自诞生以来，区块链和加密货币一直在尝试改变金融格局，通过提供更广泛的访问权限和去除中介。随着时间的推移，web3的发展扩展了区块链技术的应用场景，强调了其在创建一个赋予创作者繁荣和用户控制数据的互联网中的潜力。

确保去中心化的同时，赋能终端用户的关键基础设施之一是确保数据存储在一个具备韧性和抗审查能力的数据库中。尽管集中式数据库便捷且熟悉，但它们未能提供必要的安全保障，并且需要数据库所有者的许可，这限制了它们在全球范围内的应用。

分布式数据存储系统通过建立一个节点网络来存储、管理和共享数据，满足了容错性和高韧性存储的需求。去除中央权威的需求，并通过P2P方式分发数据，提升了安全性和透明度。这些系统通常基于区块链或类似技术，通过数据的冗余和可用性来复制数据。

尽管分布式存储系统依赖未使用的存储容量，提供了安全性、数据韧性和潜在的成本效益，但它们在法规和互操作性方面面临挑战。

在一个真正开放和可访问的网络中，分布式存储是不可或缺的。对于任何存储系统，一个关键方面是如何证明数据的存储和维护。对用户而言，更重要的是，数据如何被证明是存储和维护的？这一问题通过数据证明来解决。

Tagion是一个去中心化网络，专注于高容量交易，旨在建立一个基于技术和民主治理的独特货币系统。该项目依赖于创新的数据库架构和加密技术，以实现大规模。它不同于传统区块链，而是利用DART数据库优化存储，作为分布式账本。Tagion的证明机制是确定性证明的一个典型例子。

DART数据库的核心功能是作为分布式哈希表存储数据，根据哈希键。随着存储信息的增加，该结构会自动产生更多的分支，每个分支支持多达256个组合文件和子分支。

除了分布式哈希表，Tagion的基础设施还包括稀疏默克尔树（SMT）。SMT是一种认证数据结构，支持标准数据库操作，如查找、插入、更新和删除。每个键值对代表一个叶子，通过递归哈希子节点到默克尔根来派生父分支的哈希。

SMT通过使证明者能够在不需要访问无关数据元素或下载特定数据片段的情况下验证元素的存在，显著提高了效率。此外，树中值的独立性允许按任意顺序更新，而不影响树的最终结构。

Tagion的系统利用包含所有子分支哈希的根哈希，通过最小的计算快速验证数据状态。为了进一步增强处理能力，系统可以为特定的生态系统创建子DART，类似于分片区块链。这些指定节点管理数据子集，提高吞吐量，并允许网络根据不同应用进行定制，如应用链。

通过使用DART创建一个无状态系统，无需维护系统转换的完整历史记录。这意味着可以删除数据，总体上减少存储需求，并通过轻量化潜在地增加系统的去中心化。

Tagion采用HiBON（哈希不变二进制表示对象）进一步促进存储过程，确保数据在进入时保持哈希不变，简化了基于关联哈希的数据检索。哈希不变性指的是，无论处理顺序如何，数据始终生成相同的哈希。这是一种验证过的技术，用于加速数据库中的数据检索和写入。

通过这些机制，Tagion不仅安全地存储数据，还高效地验证其在网络中的存在和完整性。

数据完整性

Tagion的所有子系统都进行所谓的随机游走，以检查数据是否按需存储和提供。未通过保留验证挑战的节点将被排除在网络之外。

所有记录都包含时间戳，需要支付费用以延长存储时间。在游走过程中，系统会检查是否收到付款，如果没有，则删除数据，释放空间。

Filecoin

Filecoin是一个去中心化存储网络，通过其原生代币Filecoin激励矿工提供存储容量。为了赚取这些奖励，矿工必须生成证明，以验证他们的存储能力。

Filecoin的基本存储单位称为扇区，具有标准大小和提供者可延长的生命周期。这种设计在安全性和可用性之间进行了精心平衡。Filecoin上存储的所有用户数据都是加密的，多个副本分布在网络上，确保矿工无法访问文件内容。

矿工在Filecoin网络中的影响力与其提供的存储量成正比，这也使他们可以参与网络的共识机制。Filecoin虚拟机负责执行智能合约，并促进市场操作，如将存储提供者与用户配对。

Filecoin的架构是模块化的，允许节点根据需要操作系统的特定部分。例如，一个节点可以只作为存储节点，而不参与市场操作。

为了确保数据完整性和可用性，Filecoin依赖于两种算法：存储证明和复制证明。

存储证明

Filecoin中的矿工生成证明，以验证他们在任何给定时间持有数据副本。通过挑战来实现这一证明：系统向矿工提出问题，只有在拥有数据的情况下才能正确回答。

为了确保矿工不会只在提出挑战时复制数据，挑战设计为在不可预测的时间间隔内随机针对数据的不同部分。随机性和时间间隔的不确定性相结合，使得矿工在提出挑战时才获取数据变得不可能、不经济且不理性。

时空证明（PoSt）

Filecoin引入了时空证明（PoSt），以确保持续的存储和数据可用性。时空证明通过向矿工提出加密挑战，验证在时间间隔