Gaia: BlockStack 去中心化存储服务

原文： https://medium.com/coinmonks/gaia-df6b86a17d50

我们先理解传统的web或移动app如何与存储交互。每当用户登录到app时，app从远程存储器中获取用户数据并将其显示给用户。所有复杂的计算都运行在云服务器上，而不是客户端上，客户端充当一个简易的显示终端。

下面是两个虚构角色Alice和Bob与传统web/移动app交互的例子。

传统App如何工作

假设我们有两个用户Alice和Bob。他们都有 App：Whatsapp，Facebook 或者 Snapshot。他们与App的提供者交互。这些App基本上运行SQL或者其他数据库为用户提供服务。
当Alice想要使用即时通讯应用与Bob交互时，Alice将消息发送给服务提供者，而服务提供者将消息发送给Bob。

在传统应用程序中，两个用户之间如何通信

例如，Alice首先向存储服务器发送信息“Hi”，然后存储服务器将信息发送给Bob。交互路径是 Alice→存储服务器→Bob，Alice←→Bob之间没有直接路径。这是个中心化的过程，服务提供者代表Alice和Bob传递数据，并控制如何共享数据。Alice和Bob都是通过查询中新心服务器来查找彼此的消息。服务提供者总是信任的唯一来源。

中心化存储带来的问题

读取写入数据与用户身份标识没有严格关联。
不能保证Bob收到的消息确实来自于Alice，或者消息是篡改的。而且，这些大公司也并不是免费提供服务的。他们向广告商出售用户数据，从用户数据中牟利。这样，他们可以更好地锁定潜在客户。在某些情况下，他们的做法是违法的：德国一家法院本月刚刚裁定，Facebook非法收集数据，违反了消费者相关的法律。
用户不能选择不同的存储提供者，
只有app才能选择存储器以及把用户数据保存在什么位置
用户无法控制谁查看他们的数据，
存储器总是可以查看他们的数据

Blockstack 如何解决中心化存储问题

以便使用户能够控制自己的数据，并严格地将自己的数据与用户身份标识关联起来。Blockstack提供了去中心化存储系统(Gaia)和区块链命名系统(blockchain naming system即BNS)。
用户可以使用BNS提供的数字身份登录到blockstack App。用户数据将与用户公钥强关联。App将代表用户读写数据到Gaia hub(当且仅当用户允许时)。所有用户数据将被传输到他们的Gaia hub。
Gaia hub可以由用户自己拥有，也可以使用blockstack提供的默认存储空间。blockstack 在默认情况下，hub用于存储由用户的公钥加密的用户数据。这样，存储器只能看到加密好的数据块。

介绍 Gaia

Gaia是由完全由用户拥有的存储，用户决定谁能看到它，并将其写入存储。他们可以随时更改存储器。它是基于驱动程序模型构建的分布式高性能存储系统，支持许多存储服务。它是基于驱动程序模型构建的分布式高性能存储系统，支持许多存储服务。只需做很少的工作，开发人员就可以通过Gaia为Dropbox、azure、S3 实现存储。

Gaia vs IPFS：Gaia和IPFS的主要区别在于，Gaia用户对他们的数据的控制权，但在IPFS中有一个开放的网络，你的数据被放置在不同的人的设备上。

Blockstack app 如何存储数据以及用户如何控制自己的数据？

客户端如何与gaia存储交互

假设现在Alice正在使用一个blockstack 消息App。她使用自己的Gaia服务和她自己的公钥进行交互。Bob有相同的App。Alice和Bob都想和对方交流。为了相互通信，Alice 的 Gaia服务和Bob 的Gaia服务之间必须有读/写路径。

问题出现了，Blockstack App如何与Gaia存储交互，以及Gaia如何为用户提供全面控制?

Blockstack App与Gaia服务之间的交互

用户和存储后端都定义了URL。Blockstack App定义了用户存储的URL路径。它根据用户从不同的存储器进行读写，这种方式允许用户对数据的控制。查找路径允许用户控制和存储他们的数据。

Blockstack App 如何在 Gaia 中查找数据?

image.png

这个过程分 3 步：

在虚拟链中查找名称以获得(名称、散列)对
将用户名解析为数据(通过BNS和Atlas网络控制)，以获得相应的区域文件
从zonefile中发现存储后端URI，并查找连接到存储后端的URI
从Gaia服务中获取数据

解释

App将给定的用户名解析为某些数据。假设我们有一个用户sidra.id。App将使用blockstack.js 程序库中的Blockstack BNS。Atlas网络获取根文件(区域文件)，这个文件定义很多关于名称的信息。它还将提供存储 App数据的URL。

一旦App完成了对 App根文件的查找。申请者将能够获得更具体的数据。假设想查找文件foo.json。然后，唯一的要求是执行一个正常的URL获取。最后的设置是在Gaia规范中定义的。

如何更改 Gaia的储存器?
在系统中，如果用户想要更改正在运行的Gaia储存器。因为用户拥有自己的用户名，所以他们可以很容易地将不同的数据与他们的用户名相关联，这允许他们选择不同的App路由。这最终允许他们更改App执行这些查找的方式。查找定义了数据的控制，只要用户能够控制数据的查找就控制了数据。

Gaia 接口

Gaia是一个存储后端，它提供了一个简单的接口。因此，App可以像普通的post、get和put请求工作一样进行读写。Gaia定义了三种路径:

Gaia

PUT/store/<public-key-hash>/<file-name> 通过App代表用户向Gaia服务写入数据
GET/store/<public-key-hash>/<file-name>从公钥哈希定义的用户中读取文件

写一个 Gaia hub

Blockstack App代表用户编写，例如，app调用PUT请求将一些数据提交到Gaia服务，并提供和验证头，就像公钥签名文本一样。Gaia服务将验证此App实际上被授权向用户Gaia写入数据。

image

从 Gaia 中读取数据

获取zone文件和数据
验证zonefile hash 是否匹配用户公钥

结论

Gaia是Blokckstack App的存储后端。它提供了用户拥有自己数据的能力，但是存储的数据仍然依赖于传统的DNS服务和复杂的云存储。它还将大多数用户设备无法处理的计算负载强加给用户。对于去中心化的互联网来说，用户隐私还有很长的路要走。大多数用户还没有为这种变化做好准备。DApp需要对用户友好，并使其他人做的工作更少才能成功。

参考

https://github.com/blockstack/gaia
https://blockstack.org/whitepaper.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=aF4IGcwMgmM&t=503s
https://www.youtube.com/watch?v=e4xIGGv3Wpc