元宇宙&NFT数据存储专题报告IV：挑战剖释与解决路径

原标题：元宇宙 NFT数据存储专题报告IV：挑战剖释与解决路径

撰文：Blockchain Storage Research Center of HUST and HashKey Capital Research

NFT存储的挑战

为了实现上述NFT存储应用的发展，就像任何新生技术一样，必须克服一系列障碍。本文从可用性、安全性、监管和可扩展性的角度讨论了一些典型的挑战，包括基于区块链的平台所造成的系统层面的问题和人类因素，如监管者、法规和社会因素。

1．可用性挑战

可用性是指在测试特定产品时，衡量用户的有效性、效率和满意度来评判一个特定的产品。大多数的NFT项目都是建立在以太坊之上。因此，很明显，以太坊的主要缺点被继承了。我们讨论了对用户体验有直接影响的三个主要挑战。

①匮乏的冗余机制

通过前文分析，NFTs目前多使用集中式数据中心和IPFS进行存储，这两种方式的冗余机制并不是很可靠。集中式数据中心通常使用多副本的冗余方式，将文件复制多份进行冗余，成本较高。IPFS没有自运行的冗余方式，虽然文件所对应的CID是全网广播的，而文件本身的数据存储在节点本地，需要其他节点自发来进行备份。Filecoin作为IPFS的激励层，也没有很好的完成激励节点进行备份的使命，网络节点中存储的大多数是为了获取激励而存的无效数据。Memo所研发的MEFS系统，使用多副本与纠删码相结合的存储方式，利用数据分片存储和风险感知修复技术，以低成本实现高耐久的冗余方式。

②缓慢的确认速度

NFTs通常将交易发送到智能合约，以实现透明可靠的管理，如铸造，卖出和交换。然而，目前的NFT系统是与它们的底层区块链平台紧密耦合，这使得它们的性能很低。比特币仅达到7 TPS，而以太坊只有30 TPS，这导致NFTs的确认速度极慢。解决这个问题需要重新设计区块链拓扑结构，优化其结构或改进共识机制。现有的区块链系统无法满足这些要求。这也决定了将复杂的元数据和「庞大」的媒体数据存储在链下系统的现状。

③高昂的gas费

高昂的gas费已经成为NFT市场的一个主要问题，特别是在大规模铸造NFT的时候，需要将元数据上传到区块链网络，每个与NFT相关的交易都比简单的转账交易更昂贵，因为智能合约涉及到要处理的计算资源和存储。复杂的操作、高拥堵的通信压力和昂贵的费用大大限制了NFTs的广泛采用。铸造NFT所产生的交易费用大多数情况下都远远高于NFT的现有价值，尽可能的将NFT相关数据存储在链下是目前调整这个严重失衡情况的主流方案，而其又带来了各种各样的风险。

2．存储安全和隐私问题

来自用户的数据是任何系统的首要任务。然而，这些数据，储存在链外但与链上标签相关联，面临着失去联系的风险或被恶意方滥用的风险。

①NFT数据的不可访问性

在主流的NFT项目中，大多使用加密的哈希值作为标识符，而不是真正的媒体数据，然后记录在区块链上，以节省gas消耗。这使得用户对NFT失去信心，因为原始的文件可能会丢失或损坏。一些NFT项目已经开始与专门的文件存储系统进行合作，如IPFS，它允许用户通过哈希值进行内容寻址，只要IPFS网络上的某个地方有人在托管它，用户就可以成功获取这个哈希值相对应的内容。尽管如此，这样的系统还是有不可避免的缺陷。当用户上传NFT元数据和媒体数据到IPFS节点时，不能保证他们的数据会在所有的节点中被复制。该数据存在IPFS上，有可能只有一个节点对该内容进行托管，而没有其他节点对它进行备份，如果存储它的唯一节点从网络上断开，数据可能会变得不可用。DECRYPT.IO和CHECKMYNFT.COM已经报告了这个问题。Memo项目在尝试使用开发的MEFS系统来弥补IPFS这一缺陷。

此外，一个NFT还有可能指向一个错误的文件地址。如果是这种情况，用户无法证明他实际拥有该NFT。总而言之，依靠一个外部系统作为NFT系统的核心组件是脆弱的。

②匿名性和隐私性

大多数NFT交易都依赖于他们的底层以太坊平台，它只提供伪匿名性，而不是严格的匿名性或隐私。用户可以部分地隐藏他们的身份，如果他们的真实身份和相应的地址之间的联系被公众所知，那么用户在暴露的地址下的所有活动的所有活动都可以被观察到。现有的隐私保护解决方案，如同态加密、零知识证明、环形签名、多方计算，由于其复杂的加密基元和安全假设，尚未大规模应用于NFT相关方案。

与其他类型的基于区块链的系统类似，降低昂贵的计算成本成为保护NFT数据安全和隐私的关键。

3．监管政策

与大多数加密货币的情况类似，NFTs也面临着来自监管部门的严格管理等障碍，同时如何在相应的市场中适当地监管这种新生的技术也是一个挑战。本文从两个典型方面进行讨论。

①法律方面

NFTs面临的法律和政策问题涉及广泛的领域，潜在的相关领域包括商品、跨境交易、KYC（了解你的客户）数据等等。在进入NFT领域之前，了解相关的监管审查和诉讼是非常重要的。在一些国家，针对加密货币的法律规定很严格，对NFT销售也是如此。铸造、交易、出售或购买NFT必须克服治理方面的困难。在法律上，用户只能在获得授权的交易所交易如股票和NFT等衍生品。其他一些国家，如马耳他和法国，正在试图实施适当的法律，目的是规范数字资产的服务，它们要求买家遵循复杂甚至矛盾的条款。因此，进行尽职调查是一个在向NFTs资产投资之前，必须进行的步骤。

②应税财产方面

与知识产权相关的产品，包括艺术、书籍、域名等，在目前的法律框架下被视为应税财产。然而， NFT的销售还并不在这个范围内。虽然少数国家，如美国将加密货币作为财产征税，但全球大多数地区尚未考虑对加密资产征税的情况。这可能会大大增加以NFT交易为掩护的金融犯罪，以逃避相应地区政府的征税。个人参与者根据任何与NFT财产有关的资本收益进行缴税。另外，NFT-for-NFT、NFT-for-IP、以及Eth-for-NFT等交易都应该被征税。此外，对于高利润的财产或收藏品，应适用较高的税率。因此，建议与NFT相关的行业在经历了深刻的变革之后，向专业的税务部门寻求更多的建议。

4．可扩展性问题

NFT方案的可扩展性包括两个方面。首先是强调一个系统是否能与其他生态系统互动。第二个重点是NFT系统能否在当前版本被遗弃时获得更新。

①NFT互操作性

现有的NFT生态系统是相互隔离的，用户一旦选择了一种类型的产品，就只能在同一生态系统内交易它们，这是由于其底层区块链平台的原因。目前如果想跨生态进行交易，就需要通过类似opensea的第三方交易平台来完成，脱离原属区块链平台的信任机构，将增加信任成本。互操作性和跨链沟通始终是广泛推广dApps的障碍，跨链通信只有在外部可信方的帮助下才能实现。这样一来，去中心化的特性就不可避免地在某种程度上丧失了。

但是幸运的是，大多数与NFT相关的项目都采用Ethereum作为其底层平台。这代表着，他们共享一个类似的数据结构并可以在相同的规则下进行交换。而NFT项目的存储方式各不相同，如何保持去中心化和统一风险结构是未来的重要课题。

②可更新的NFTs

过渡性区块链一般通过软分叉和硬分叉两种方式更新其协议，说明了对现有区块链进行更新时的困难和权衡。尽管是通用模型，新的区块链仍然有严格的要求，如容忍特定的对抗行为和在更新过程中保持在线。NFT方案密切依赖其基础平台，并与之保持与它们保持一致。虽然数据通常存储在独立的组件中（如IPFS和MEFS文件系统），但最重要的逻辑和tokeId仍然被记录在链上，适当地更新系统的改进将是必要的。

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