Filecoin區塊鏈與區塊的詳細基礎知識

Filecoin區塊鏈是一個分散式虛擬機器，在Filecoin協議中實現共識、處理訊息、核算儲存並維護安全。它是連線Filecoin系統中各個參與者的主介面。

Filecoin區塊鏈系統包括：

1）一個訊息池子系統，節點用於跟蹤和傳播礦工宣告要包含在區塊鏈中的訊息。

2）用於解釋和執行訊息以更新系統狀態的虛擬機器子系統。

3）狀態樹子系統，管理其建立和維護的虛擬機器從給定子鏈中確定生成的狀態樹（系統狀態）。

4）一種鏈同步（ChainSync）susbystem，它跟蹤和傳播經過驗證的訊息塊，維護一組候選鏈，礦工可以在這些候選鏈上進行挖掘，並對傳入的區塊進行語法驗證。

5）一種儲存能力共識子系統，它跟蹤給定鏈的儲存狀態（即儲存子系統），並幫助區塊鏈系統選擇要擴充套件的子鏈和包含在其中的區塊。

區塊鏈系統還包括：

1）一種鏈管理器，它維護給定鏈的狀態，為其他區塊鏈子系統提供設施，這些子系統將查詢有關最新鏈的狀態以便執行，並確保入鏈的區塊在包含到鏈中之前經過語義驗證。

2）一種區塊生成器，在成功地進行領導人選舉時被呼叫，以便生成一個新的區塊，在將當前最重的鏈轉發給同步器進行傳播之前，該區塊將擴充套件當前最重的鏈。

從高層次來看，Filecoin區塊鏈透過連續幾輪的領導人選舉而發展壯大，在選舉中，許多礦工被選舉產生一個區塊，加入區塊鏈將為他們贏得區塊獎勵。Filecoin的區塊鏈依靠儲存能力執行。也就是說，礦工透過其共識演算法來確定要開採的子鏈取決於該子鏈的儲存量。在高層，“儲存功率共識”子系統維護一個功率表，跟蹤儲存礦工參與者透過扇區承諾和時空證明為網路貢獻的儲存量。

區塊：

區塊是Filecoin區塊鏈的主要單元，大多數其他區塊鏈也是如此。區塊訊息直接與Tipsets連結，Tipsets是區塊訊息的組。下面我們將討論區塊訊息的主要結構以及在Filecoin區塊鏈中驗證塊訊息的過程。

Filecoin區塊鏈中的區塊結構包括：i）區塊頭，ii）區塊內的訊息列表，以及iii）簽名訊息。

注意：區塊在功能上與Filecoin協議中的區塊頭相同。雖然區塊標題包含指向完整系統狀態，訊息和訊息回執的Merkle連結，但可以將區塊視為該資訊的完整集合（不僅是Merkle根，還包括狀態樹的完整資料、訊息樹、收據樹等）。由於完整區塊的大小很大，因此Filecoin區塊鏈由區塊頭而不是完整區塊組成。

區塊頭是區塊的規範表示。區塊頭在礦工節點之間傳播，從區塊頭訊息中，礦工擁有應用關聯的FullBlock狀態和更新鏈所需的所有資訊。為了能夠做到這一點，需要包含在區塊頭中的最小資訊項集包括：礦工地址、票證、時空證明、IPLD DAG中此塊的父級CID，以及訊息自身的CID。

訊息結構必須包括源（From）和目的地（to）地址、Nonce和GasPrice。

在將訊息傳遞到鏈同步邏輯之前，還將對其進行驗證。

除了驗證訊息的簽名外，沒有對區塊中包含的訊息進行語義驗證的方法。如果一個區塊中包含的所有訊息在語法上都是有效的，那麼可以執行這些訊息並生成一個回執。

鏈同步系統可以分階段進行語法和語義驗證，以減少不必要的資源消耗。

如果以上所有測試都成功，則區塊將被標記為已驗證。最終，無效區塊不得進一步傳播或驗證為父節點。