IPFS/FIL官方新動態丨Filecoin複製證明與時空證明詳細解讀

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Filecoin網路獨特的證明系統,保證儲存礦工按合同規定正確的為客戶儲存資料,保證Filecoin市場有效地執行。

使用Filecoin,可以對礦工的儲存進行公開稽覈。換句話說,Filecoin的儲存證明可為網路的每個使用者提供保證,確保所有礦工都按承諾儲存資料。儲存驗證是將Filecoin市場整合在一起的粘合劑;它確保了網路上儲存的所有資料的完整性。V丨ipfskefu

為了使這些資料能夠完整,同時也是使用者所希望的,檢查成為必要的保證,檢查也是Filecoin最基本協議必須存在的一部分。這就是Filecoin證明系統起作用的地方。

證明系統是參與者(通常是礦工)用來驗證儲存服務的加密協議。

Filecoin的證明系統解決了去中心化儲存以前難以解決的問題:1)礦工如何證明他們確實儲存了他們所說的資料,2)礦工如何證明他們為此使用的物理空間是多少,3)礦工如何證明他們按合同時間進行了儲存

為了理解這一點,我們需要看一下Filecoin如何實現分散儲存,以及使其證明系統與眾不同的原因。

一、Filecoin如何實現分散儲存

在集中儲存服務中,我們信任可以保證其系統完整性和安全性的知名公司或實體,該第三方實體是保持對網路信心的關鍵。例如,當我們使用Amazon S3進行雲端儲存時,我們並不真正信任Amazon使用的資料伺服器網路。而是,我們相信亞馬遜可以保證網路按承諾執行,根據公司的服務水平協議,我們儲存在亞馬遜上的資料將是安全和可用的。

但是,人們對分散儲存網路的信任比集中儲存更難以實現。在Filecoin網路上,世界上任何人都可以提供儲存空間。然而要在像Filecoin這樣的分散網路上保持信任,就必須需要一種能夠讓網路建立信任的方法。V丨ipfskefu

Filecoin的證明系統,透過在Filecoin區塊鏈的協議層中建立信任來做到這一點。Filecoin協議利用儲存證明,作為在Filecoin區塊鏈中達成共識的核心機制。

在每個公共區塊鏈上,“共識”定義了關於區塊鏈上的資料輸入的協議。為了達成共識,區塊鏈依靠共識演算法生成新的區塊,並保護區塊鏈免受欺詐性資料輸入的侵害。這些演算法精準地確定了礦工為建立和維護區塊鏈所做出的貢獻。

但是,儘管其他區塊鏈所採用的是,礦工透過浪費工作獲得區塊獎勵的共識演算法,例如工作量證明機制,但Filecoin的共識機制卻是,礦工透過提供資料儲存和驗證儲存資料完整性的有用工作獲得區塊獎勵。

這意味著Filecoin區塊鏈本身會驗證礦工執行的儲存服務同時,這也是Filecoin在其分散網路的協議層中建立信任的方式。

其核心是,Filecoin的共識演算法由兩種證明機制驅動,這兩種機制共同使儲存在Filecoin上資料可公開驗證,而這兩種證明機制就是複製證明和時空證明

二、複製證明和時空證明

要驗證Filecoin網路上的資料儲存,需要證明兩點。

首先,需要證明正確的資料集儲存在礦工提供的儲存空間中。其次,需要證明在合同規定的時間內連續儲存了該資料集。

Filecoin的證明演算法可執行這些驗證任務。複製證明,證明按合同規定執行的礦工正在儲存客戶原始資料的物理唯一副本;而時空證明,證明客戶的資料是隨時間推移而連續儲存的。

複製證明(PoRep)從“密封”開始。

礦工將一部分可用的儲存空間,稱為“扇區”,用於儲存客戶的資料。填充該扇區後,將其密封。密封是一組將扇區逐漸轉換為原始資料唯一副本的操作。該副本與Filecoin礦工的公鑰關聯。為了執行最終的PoRep,礦工將副本的加密雜湊提交到公共Filecoin區塊鏈。

透過PoRep,礦工可以提供公開證明,證明他們在執行證明時正在儲存客戶資料的唯一編碼。只有擁有全部原始資料的礦工,才能向Filecoin區塊鏈提交正確的CommR(對副本的鏈上承諾)。

但是,僅一個PoRep並不能驗證儲存是否隨時間推移而連續儲存。這就是時空證明(PoSt)的來源。

使用PoSt,隨機選擇一個儲存扇區,要求礦工為此扇區提供PoRep。這是透過一個程式來完成的,礦工被髮出一個密碼挑戰,只有透過直接諮詢該密封的扇區才能正確回答這個問題,礦工必須在嚴格的時間要求完成這一挑戰。

每個礦工每天都必須證明他們所有的儲存,而且為了贏得區塊,礦工們也被隨機選擇來證明儲存密封的計算難度,確保了礦工必須隨時訪問密封區域並保持其完整性。

PoRep和PoSt共同構成Filecoin獨特的證明系統,即儲存證明和空間證明的結合。

除了證明系統之外,Filecoin網路還依靠博弈論的激勵機制來阻止惡意或過失的行為。所有同意在Filecoin網路上儲存資料的礦工,必須在協議簽訂時以Filecoin代幣的形式提供抵押品。

任何未透過PoSt檢查的儲存礦工都將受到懲罰,並且每當懲罰時,該抵押品的一部分都會丟失。懲罰過多後,所有抵押品都將丟失,這時礦工將無法再次向客戶提供儲存。

三、結論

Filecoin協議採用新穎的加密技術、共識機制和激勵機制設計,提供了分散的儲存網路和市場,客戶和礦工可以放心使用。其核心是Filecoin獨特的儲存驗證方法。

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