Browse
前言
自筆者在2019年撰寫區塊鏈技術於時基媒體藝術保存之應用探討之後，短短兩年間區塊鏈的發展從原先文章主要討論的藝術作品認證應用上，現今焦點則轉移到採用非同值化代幣（NFT）強調獨特單一且帶有稀有特徵，如頭貼式（Profile picture，簡稱PFP）專案、或是連動智能合約程式碼在交易後產生連創作者都未知的生成式藝術（Generative art，又稱演算藝術）等類型的作品。同時隨著疫情帶給全球人們在生活、工作上的變化，也使得藝術與其市場交易更著墨於線上發展，其中知名拍賣公司佳士得（Christie’s）在2021年二月拍賣數位藝術家Beeple作品〈每一天：前5000天〉（The First 5000 Days）並以6900萬美金成交售出。(註1) 此舉不僅成為藝術拍賣公司的創舉，代表認可區塊鏈與加密貨幣的應用價值，且在此後大大帶動大眾對於NFT市場交易的注意，不斷高漲的交易價格也使得藝文創作者、收藏家、乃至投資者皆躍躍欲試的投入，創造、收藏數位藝術的NFT或是進而賺取買入賣出的價差。
為什麼NFT更適合數位藝術收藏
在區塊鏈技術成熟或NFT一詞爆紅之前，不論是靜態圖像、動態影音、生成式藝術等時基媒體、數位藝術作品，早至1970年代隨著類比錄像、電腦軟硬體的發展已有不少藝術家以此產出他們的創作。然而這些作品在交易上因為可能因為牽扯軟硬體設備、維護等狀況，使得作品在藝術市場上交易相較其他類型作品不易。而NFT則是輔助讓這些原生數位作品（尤其在疫情影響期間），讓他們能夠不需透過像是藝廊的中介進行作品的販售與交易，藝術家也透過NFT平台本身（空投等活動）或社群平台Twitter、Discord等與藏家互動。
總而言之，時基媒體與數位藝術作品創作本質上並沒有因為NFT而改變太多，真正的變化在其以運用網際網路為基礎之上於呈現方式、乃至儲存方式的技術面更新。故本文將穿越NFT漲跌價值的背後，從解構NFT作品組成的方式、到探討其基於區塊鏈的儲存技術，並以數位保存（digital preservation）角度討論其優缺點。
解構NFT作品組成方式
經由建立在網際網路基礎上的區塊鏈技術所衍伸的NFT數位藝術作品，依據其儲存方式能粗略地分成兩種類型：一種是藝術家經過個人電腦所創作產出的作品檔案如靜態圖像、影片、聲音、3D模型等，經由NFT平台鑄造（mint）將智能合約與作品資訊、檔案儲存位置等詮釋資料（Metadata）寫入在區塊鏈上，而這些檔案本身則被儲存在他處，如目前多數平台應用的IPFS星際檔案系統的分散式儲存系統，或集中式的伺服器上 (註2)，此類型稱之為鏈下作品（off-chain）。
另一種類型則是結合生成式藝術，藝術家撰寫程式碼創作且在受限的程式碼容量下將作品本身的程式碼寫進智能合約內，並一同鑄造寫入區塊鏈，最後經由平台方撈取資料演算呈現整體作品，因此作品是直接儲存在區塊鏈上，故稱之為鏈上作品（on-chain）。此類型最知名且基於以太坊區塊鏈的NFT平台 Art Blocks，除了作品程式碼直接存在鑄造的智能合約內，藝術家甚至可透過設定於程式碼上加入交易時所產生的參數，來演算產出連藝術家都無法知道最終形成的圖像、動態，甚至可與之互動的生成式藝術作品 (註3)。
前兩種類型的創作者將其作品經過鑄造寫入區塊鏈的過程，皆是在一般使用者看不見的網路後台進行運作。而不論是藝術家或是收藏家等皆需透過電腦上的網路瀏覽器（如Chrome、Safari等），進入NFT平台的前台網頁介面這一個表層介面，以進行作品的上傳鑄造、交易與確認交易紀錄、及作品的呈現和瀏覽等（參考以下示意圖）。由此可見，NFT平台在此扮演重要的角色，其串連使用者（如藝術家、收藏家等）與網際網路後台，讓使用者能加方便的進行區塊鏈技術的應用。
但就在2021年11月中，一個使用Tezos區塊鏈且為該鏈上最大的NFT交易平台Hic et Nunc無預警關閉，僅在其官方Twitter帳號上發佈一串看似數字和字母組成的推文，以及將自介改為「終止（discontinued）」。此事發生後，藝術家與收藏家便開始緊張，其所創作或收藏的NFT作品是否隨之消失，付出的心血也崩解，以及又該到哪裡去找回作品。然而Hic et Nunc不同於目前常見的網站平台，本身也是一個去中心化應用（Decentralized Application，簡稱DApp），使得這次事件就像是一場行為表演，展示去中心化的大型試驗。此次事件雖然讓Hic et Nunc網站這個表層介面不見，但背後的資料如智能合約、已鑄造的NFT作品、用以儲存作品檔案的IPFS都依舊存在。透過結合DApp開放原始碼讓該網站架構能夠被他人快速鏡射複製使用，僅在消失後的幾週後便出現數個鏡射後的網站取而代之，(註4) 只需要藝術家、收藏家再次重新連結自己的錢包，便能看見原先存在區塊鏈與IPFS上的作品。
此外，先前提及的Art Blocks平台也是相去不遠，其全部數據資料連同作品本身都儲存在以太鏈上，故平台同樣是一表層介面，經過平台開發的API（非去中心化、且是建置在該公司的伺服器上）來複製儲存於區塊鏈上的作品程式碼，即時運行並透過瀏覽器呈現作品，讓使用者可以輕鬆方便的看見作品。因此就算當沒有Art Blocks的API、或者Art Blocks平台自己本身某天也消失、或有人想要重新創建網站，都能從底層的以太鏈存取數據資料。(註5) 然而這樣的NFT平台少之又少，因為區塊鏈上的儲存容量非常有限－舉以太坊為例，其單一個區塊（block）大小約為20至30kb。(註6) 可想而知，創作者需在有限的框架下完成作品，如同那些使用早期電腦創作的生成式藝術家們。另一方面，這樣的方式也限縮了創作的多元可能性，因此目前大多數NFT平台轉而採取區塊鏈結合IPFS星際檔案系統的儲存運用，讓那些無法直接存進區塊鏈的大容量檔案（如影音檔案），能存在IPFS檔案系統內。
主流的儲存技術－IPFS星際檔案系統
IPFS這個具有炫麗名稱的分散式儲存系統—全名為「星際檔案系統」（InterPlanetary File System）—又是如何儲存檔案？特色為何？且有什麼樣的優缺點？是否適合作為數位保存中長期的檔案儲存的一個選項？以下段落將逐一分析其運作方式，並針對上述問題進行討論。
首先依據官方自身解釋，IPFS是一個點對點（peer-to-peer，俗稱P2P）超媒體協議，透過網際網路升級，以彈性和更為開放的框架來保存和增長人類知識。簡言之是透過P2P傳輸技術，建構一個完全分散式的網際網路，用於共享和儲存媒體，進而超越現今集中式的HTTP超文本傳輸協議（HyperText Transfer Protocol）。
整個系統是由數個核心技術所組合而成，從其運作原理來解釋：目前的網路及電腦是經由「地址位置定址（Location based addressing）」來尋找資料，但當這個地址位置無法訪問或者伺服器離線時，使用者就無法取得檔案資料。而IPFS為解決這樣的問題，改為使用「內容定址（Content based addressing）」，取代原本地址位置定址「去哪裡」找資料的方式，而以內容定址輸入「想要」找到的資料。為達成此目的，IPFS給予每個檔案一個獨特的加密雜湊值（Cryptographic Hash，可想像成此檔案的指紋），因此當使用者想下載某一檔案資料時，只需以這個雜湊值訪問IPFS網路，網路中某個節點就會提供含有此雜湊值的檔案。同時，使用雜湊值來定址內容的好處是能刪除IPFS網路上重複的檔案資料，以使整個網路運作效率更高、避免資源的浪費。
另外，這個透過加密雜湊函數（Cryptographic Hash function(註7) 所運算出的雜湊值，有幾個重要特點：一、相同的輸入資料會得到相同輸出的雜湊值，二、只要輸入資料有些微的變動就會產生完全不同的雜湊值，三、無法以兩個不同的輸入資料產生相同的雜湊值（機率極低），四、無法從輸出的雜湊值去推算出原始的輸入資料。上述的特點使其被廣泛地運用在檢查數位檔案的完整性（integrity），而經過演算法所產生的雜湊值又稱作校驗和（checksum），常見於下載檔案時驗證該檔案是否有被篡改或是否為可信任的來源；這也是目前在數位保存專業領域上所廣泛使用，且被多數當代美術館採用的方法，透過校驗和來定期檢視數位資產或新媒體藝術作品檔案，確認在儲存期間是否經歷數據資料的變動或毀損。(註8)
針對IPFS儲存檔案與共享的部分，在IPFS網路上的檔案皆會儲存於IPFS物件（object）上，這個物件同時紀錄存放的數據資料及可連線到其他物件的連結資料。單一個物件最多可以儲存256kb的數據資料，若檔案超過這個大小，則會被拆分成多個IPFS物件，並再以一個沒有數據資料的物件來記錄所有拆分的物件連結。然而因為IPFS同時使用內容定址與雜湊值，使得檔案一經上傳到網路後就無法再修改，再次上傳經過修改後的檔案也會被視為是不同內容，而得到不同的雜湊值。為解決此一狀況，IPFS加入類似於Git的版本控制系統，讓使用者能夠以提交物件（commit object）來紀錄該物件是哪一個的檔案版本、且連結到對應版本的IPFS物件，這樣的連結過程可以一直重複下去。而IPFS也會確保檔案跟檔案的完整歷史都能分享給其他節點訪問。
然而IPFS基於P2P檔案傳輸技術，也面臨與俗稱BT的BitTorrent雷同的問題，即是當BT種子沒有使用者再繼續傳播，其檔案會越來越難取得。也就是說IPFS需要每個下載過某檔案快取（cache）的節點都保持在線上，以免當全部節點都下線時，此一檔案就變得無法存取。為解決這樣的問題，確保使用者的重要數據資料可以持久的存在，IPFS的開發團隊Protocol Labs先是以「pinning services」讓使用者可以將自己上傳的數據，以有償的方式釘住（pin）在IPFS的節點上，來確保數據資料能夠長時間的儲存與訪問。但就算如此，儲存數據資料所需的花費仍是要有人（如使用者）來承擔，否則萬一擔任儲存空間的節點因沒有經費支助來源或提供空間的節點不願再提供空間時，所儲存的數據資料依舊有完全丟失的可能性。面對此問題，該團隊催生出Filecoin的區塊鏈專案並與IPFS網路結合，以虛擬代幣Filecoin作為激勵機制，讓使用者來支付與獎勵那些儲存空間的提供者、及長久將數據資料保持在線上的節點。並讓需要使用儲存空間的使用者跟提供者做好協議，事先針對有多少資料需要儲存、要儲存多久、儲存的花費等等內容進行彼此規範，在每一次的儲存跟訪問與下載時依此協議支付費用。
數位保存與數位檔案庫房
探討完IPFS的技術背景與檔案儲存方法之後，接著我們將其對應至數位保存的框架下進行討論，在前面已講述到數位保存領域使用校驗和來驗證檔案完整性，在這部份則會以設計一個數位檔案庫房的儲存環境來進行檢視，其設計核心原則包含以下四項：地域性冗餘、校驗機制檢查、存取與安全性、關注技術，(註9) 並使用美國國家數位管理聯盟（National Digital Stewardship Alliance，簡稱NDSA）所提供的漸進式數位保存指標矩陣（Levels of Digital Preservation，如下圖），依據此矩陣的內容來做一個概括性的比較。
首先針對儲存（Storage）的要求，IPFS是將檔案分散至各節點來儲存，也就是說其中包含不同的地理位置，同時該位置也有機會是處於面臨不同災難威脅的地點。然而，由於IPFS檔案儲存結構設計是單一個物件只能存放不超過256kb的儲存容量限制，因此大型檔案會被切分成數十、數百個小塊，而只要其中一個小塊無法使用，就會產生使整個檔案毀損的風險。這也帶到了下一個完整性的要求，雖說IPFS使用雜湊值作為識別檔案的指紋以驗證檔案是否完整或曾遭竄改，但我們還是需要理解其前述的潛藏風險。此外，融合Filecoin的交易方式能以區塊鏈將檔案存取、下載、訪問時的歷史記錄下來且取得該紀錄。但是使用者無法自行主動的定期檢查檔案的完整性，或針對某些特定需求來審視其完整性。
在控制管理（Control）的要求上，因為IPFS本身設計是要開放的，使用者沒有辦法透過其應用軟體來設定個別使用者於讀取、寫入的權限，且上傳IPFS的檔案更是不能撤回和修改的。於詮釋資料（Metadata）要求上，從技術角度來看IPFS物件本身已帶有檔案內容及儲存位置的清單，若是要能在原始檔案上再增加足夠關聯於檔案內容的詮釋資料，乃至要實踐某個詮釋資料標準，這部份僅尋找IPFS以外的儲存方案，或者額外把此一詮釋資料檔案也上傳至IPFS（將得到另一個雜湊值，但難以跟原始上傳檔案之IPFS直接連結）。最後在內容格式（Content）要求，雖說IPFS本身並無限制上傳的檔案格式，但以目前的NFT平台可以支援的檔案格式來說，因需要符合主流不論是圖檔、影片檔或3D檔等檔案格式，故以長期保存來說部份格式並不合適。(註10) 不過我們同樣能依據指標來鼓勵創作者、平台方選擇使用能開放的格式，好讓檔案能夠永續保存。
綜觀來說，我們可以將IPFS歸類大約在等級二「保護你的內容」，同時應把IPFS這樣的分散式儲存系統視作為其中一種儲存方案，原因有以下二點：一是如同在等級四「維持你的內容」儲存要求中建議要盡最大可能實現儲存的多樣化，二是以嚴謹的角度來說，目前尚且未能證明檔案實際能保存多久。
雖然IPFS未並非能完全對應上述漸進式數位保存指標矩陣所給予的指標要求，但在數位保存上本就因融合各個學科領域，需要結合各種專業乃至系統，遠非能以單一系統就完成這個長遠且複雜的保存任務。此外，目前去中心化的儲存技術仍持續發展，例如：近期有基於不同技術基礎來實現永續保存的儲存項目Arweave(註11) 即一例。因此我們能夠預見當此去中心化的分散式儲存類型漸形成熟之時，自然會有越來越多的使用者加入。雖以大型機構角度來說短期內難以評估轉移使用這類技術的具體成效，然而以小型機構、乃至藝術家個體本身因其機動性相對較高，視其內容需求，仍可進行嘗試，並在探索有效使用方式的同時，間接促進其儲存技術發展。畢竟「一個備份等於沒有備份」，應用IPFS等去中心化的分散式儲存類型作為多一種備份方式，何樂而不為呢？