本文翻譯自協議實驗室官方博客文章「Technical Barriers to Blockchain」，文章主要探討了構建區塊鏈時的權衡並使用DCS三角解釋了健壯基礎設施的含義。
每種新技術都面臨進入障礙，每個區塊鏈應用程式都會遇到獨特的挑戰。隨著準備推出Filecoin，Protocol Labs正在應對這些挑戰，Filecoin是基於區塊鏈技術的系統，用於使文件存儲「民主化」。
利用區塊鏈解決數據存儲問題
比特幣旨在解決金融領域的一個主要問題：貨幣的中心化信任。它提供了去中心化的貨幣體系，展示了傳統組織模型的替代方案。但是，作為比特幣以及其他加密貨幣和通證背後的記錄保存技術——區塊鏈，正面臨著自己的挑戰。
上面的DCS三角描述了分布式系統必須考慮的最大權衡：去中心化、共識（安全）和可擴展性。DCS理論指出，分布式系統不能同時具有所有三個屬性。這導致了去中心化系統的技術障礙，該系統需要保持共識（安全）的同時，具有使用區塊鏈通常需要的可擴展性。
隨著在未來幾個月內推出的Filecoin，一個基於區塊鏈技術使文件存儲「民主化」的系統，Protocol Labs正在應對這些挑戰。Filecoin是一種由加密貨幣驅動的存儲網絡，任何人都可以使用未使用的存儲空間來存儲全球信息。它的願景是為人類信息創建一個分散、高效和健壯的基礎設施。
讓我們使用DCS三角解釋健壯基礎設施的含義
- 去中心化存儲
Filecoin旨在解決一個緊迫的問題：如何處理人類正在生成的所有數據。到今年年底，全球將有44 ZB的數據，這是國會（美國）圖書館中存儲數據量的1.3億倍。預計到2025年，我們每天將在全球範圍內創建463EB的數據，相當於2億多張DVD。問題是：我們將這些信息存儲在哪裡？
存儲能力是有限的，受中央數據存儲中心和硬碟驅動器容量的約束，建立新的中心和更先進的存儲空間既昂貴又耗能。同時，在全球數據中心約有一半的存儲容量未使用，甚至在我們的手機和筆記本電腦等個人計算設備中也有未使用的存儲容量。
正如2017年討論的那樣，幾家大型公司擁有幾乎所有的全球雲數據存儲市場。這種聯合和以下幾點有關：
- 用戶必須信任這些大公司，以保護其數據免遭暴露；
- 更換雲提供商的成本特別高；
- 供應商被激勵通過鎖定他們的客戶以獲得溢價。
當前的雲存儲市場遠未達到其競爭能力或效率，最終用戶因此而遭受損失。
全世界還有大量未使用的「潛在」（可用）存儲。此存儲由各種實體所有：從大型公司到小型企業，從帶有巨大硬碟架的個人到我們家用計算機中較小的驅動器。但是由於上述進入障礙，任何一個特定的公司或個人都很難通過其額外的空間獲利並啟動雲數據服務。
2015年，Protocol Labs推出了IPFS，該技術通過根據信息的內容而不是位置來尋址信息，從而實現網絡去中心化。使用內容的加密哈希進行尋址使數據不可更改，可以識別整個網絡中的重複項，並使任何主機都可以存儲和提供數據，這使去中心化更加有效。
Filecoin與IPFS共享許多通用組件，包括內容尋址。開發人員可以集成這些模塊化組件以構建加密和冗餘系統。將來，Filecoin也將支持用戶自定義的智能合約，從而使其存儲可編程，並使與其他網絡和工具的集成更輕鬆。
- 眾多參與者共識
Filecoin激勵人們以任何人都可以驗證的方式對世界上存儲的狀態達成共識，包括為此的市場。Filecoin的共識是通過產生積極的社會外部性（數據存儲）的操作實現的。其核心是兩個存儲證明，它們是比特幣工作證明的更有用的替代品：
- 複製證明：證明世界上的物理存儲中存在唯一的數據編碼
- 時空證明：證明給定數據編碼在世界上一段時間內一直存在於物理存儲中
有了這些證明，Filecoin協議為存儲資源創建了一個無需信任的（即從數學意義上來說更值得信賴的）市場，將它們聚集到一個自我修復的、健壯的存儲網絡中，世界上任何人都可以依靠和加入該網絡。客戶可以選擇複本參數來防禦不同的威脅模型，開發人員可以構建其他工具來使這種體驗像今天的雲服務一樣。
Filecoin是一個雄心勃勃的項目。到目前為止，基於存儲能力的共識及其一致性和安全性一直是我們協議研究的核心。在我們的研究中，當務之急是儘可能產生最好的Filecoin協議。在去中心化的網絡空間中啟動主網之前，努力確保證明構造和共識協議的一致性和安全性是我們工作的重中之重。
- 協議的可擴展性
在12月，對測試網上的區塊礦工和存儲礦工提出了硬體要求，這些要求可能會比周圍的舊PC和商用硬碟更大。這是因為協議的安全性和可靠的證明構造至關重要。但是從長遠來看，希望對協議進行優化改進，並促進生態系統工具和服務的增長，以促進更大範圍的礦工和其他市場參與者的加入。這將使參與者的工作更便捷，同時還可以通過專門市場提供的規模經濟及其為網絡提供的廣泛功能來實現可擴展性。
協議中可能出現新市場的任何部分都為社區參與者提供了機會，使他們可以利用自己擅長的方面：區塊礦工、存儲礦工、檢索礦工、修復礦工以及可能的計算分流（offloading）和其他服務。
憑藉協議中去信任合作的健壯基礎設施，Filecoin參與者可以就存儲去中心化達成共識，並利用這些不斷發展的專業市場實現未來的可擴展性。
Filecoin團隊正在努力解決構建去中心化存儲解決方案中遇到的問題，該解決方案可以在滿足眾多數據存儲和檢索用例的同時，以滿足眾多參與者共識的規模和速度運行。