Q

一、5G 给我们的生活带来什么？ 

– 根据工信部最新的数据统计，截止 2021 年 6 月底，国内 5G 基站数量达到 96.1 万，即将突破百万大关。而国内 5G 终端连接数，也相比年初猛增 83.4%，达到了惊人的 3.65 亿，占全球总数的 80% 以上。- 5G 技术是第 5 代移动通信技术，也是最新一代蜂窝移动通信技术，在发展到 5G 之前，我们经历了1G、2G、3G，以及当下主要使用的 4G 。5G 的性能目标，是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。随着 5G 网络的逐渐铺开，5G 离我们的生活越来越近。

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高速度

– 提起 5G 网络，人们最先想到的是速度快。由于 5G 的基站大幅提高了带宽，因此使得 5G 能够实现更快的传输速率，相同的时间内，5G 网络可以传送更多的信息。- 其最高理论传输速度可达 10 Gb/s 甚至更高。相比 4G 网络的传输速度，将快上数十倍。只需不到 1 秒钟，就可以下载一整部超高画质的电影，这类事情也将变成现实。随着新技术使用，这个速度还有提升的空间。

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低时延

– 5G 技术可以有效降低时延和提高数据传输速率，响应时间能从 4G 的平均 50 毫秒（0.05s）降低到 1-2 毫秒（0.001-0.002s），同样数据传输速度能从 0.02-0.03 Gbps提高到 0.1-5.0 Gbps 。- 低时延为游戏产业带来了更好的用户体验和新的机会，尤其是VR、AR，和其他竞技类游戏（如大家都爱玩的吃鸡游戏）等。

– 更多的行业，也将会从 5G 技术低时延的特点中获益，如车联网、自动驾驶、智慧工厂、远程控制（如医疗手术、救援…）、军事装备等。

– 案例1，此前中国移动、华为、中国人民解放军总医院，完成了全国首例基于 5G 的远程帕金森病“脑起搏器”植入手术。

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泛在网

– 泛在网指的是网络无所不包、广泛存在。主要通过两个维度体现，分别为覆盖区域的广度和垂直覆盖的效率。例如荒无人烟的野外区域、家里没有信号的角落、底下束层的停车场或地下室…，都将实现 5G 信号的覆盖。

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万物互联

– 万物互联（IoE）定义为将人，流程，数据和事物结合一起使得网络连接变得更加相关，更有价值。万物互联将信息转化为行动，给企业，个人和国家创造新的功能，并带来更加丰富的体验和前所未有的经济发展机遇。- 物联网的概念其实早就被提出，但是一直没得到很好发展，技术因素是主要原因之一。5G 网络低时延、高可靠、高速度、多终端兼容的特性，使其在推动实现万物互联历史性进程中，有着非常积极的意义。

– 工信部部长苗圩此前曾对媒体表示：“将来 20 %左右的 5G 设施将用于人和人之间的通信，80 %用于物和物、物和人之间的通信，也就是物联网。”

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Q

二、5G 给数据存储带来的挑战

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数据大爆发

– 在进入 5G 之前，现有的互联网及移动互联网技术，已经使存储数据呈爆发式增长。据统计，最近几年人类所产生的数据，是人类历史上四万年所产生的数据的总和。全球存储的数据量几乎每两年就会翻一番。- 随着 5G 时代的到来，全球数据量将迎来新一轮的爆发式增长。

– 5G 使得单位面积的联网设备数量可以达到 4G 的100倍，海量物联网的感知层将产生海量的数据，通过提升连接速率、降低时延，使数据采集会更加快捷方便。同时 5G 网络下产业生态的蓬勃发展，数字化转型的不断加速，行业新应用从数千、数万跃升到百万量级，数据呈现出海量、多元、实时等趋势。也将极大促进数据量的指数级增长，且数据维度更加丰富。

– 根据 IDC 预测，全球数据流量将从 2018 年的 33 ZB增长至 2025 年的 175 ZB，而随着互联网人数的增长，中国增速超全球，到 2025 年中国将成为数据圈最大的区域。同时 21 vianet 预计，2021 年中国月均数据流量将达到 42.4 EB，相比 2016 年增长约 3 倍，而同期日本增长 29 %，美国增长 24 %。

– 有数据表明，5G 网络运行一年产生的数据量等同于过去 30 年传统通信产生的网络数据量，并且伴随着 5G 网络应用领域的扩大以及新兴技术出现，这个数据量正在呈现爆炸式的增长。

– 数据存储是基础且关键的一项技术，往下可作为信息留存的基础设施，往上可构建商业模式，成为承载产业转型的基础平台。面对更安全、快速、稳定长久的数据存储需求，现有的中心化云存储所提供的存储能力已很难满足。

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中心化云存储的缺陷

– 中心化云存储，是一个以存储、管理数据为核心的云计算系统。- 自 2006 年亚马逊推出 AWS 并获得成功后，中心化云存储如雨后春笋般出现。

– 数据资源存储在云空间，使用者可在任意时间、地点，通过任意连接网络的终端访问云空间，与云空间中的数据资源产生交互。云存储具有方便、快捷等优势，在互联网已全面普及的当下，人们日常生活中的衣、食、住、行、社交、娱乐、学习等应用服务，所产生的数据，如图片、文字、音频、视频、定位等，均存储在中心化的云服务器中，以便及时读取。但数据集中在几家中心化云存储服务商的数据存储形态，在造福社会的同时也存在着诸多隐患和缺陷，无法满足 5G 时代下的新需求，如传输速度慢、数据安全性不高、数据无确权、存储成本高等，以下从其中几个角度进行说明。

数据泄漏– 在过去的 2020 年，美国分析机构 Canalys 报告《网络安全的下一步》显示，当年数据泄露呈现爆炸式增长，仅 12 个月数据泄露的数量达到 310 亿条，比上一年增长了 171 %，占 2005 年来总共 550 亿条数据记录的一半还多。这意味着，仅 2020 一年，数据泄露数量就超过了过去 15 年的总和。IBM Security 的一项研究报告也显示，在 2021 年，统计的企业平均每起数据泄露事件成本为 424 万美元，是自 2004 年来的最高值。

– 仅从以上两则报告及可看出，在中心化云存储的数据存储形态下，数据泄漏事件正在以超乎我们想象的频率发生着。过度收集、滥用用户个人信息问题，在全球范围内愈演愈烈。

– 企业内部有意地，将敏感数据（涉及安全、隐私、机密性的信息）贩卖给第三方而获利，或无意地将数据泄露于不信任的环境之中，是数据泄漏的主要因素。同时，网络犯罪技术（黑客攻击、病毒、勒索软件等）水平也在不断提升，非法加密数据、敲诈勒索获利带来的数据隐私安全挑战，也越来越严峻。

– 数据泄漏风险的影响范围，已经从个人和企业，逐步辐射到产业甚至是国家。可见，数据泄漏防护已上升为关系到个人安全、经济安全、社会安全和国家安全的关键领域。

数据丢失、损坏– 除了数据泄漏，中心化云存储还存在数据丢失、损坏的隐患。

– 主要包含网络恶意攻击、自然灾害、人为操作失误、运行故障、硬件故障等因素。

– 中心化云服务器在物理位置上比较集中，通常是在一个地方或几个地方，一旦该区域发生断电、火灾、洪灾等自然灾害，将会导致大量相关业务瘫痪。此外，人为操作失误、运行和硬件故障的原因，也存在使用户数据彻底丢失的风险。

– 将完整的数据存储在中心化的服务器中，这样的数据存储方式是黑客攻击的首选目标，黑客一旦入侵成功，则可肆意地对数据进行篡改、删除、加密。云服务器的安全直接影响着用户数据的安全，即使是主流的云计算服务商，也无法百分百保证数据的安全。

– 案例1

2018 年，某云计算服务商，声称 99.9999 %的数据可靠性，但由于云硬盘IO异常，导致一家互联网创业公司线上数据完全丢失，且三个数据备份也离奇丢失。

– 案例2

2019 年 8 月底亚马逊存储（AWS）出现日本东京地区云数据库产品故障，影响多家交易所，同年九月份，美国亚马逊网络服务中心的一个数据中心发生断电，一个半小时后，备份生成器发生故障，导致 1 TB的数据丢失。

– 案例3

勒索软件 Netwalker 曾连续作恶，阿根廷移民局、巴基斯坦电力公司、数据托管中心 Equinix 均遭受损失。

– 案例4

火灾报警系统产生的巨大声响，导致 Digiplex 数据中心磁盘损坏，最终摧毁整个北欧范围内的纳斯达克业务。

数据确权– 数据正在迅速成为全球最宝贵的资源之一，但在中心化云存储中，数据是没有确权的，用户创造出来的数据，如消费记录、交通出行、服务使用记录等，并不为用户本人所拥有，而是由数据采集一方存储着所有的数据。数据采集方可通过对大量的用户数据进行数据分析、用户画像、消费习惯分析、心理推演等方法，使用户数据被赋予更多商业价值，即数据变现。例如，在人工智能领域，数据采集平台可能会使用用户数据，作为人工智能机器学习和训练的样本，从而在该领域中创造利润。

– 案例1，2016 年，特朗普竞选团队聘请了“剑桥分析”公司，后者通过从 Facebook 那里盗取而来的 7000 万用户个人信息数据建模，为竞选精准营销，最终帮助特朗普当选美国总统。

– “数据要成为独立的新生产要素；数据最具时代特征，数据有“乘数”作用，有助于实现其他要素的价值；数据一定要由市场评价贡献，由贡献决定报酬。”

——经济学家刘鹤

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三、IPFS & Filcoin 分布式存储

– 区块链存储应用的目标，是在更去中心化、更广泛、更不确定的网络环境中，提供安全、可靠、高效的商业数据存储环境。- 传统的分布式存储，是指将数据分散地存储在多台独立的服务器上，虽然存储的方式是分布的，但存储设备依然是中心化的。而以 IPFS & Filecoin 为代表的新一代分布式存储技术，与传统的存储技术不同，结合了区块链技术，真正实现了在不同所有方之间进行分布存储。

– IPFS & Filecoin 分布式存储，不仅可以确保数据的隐私保护与安全，使得数据可防篡改、可追溯、公开透明。还可以保护数字产权、个人数据、个人信息等无形的数字资产，数据价值得以确权并可以进行流通。

– 现在全球对分布式存储的技术的研究一直在马不停蹄地进行，豪华的投资阵容，华尔街八大投行背书，腾讯、阿里、华为、IBM等科技巨头纷纷入局，IPFS & Filecoin 无疑是现在热度最高、追随者最多的一个项目。分布式存储作为 Web3.0 时代的重要部分，而 IPFS & Filecoin 作为分布式存储中的典型代表，重要程度不言而喻。

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分散存储

– DHT，全称为分布式哈希表（Distributed Hash Table），是一种分布式存储方法，也是 IPFS 中使用的一个技术。这种分布式网络不需要中心节点服务器，而是每个客户端负责一个小范围的路由，并负责存储一小部分数据，进而实现整个 DHT 网络的寻址和存储。DHT 网络还在关键字最接近的节点上复制备份冗余信息，避免了单一节点失效问题。简单地说，DHT就是一种分布式的存储和寻址技术。- 所有信息均以哈希表条目的形式加以存储在 Kademlia 网络（点对点协议中的一种算法）这些信息被分散地存储在各个节点上，因此，所有节点构成一张巨大的分布式哈希表。只要知道了信息索引的 key ，便可以通过 Kademlia 协议来查询与其对应的 value 信息，而不管这个 value 信息究竟是存储在哪一个节点之上。正是这一特性确保了 IPFS 成为没有中心调度节点的分布式系统。

– IPFS（InterPlanetary File System）星际文件系统是一种以内容寻址为基础的分布式存储模型。使用 IPFS 存储的每一份文件，都会被先复制若干个副本，副本再被拆分加密为若干份，并被存储在若干个节点的若干个磁盘空间中。从本质上讲，它允许以永久和分布式的方式存储数据，提供数据的历史版本，从而删除重复文件。只要主网中的存储服务提供者节点足够多，存储足够分散且副本足够多，就无需担心数据安全的问题，因为受影响的只是若干个数据中的某几个数据块。

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数据确权

– 相比中心化存储在数据确权方面的缺陷，去中心化存储方案提供了一种与以往完全不同的方式，通过引入共享存储经济，让闲置的存储资源协助完成存储与检索。- 基于 IPFS（星际文件系统）开发的存储项目 Filecoin，通过存储、检索和区块奖励三种存储服务的奖励，来刺激闲置的存储服务提供者付出资源，并通过复制证明、时空证明和惩罚机制，使其正确且长期地运行。用区块链 + 智能合约技术形成区块链上、链下的交易市场，完成数据的高效传输，并且，交易数据可追溯、防篡改。通过引入通证经济，每一份在区块链互联网中产生、流动的数据信息，都能够被界定，并完成所有权的关联，因此，IPFS & Filecoin 可以说是实现数据确权世界的基础。

– 试想下，未来的企业在需要大量用户数据时，不再是直接从中心化的存储服务器中，或通过私底下交易获得，而是通过向每个用户支付一定的通证获得。

– “如果没有一种新的、成熟的控制我们的数据所有权的方法，就无法想象人类社会会变得更加数字化。”这句话出自 Textile 联合创始人兼 CEO 安德鲁希尔，在他看来， IPFS & Filecoin 的价值是非常巨大的。

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IPFS的高效率、快速度

– IPFS 实际上是一个互联网底层协议，目的是让文件被分布式地存储和读取。- 传统互联网 HTTP 协议是搜索域名地址，而 IPFS 是基于内容的寻址，替代了 HTTP 基于域名的寻址。即用户寻找的是具体某个内容的文件，而不是某个域名。无需验证请求发送者的身份，只需要验证内容的哈希，通过这种方式，使得我们访问网页的速度更快、更安全、更稳定。

– 传统互联网使用的超文本传输协议 —— HTTP，在需要提取某个数据时，是通过 IP 用超文体传输协议 HTTP 发送到基站，再从基站发送到母根服务器，再通过服务器到用户端，这个流程本身需要花费时间。而当一个传输点需要同时向多个地方传输多次数据时，一个点服务多个点，就产生了更高时延，出现我们常常看到的“转圈圈”或“玩命加载中”。

– IPFS 则是多个点服务一个点的形式，数据被拆解后存储在就近的存储服务设备中，而 IPFS 亦可对碎片化的数据进行自动整合恢复，当用户需要提取数据时，就近的设备同时将碎片数据发送给用户，极大程度减少了数据传输的时间。

– 打个比方，想要吃一顿丰盛的火锅，有两种方式可选，分别是点外卖和“摇人”。

点外卖（HTTP）– 你拿起手机，打开外卖平台，选好商家和锅底，还点了虾滑、巴沙鱼、肥牛、牛筋丸、娃娃菜…… 下单成功。

– 商家接单后，由于生意太好，等了一会后才准备打包，骑手接单赶往商家，排队等待领取商品后开始派送。

– 不巧，选了一家比较远的店，还下着雨，骑手顶着风雨，路上等了1、2、3…个红绿灯，终于到了楼下，等电梯和打电话也花了一些时间，半个钟后，火锅外卖终于被送到你的手中。

“摇人”（IPFS）– 同样是拿起手机，创建一个群聊，将楼上、楼下、对门、斜对门…的小伙伴A、B、C、D…都拉进群，

– 然后发送消息“带上家里有的好吃的，来我家里打火锅”。刚好，A 家里有火锅底料，B 家里有虾滑、巴沙鱼，C 家里有肥牛、牛筋丸，D 家里有娃娃菜……。

– A、B、C、D… 所有人马上带上东西同时出门，由于是邻居住得近，不用出小区、等红绿灯，不到几分钟，你家里的门铃就响了，一份完整的火锅很快就准备完成。