区块链的分布式特性要求数据全网同步，但链上存储（On-Chain）存在天然局限：区块容量有限、存储成本高昂，且大量冗余数据会拖慢网络效率。例如比特币单个区块仅 1MB，以太坊存储 1KB 数据需消耗高额 Gas 费，无法承载图片、视频等大容量数据。为此，链下存储（Off-Chain）方案应运而生，通过 IPFS、Filecoin、Arweave 等技术，平衡存储效率与数据安全性。

链上存储的核心问题是 “效率与成本的矛盾”。所有节点需同步存储完整账本，导致数据量越大，节点参与门槛越高，网络去中心化程度受影响。且链上存储仅适用于核心交易数据，对非关键性的大容量数据，完全依赖链上存储会造成资源浪费，制约区块链在 NFT、元宇宙等场景的应用。

IPFS（星际文件系统）是最具代表性的分布式链下存储方案，核心原理是 “内容寻址” 而非传统的 “位置寻址”。它将文件分割为小块，通过哈希函数生成唯一的内容标识（CID），用户无需知道文件存储位置，只需通过 CID 即可在分布式网络中获取数据。IPFS 通过节点间的 P2P 共享机制，降低了对中心化服务器的依赖，且相同文件仅存储一次，大幅节省存储空间。但 IPFS 缺乏经济激励机制，节点存储数据的积极性难以保障。

Filecoin 作为 IPFS 的激励层，通过 “存储证明机制” 解决了这一痛点。其核心是 PoRep（复制证明）与 PoSt（时空证明）：存储提供者需通过 PoRep 证明已将用户数据独立存储在专属空间，而非重复拷贝；之后通过 PoSt 定期证明数据仍在持续存储。同时，Filecoin 引入代币激励，存储节点提供有效存储可获得 FIL 奖励，违约则会被扣除质押代币，形成 “存储即挖矿” 的良性循环，保障了数据存储的可靠性。

Arweave 则主打 “永久存储”，技术逻辑是 “一次付费，永久保存”。它通过 “块编织” 技术，将新数据块与历史数据块相互关联，形成不可篡改的永久数据链。同时，Arweave 采用 “捐赠证明” 机制，存储节点需质押一定数量代币，长期提供存储服务可获得收益，确保数据不会因节点退出而丢失。这种模式适合需要长期归档的数据（如科研文献、数字文物），但短期存储成本相对较高。

区块链存储的演进逻辑是 “链上存核心，链下存海量”：链上存储关键交易数据与哈希校验值，保障数据不可篡改；Off-Chain 方案通过分布式架构承载大容量数据，降低成本。IPFS、Filecoin、Arweave 互补共生，为区块链生态提供了多元化的存储选择，推动 NFT、元宇宙、数据确权等场景的规模化落地。