了解Web3.0概念背后的技术方向

原标题| Web 3.0漫游指南

在本文中，我们将研究Web3.0，因为它与分布式对等（P2P）文件共享相关。去中心化体系结构相对较新，仍处于开发阶段。同一个词对于不同的群体可能有不同的含义，因此我将首先概述一些一般的概念和定义，以便我们在语义上达成一致。

Web 2.0是Internet的最新版本—它是当今大多数基于Web的应用程序和服务使用的框架，也是大多数用户认为的“Internet”或“network”。

web2.0这个术语是由Tim O’Reilly在网络时代创造的。它粗略地定义了web1.0在移动、社交和云计算领域的创新。这个想法更为微妙，但可以概括为两个主要概念——“服务，而不是打包软件”和“高于单个设备级别的软件”。

尽管web2.0仍然具有很高的创新价值，特别是在企业中，但是仍然有一些成功的项目从潜在的下一个Internet范例（今天称为web3.0）中涌现出来。它仍处于初级阶段，但许多人认为它是互联网的下一次演进，将成为定义下一个软件时代的框架。

与Web2.0一样，Web3.0的定义也很微妙（仍在开发中，不同的人通常会有不同的定义）。在本文中，我将简单地将web3.0定义为向依赖于对等网络的去中心化网络的过渡，而不是依赖于中心化式基础设施的客户机-服务器网络。我们将更深入地讨论P2P网络的细节，但是让我们首先讨论一下为什么去中心化是有价值的。

去中心化网络通常具有更好的性能。让我们看一个文件共享的案例。用户a想向用户B发送一个视频文件。在中心化式客户机-服务器网络中，用户的视频文件被上传并下载到服务器，然后用户B下载该文件（然后服务器将其上传）。

性能受用户a的上传速度、用户B的下载速度、服务器的上传下载速度以及双方距离的限制。在纯点对点系统中，文件直接从一个点传输到另一个点。它只受用户a的上传速度、用户B的下载速度和用户之间的距离限制。

因此，如果用户和服务器之间的距离很近，并且服务器的上载/下载容量高于用户a和用户B，则性能可能与P2P网络的性能相当。

然而，随着用户和服务器之间的距离增加和/或服务器的性能降低（例如，由于高需求），客户端-服务器网络的性能将比P2P网络的性能差。

去中心化的网络是抗脆弱的——随着额外“压力”的增加，它们变得更强大。随着越来越多的用户（对等方）加入网络，网络性能和可用性实际上将得到提高。在web2.0社交应用中，这体现在“网络效应”上：网络/产品的价值随着网络规模的增加而增加。

不幸的是，底层基础设施并非如此。随着基于客户机-服务器模式的应用程序越来越流行，应用程序提供商必须增加服务器容量/中心计算以保持性能和可用性。

去中心化的网络不需要被信任——相关参与者不需要相互了解或信任，也不需要信任系统的第三方。由于客户机与服务器的关系，web2.0应用程序依赖于中心化式服务器/服务，这意味着用户必须在内部信任这个中央机构（拥有/操作服务器的个人或实体）。

这个中央权力机构有能力单方面确定规则。实际上，这通常表现为围绕数据所有权的冲突。例如，流行的存储和文件共享服务Dropbox使用客户机-服务器模式：用户将数据上传到Dropbox拥有和操作的中心化式服务器，然后从这些服务器下载数据。

因此，所有数据都通过Dropbox传输，Dropbox具有读取和复制数据的技术能力。因此，唯一能保护Dropbox用户数据的就是他们相信Dropbox会遵守（而不是更改）用户协议。在去中心化的P2P网络中，没有中心权限。用户是其数据的所有者和操作员，信任在于软件本身（而不是操作员）。

去中心化的网络更安全。它的名字是：点对点。数据直接从一个对等点上传，从另一个对等点下载，而不需要中间人（中央服务器）。

这意味着您的数据没有中央机构或保管机构（除非您选择这样做）。此外，当有一个中心权限时，攻击会有更高的动机，因为数据/值被合并了（也就是说，攻击者从一次成功中获得了很多价值）。

相反，当数据/值高度分布时，攻击者必须更成功地尝试获取相同大小的值。去中心化降低了攻击者的动机/回报。

现在我们有了一些共享上下文，让我们来谈谈去中心化的P2P文件共享。在这一点上，你可能会想，“去中心化听起来不错，但它有什么新的？”像P2P文件共享这样的服务已经存在了十多年了

在某种程度上，你是对的，但是web2.0中的P2P服务和我们今天构建在web3.0上的P2P服务有一些本质的区别。以2001年首次发布的BitTorrent为例，BitTorrent有三个主要问题（现在可以解决）：没有完全去中心化，缺乏激励模式，代码不可用或不可扩展。

BitTorrent（和其他类似的服务）在两个重要方面没有去中心化：它使用中心化式服务器来跟踪对等点和存储内容元数据。尽管已经建立了点到点连接（为了提高性能，即通过增加“播种机”的数量），但是这些连接的实例化需要一个称为跟踪器的特殊服务器，这有助于节点之间的通信。

跟踪服务器还跟踪文件副本在对等机上的位置，当客户端请求时，哪些副本可用，并帮助协调复制文件的有效传输和重新组装。使用跟踪器会增加服务提供商的成本，并限制用户的隐私/安全。

BitTorrent没有合适的激励模式。当用户开始使用该服务下载文件时，他们被称为“下载者”。一旦他们拥有了文件的片段（或者如果他们存储了其他用户想要的文件），他们就可以成为“种子用户”，也可以将文件上传给其他用户。

BitTorrent将为种子用户提供下载优先级（上传速度更快的种子用户将获得更高的优先级）。然而，除此之外，没有真正的动机来播种或存储文件。由于BitTorrent依赖于种子和文件可用性，因此在没有激励模式的情况下易受攻击。

BitTorrent（和类似的服务）有典的软件可用性问题，这使得很难利用以前的工作。一些例子包括：缺乏良好的文档（或根本没有）、限制性许可（或没有许可）、难以接触点、封闭源代码（或源代码不再存在）、没有开放友好API的实现，以及这些项目与特定用例的紧密集成。

最终，这意味着服务适应和改变用户需求的能力受到严重限制。在许多情况下，这使得不可能处理新的用例。具体来说，BitTorrent已经做了一些改进（与过去相比，它对跟踪器的依赖更少），但它基本上与20年前的服务相同。

现在让我们继续以文件共享为例来研究Web3.0的特性。今天，您可以构建完全去中心化的P2P应用程序。协议实验室开发了libp2p（用于去中心化传输）和IPFs（用于去中心化存储），是这一领域的领导者。

具体来说，libp2p的传输协议（通过电路中继和NAT遍历）解决了在没有特殊跟踪服务器的情况下连接两个对等点的问题。此外，IPFs（一种使用内容寻址的去中心化存储服务）允许完全去中心化存储，并且不依赖内容服务器或大量活动/可用对等方来实现文件可用性。

Web3.0的加密/代币概念解决了激励问题。具体来说，filecoin是一个去中心化的存储网络，它将云存储转变为一个算法市场。

市场运行在带有本地协议代币（FIL）的区块链上，矿工通过向客户提供存储来赚钱。相反，客户花费fil来存储或分发数据。对于像BitTorrent这样的服务，这意味着种子程序将在filecoin中存储文件并提供下载，而窃听程序将花费filecoin来访问这些文件。

这种激励结构将增加对播种和存储文件的激励，从而提高用户的可用性和性能。金钱激励也创造了一种实例化合法商业模式的方法。假设文件存储赚钱。

在这种情况下，文件的合法所有者（媒体公司）可能愿意参与网络。正如spotify所证明的，用户并不真正关心种子文件的“免费”方面，他们关心的是发现和传播的便利性。

最重要的是，协议实验室等实体正在解决软件可用性问题。他们是libp2p、IPFs和filecoin的创始人。所有这三个项目都是开源的，都有最新的文档，并且都有支持（可以联系的团队）。

此外，像libp2p这样的协议是高度模块化的，并且是为通用目的而构建的。这意味着使用libp2p构建的产品具有高度的可伸缩性，并且可以快速更改以满足不断变化的用户需求和新的用例。

简而言之，去中心化的P2P应用程序具有许多固有的优势（特别是在性能和安全性方面）。现在我们有了构建强大P2P应用程序的工具和基础设施。