本報告是ProtocolServices成員Filecoin通過Messari委託其他作者編寫的關於Filecoin的生態系統概述。
核心觀點
Filecoin在全球開放市場上提供去中心化存儲和雲服務。它在已用存儲和網絡容量方面擁有最大的市場份額。
生態系統已從2021年初的40個項目增加到330多個項目。出現了各種應用，包括NFT、Web3、遊戲、元宇宙和音頻/視頻。
Filecoin旨在通過可驗證的存儲、內容檢索、計算和可編程應用程序脫穎而出，為數據密集型Web3服務提供基礎。
Filecoin的主要挑戰是通過時間的考驗並證明其可靠性。
數據可用性和完整性
幾乎每個互聯網用戶都依賴集中式服務來存儲和處理數據。這有兩個主要缺點：用戶不再完全控制他們的數據，並且很難驗證數據的完整性。為了解決這些缺點，新一代協議和點對點網絡啟用了分佈式存儲和雲服務。一種突出的此類協議是Filecoin，它提供了數據存儲並且可隨時訪問的加密經濟。簡而言之，Filecoin是AWS的點對點版本，可定期驗證數據的可用性和完整性。
公開市場交易
存儲交易類似於在Filecoin區塊鏈上實施的服務水平協議( SLA ) ，存儲交易是用戶向存儲提供商支付費用以存儲其數據的協議。交易條款包括倉儲費和倉儲交易期限。
開放市場激勵存儲提供商以有效定價的方式提供其存儲容量。也就是說，價格是由供需動態決定的，而不是固定的定價結構。為了激勵存儲提供商參與交易，Filecoin用網絡的原生代幣(FIL)獎勵他們。
Filecoin有兩個功能來保證數據安全。首先，它使用加密經濟保證，通過零知識證明來驗證存儲。其次，它使用經濟懲罰：如果數據無法檢索或存儲失敗，存儲提供者將通過鎖定抵押品進行懲罰。為了強制執行，Filecoin協議要求存儲提供商提交兩個正在進行的可驗證加密證明。複製證明首先驗證數據是否已完全複製。在此初始檢查成功後，存儲提供商每天都使用時空證明來證明在交易的整個生命週期內仍會存儲隨機數據並可供檢索。任何失敗的證據都會導致處罰。
為了檢索數據，用戶向檢索提供商付費以獲取數據。與在鏈上處理的存儲交易不同，檢索交易可能發生在鏈下。可以提高數據檢索過程的速度。
技術
Filecoin建立在星際文件系統（IPFS）之上，作為Filecoin網絡的分佈式數據存儲和共享層。儘管有些人將Filecoin和IPFS互換使用，但兩者之間存在重要差異。
簡而言之，IPFS就像是Steroids種子。與種子跟踪器類似，IPFS使用數據的指紋。與種子文件不同，IPFS利用單一的全球點對點網絡。 IPFS本質上告訴用戶他們的數據在哪裡，但它缺乏激勵數據存儲的內置機制，這首先導致了Filecoin的發展。因此，Filecoin補充了IPFS，並通過保證促進了開放的存儲市場，實質上使Filecoin成為IPFS的激勵層。
IPFS可以被視為HTTP的點對點版本，但有一個重要的轉折點。傳統的URL和文件路徑通過文件在服務器上的特定地理位置來識別文件。 IPFS使用內容尋址來分散存儲數據。它通過文件中的內容（即內容）來引用文件。內容地址是唯一的，是哈希的結果，哈希本質上是將內容加密壓縮成一長串字符。檢索文件時，網絡只需要文件的哈希值來定位存儲該文件內容的節點。
網絡動態
得益於其開放市場政策和激勵機制，Filecoin能夠吸引大量存儲容量。無論最近的市場情況如何，Filecoin的承諾存儲容量都穩步增長到超過16,000PiB，這相當於截至2022年3月大約65,000份維基百科或1,600個Netflix電影檔案。網絡容量來自分佈在全球各地的3,900多家去中心化存儲提供商。
Filecoin的需求是什麼？
Filecoin的需求來自特定於Web2和Web3的存儲應用。將交易中綁定的存儲容量加起來可以量化對Filecoin的需求。然而，在分析存儲交易中的底層內容時，很難區分有用的存儲和生成的隨機性作為存儲提供商濫用網絡的一種方式。
為了增加Filecoin上的有用存儲容量，開發了Filecoin Plus激勵計劃。該計劃通過逐漸增加區塊獎勵份額來激勵存儲提供商參與驗證交易。
存儲交易流入量從2020年10月的400TiB(1PiB=1024TiB)增長到2022年3月的超過7600TiB，FilecoinPlus促成了這一增長。自2021年第四季度以來，已經從Filecoin常規交易流入（未經驗證的數據）過渡到主要是FilecoinPlus驗證的交易流入。
網絡上的已用存儲（即活躍存儲交易）從2020年10月的0.25PiB穩定增長到2022年3月的45PiB。如下所示，超過26PiB來自FilecoinPlus交易，佔活躍交易總數的57%在網絡上。 FilecoinPlus交易最近對Filecoin常規交易的翻轉表明，經過驗證的數據激勵機制正在按計劃工作。 2021年12月活躍的Filecoin常規交易突然下降是由於幾家存儲提供商下線的結果。截至2022年1月，其他存儲供應商增加並促進了FilecoinPlus活躍交易的增長，從而彌補了損失。因此，總交易量完全恢復。
雖然供應大大超過需求，但存儲容量只是故事的一方面。同樣重要的是網絡上使用的存儲量。 Filecoin的已用存儲為45PiB，存儲容量為16,000PiB，存儲利用率為0.3%。從這些網絡指標來看，競爭的去中心化存儲提供商，如Sia和Storj，分別擁有6PiB和14PiB的網絡容量。 Sia和Storj的總存儲使用量分別為2.2PiB和8.6PiB。在存儲利用率方面，Sia和Storj分別超過Filecoin 36%和60%。儘管Arweave存儲了0.05PiB的數據，但由於其存儲的數據與其他存儲網絡相比微不足道，因此並未將其包括在內，儘管它目前正在以相對較小的基數增長。
雖然FilecoinPlus計劃的推出是向前邁出的第一步，但人們在齊心協力孵化新業務和在Filecoin上構建的應用。 Filecoin生態系統被引導到各種用例：從NFT的去中心化存儲到音樂和視頻流，再到元宇宙和遊戲。
開發者和建設者的生態系統
Filecoin受到多個組織的積極支持，共同目標是發展Filecoin生態系統。這些組織共同組成了生態系統工作組。生態系統工作組參與者的職責包括維護和升級底層協議、支持生態系統的發展以及促進治理。該組中最著名的組織包括Protocol Labs、Filecoin Foundation和Outercore。主要參與組織的概述如下所示。
這些組織一直在通過黑客馬拉松、加速器、贈款、指導和增長支持等活動積極開發開發者和建設者的渠道。旨在幫助早期項目和團隊達到他們準備好接受資金和投資的地步。因此，目前有超過330個項目正在Filecoin和IPFS上構建。下面是顯示了項目隨時間的進展，按成熟度分組。
2022年的主要目標是通過從初始階段一直推進到D系列及以後，使生態系統中盡可能多的早期項目能夠轉化為成熟的業務。
總體而言，生態系統在與應用程序和客戶端的集成、開發人員工具和基礎設施方面有了顯著增長。最近，生態系統工作組優先考慮讓最終用戶和開發人員更容易使用Filecoin。這導致了Textile Powergate、Estuary和NFT.Storage等服務的發展。 Filecoin生態系統中參與者的地圖如下所示。
資料來源：Filecoin
就2022年的重大舉措而言，即將推出的Filecoin虛擬機( FVM)值得強調。 FVM被設置為解鎖可編程存儲原語（例如，存儲賞金、拍賣）、跨鏈互操作性橋樑（例如，到Ethereum、Solana、NEAR）、以數據為中心的DAO以及第2層解決方案（例如信譽系統、數據可用性抽樣、計算結構和激勵一致的內容交付網絡）。
利用Filecoin的主要用例
Filecoin生態系統龐大且迅速擴展，自身定位為去中心化網絡的支柱。隨著對雲存儲的需求不斷增長，Filecoin為流行的中心化平台提供了一種去中心化的替代方案。已經出現了許多其他用例，並且保證在不久的將來會出現新的用例。四大類已經發現了高需求：(1)NFT和Web3存儲，(2)永久存儲和Web2數據集，(3)元宇宙和遊戲，以及(4)音頻和視頻。
NFT存儲
在2021年夏天，NFT進入了主流聚光燈。在網絡效應的推動下，NFT以社交媒體個人資料圖片、美術、收藏品、音樂等形式主導了加密領域。有趣的是，大量NFT通常指向其元數據的鏈下存儲位置，因為將其存儲在鏈上是不可行的。在2021年炒作之後不久，很明顯大部分NFT元數據並未以去中心化、不可變的方式存儲，這使NFT的內容和價值面臨風險。為了解決這個缺點，開發了NFT.Storage。
NFT.Storage利用Filecoin和IPFS為NFT內容和元數據提供簡單的去中心化存儲解決方案。它專注於通過由NFT.Storage和Filecoin管理的專用IPFS服務器實現永久冗餘存儲。通過參與FilecoinPlus激勵計劃，NFT.Storage能夠免費為NFT提供無限量的存儲空間。
NFT.Storage於2021年4月推出，已經支持超過4000萬次NFT數據的永久上傳，總計超過260TB的數據。該服務的簡單性使從個人藝術家到OpenSea、MakersPlace、MagicEden、Holaplex、Jigstack和Galaxy等大型市場的廣泛用戶能夠利用永久NFT存儲。
Web3存儲
Filecoin旨在成為Web3的存儲層。為此，Filecoin與各種主要的區塊鍊和智能合約平台保持著持續的合作和存儲橋樑。最近的例子之一是Polygon。合作的目標是滿足開發者對遊戲和NFT相關Web3項目的存儲和基礎設施需求。值得注意的是，Polygon開發人員可以通過存儲橋輕鬆使用Filecoin。 Filecoin在Solana生態系統中的吸引力也越來越大，許多協議和NFT市場提供原生支持，包括Metaplex、MagicEden和Holaplex。
資料來源：Filecoin
為了簡化在Filecoin上構建Web3應用程序，該團隊推出了Web3.Storage。它允許開發人員直接在Filecoin上存儲和檢索數據，而不是處理複雜的去中心化存儲網絡。它在多個Filecoin礦工和IPFS上的地理分佈節點上冗餘存儲數據，由Web3.Storage團隊運行。此外，該服務還提供無限數據的無限期免費存儲。 FilecoinPlus機制的經濟性使這成為可能。從本質上講，去中心化存儲可以成為開發人員在Filecoin之上構建應用程序的商品。總體而言，Web3.Storage自推出以來經歷了穩定的增長，從2021年8月的300萬次上傳增長到2022年3月的1600萬次。
永久存儲和Web2數據集
與Arweave類似，Lighthouse允許Filecoin用戶以固定價格永久存儲文件。此外，Filecoin虛擬機將使永久存儲能夠自動進入智能合約。永久存儲的一個突出用例是數據歸檔。鑑於Filecoin的規模，目標是使檔案存儲盡可能具有成本效益，成為一種商品。這使得人類的信息層得以創建和保存。從這個意義上說，浩劫基金會是一個重要的項目，用於歸檔種族滅絕倖存者的證言。對於大型公共數據集，InternetArchive項目使用Filecoin存儲網站和文檔以供公眾訪問。此外，Zarr和GainForest存儲大型公共數據集，旨在防止與氣候變化相關的自然災害。 Zarr項目向研究人員提供氣候數據以進行大規模分析。 GainForest利用衛星圖像來對抗氣候變化的影響。
元宇宙和遊戲
利用Filecoin和IPFS的新一代元宇宙和遊戲用例。這些用例的潛在共同點是用戶貨幣化。從這個意義上說，Blockbets和GalaGames支持遊戲玩家的創收和支付。在藝術家貨幣化方面，Mona支持藝術家在虛擬空間中展示他們的高端作品並將其出售給收藏家。 MetaverseAI將人類互動提升到一個新的水平：它允許遊戲玩家在遊戲中與其他人工智能驅動的虛擬人類進行互動並從中獲利。
音頻和視頻
最近，一些利用Filecoin和IPFS的音頻和視頻應用程序獲得了巨大的關注。以Spotify或SoundCloud的Web3替代品為例。 Audius是一種音樂流媒體服務，外觀和感覺都像SoundCloud，但利用了IPFS。 Currents.fm和InflowMusic支持音樂創作者和策展人社區。 Huddle01可能是下一個Zoom。這是一個為遠程會議量身定制的低帶寬視頻會議平台，重點關注NFT社區。
普通用戶可能無法判斷Audius、Currents.fm、InflowMusic或Huddle01是去中心化的，或者他們專門利用Filecoin和IPFS。儘管如此，在用戶未必注意到的情況下，正在向Web3流應用程序轉變。
隨著Filecoin生態系統的成熟，更多的用例不斷被發現。 Filecoin虛擬機的開發將解鎖以前不可能的用例，創建一個全新的用例類別。
結論
雖然去中心化存儲仍處於早期階段，但Filecoin生態系統多年來一直蓬勃發展。 Filecoin和IPFS已被多個用例利用，包括NFT、Web3、遊戲、元宇宙和音頻/視頻。除了Filecoin，Arweave、Storj和Sia等替代品可以大規模使用IPFS的基礎。
基於分佈式存儲解決方案和集成構建的智能合約可能會為新應用程序打開大門。一個重要的里程碑是讓主要瀏覽器採用IPFS。開放數據計劃和分佈式計算可能會支持存儲之外的下一代應用程序。
Filecoin面臨的主要挑戰是證明其作為存儲提供商和廣泛數據密集型Web3服務的推動者的可靠性。 Filecoin和IPFS在Web3範式的最前沿運行，為Web3開發提供了重要的基礎。他們的成功取決於建立在這些協議上的應用程序。