NFT和Web3存储，(2)永久存储和Web2数据集，(3)元宇宙和游戏，以及(4)音频和视频。
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NFT存储
在2021年夏天，NFT进入了主流聚光灯。在网络效应的推动下，NFT以社交媒体个人资料图片、美术、收藏品、音乐等形式主导了加密领域。有趣的是，大量NFT通常指向其元数据的链下存储位置，因为将其存储在链上是不可行的。在2021年炒作之后不久，很明显大部分NFT元数据并未以去中心化、不可变的方式存储，这使NFT的内容和价值面临风险。为了解决这个缺点，开发了NFT.Storage。
NFT.Storage利用Filecoin和IPFS为NFT内容和元数据提供简单的去中心化存储解决方案。它专注于通过由NFT.Storage和Filecoin管理的专用IPFS服务器实现永久冗余存储。通过参与FilecoinPlus激励计划，NFT.Storage能够免费为NFT提供无限量的存储空间。
NFT.Storage于2021年4月推出，已经支持超过4000万次NFT数据的永久上传，总计超过260TB的数据。该服务的简单性使从个人艺术家到OpenSea、MakersPlace、MagicEden、Holaplex、Jigstack和Galaxy等大型市场的广泛用户能够利用永久NFT存储。
Web3存储
Filecoin旨在成为Web3的存储层。为此，Filecoin与各种主要的区块链和智能合约平台保持着持续的合作和存储桥梁。最近的例子之一是Polygon。合作的目标是满足开发者对游戏和NFT相关Web3项目的存储和基础设施需求。值得注意的是，Polygon开发人员可以通过存储桥轻松使用Filecoin。Filecoin在Solana生态系统中的吸引力也越来越大，许多协议和NFT市场提供原生支持，包括Metaplex、MagicEden和Holaplex。
资料来源：Filecoin
为了简化在Filecoin上构建Web3应用程序，该团队推出了Web3.Storage。它允许开发人员直接在Filecoin上存储和检索数据，而不是处理复杂的去中心化存储网络。它在多个Filecoin矿工和IPFS上的地理分布节点上冗余存储数据，由Web3.Storage团队运行。此外，该服务还提供无限数据的无限期免费存储。FilecoinPlus机制的经济性使这成为可能。从本质上讲，去中心化存储可以成为开发人员在Filecoin之上构建应用程序的商品。总体而言，Web3.Storage自推出以来经历了稳定的增长，从2021年8月的300万次上传增长到2022年3月的1600万次。
永久存储和Web2数据集
与Arweave类似，Lighthouse允许Filecoin用户以固定价格永久存储文件。此外，Filecoin虚拟机将使永久存储能够自动进入智能合约。永久存储的一个突出用例是数据归档。鉴于Filecoin的规模，目标是使档案存储尽可能具有成本效益，成为一种商品。这使得人类的信息层得以创建和保存。从这个意义上说，浩劫基金会是一个重要的项目，用于归档种族灭绝幸存者的证言。对于大型公共数据集，InternetArchive项目使用Filecoin存储网站和文档以供公众访问。此外，Zarr和GainForest存储大型公共数据集，旨在防止与气候变化相关的自然灾害。Zarr项目向研究人员提供气候数据以进行大规模分析。GainForest利用卫星图像来对抗气候变化的影响。
元宇宙和游戏
利用Filecoin和IPFS的新一代元宇宙和游戏用例。这些用例的潜在共同点是用户货币化。从这个意义上说，Blockbets和GalaGames支持游戏玩家的创收和支付。在艺术家货币化方面，Mona支持艺术家在虚拟空间中展示他们的高端作品并将其出售给收藏家。MetaverseAI将人类互动提升到一个新的水平：它允许游戏玩家在游戏中与其他人工智能驱动的虚拟人类进行互动并从中获利。
音频和视频
最近，一些利用Filecoin和IPFS的音频和视频应用程序获得了巨大的关注。以Spotify或SoundCloud的Web3替代品为例。Audius是一种音乐流媒体服务，外观和感觉都像SoundCloud，但利用了IPFS。Currents.fm和InflowMusic支持音乐创作者和策展人社区。Huddle01可能是下一个Zoom。这是一个为远程会议量身定制的低带宽视频会议平台，重点关注NFT社区。
普通用户可能无法判断Audius、Currents.fm、InflowMusic或Huddle01是去中心化的，或者他们专门利用Filecoin和IPFS。尽管如此，在用户未必注意到的情况下，正在向Web3流应用程序转变。
随着Filecoin生态系统的成熟，更多的用例不断被发现。Filecoin虚拟机的开发将解锁以前不可能的用例，创建一个全新的用例类别。
结论
虽然去中心化存储仍处于早期阶段，但Filecoin生态系统多年来一直蓬勃发展。Filecoin和IPFS已被多个用例利用，包括NFT、Web3、游戏、元宇宙和音频/视频。除了Filecoin，Arweave、Storj和Sia等替代品可以大规模使用IPFS的基础。
基于分布式存储解决方案和集成构建的智能合约可能会为新应用程序打开大门。一个重要的里程碑是让主要浏览器采用IPFS。开放数据计划和分布式计算可能会支持存储之外的下一代应用程序。
Filecoin面临的主要挑战是证明其作为存储提供商和广泛数据密集型Web3服务的推动者的可靠性。Filecoin和IPFS在Web3范式的最前沿运行，为Web3开发提供了重要的基础。他们的成功取决于建立在这些协议上的应用程序。
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