FIL:Filecoin為什么需要復制證明和時空證明？

在關于Filecoin的各種介紹中，我們經常聽到這樣兩個技術術語：復制證明和時空證明，這兩個術語是Filecoin系統的核心，也是Filecoin系統中挖礦的關鍵點。

那么這兩個術語到底是什么意思呢？這就要從整個Filecoin的工作流程說起。

當用戶向Filecoin系統提出一個請求要下載某個文件時，系統要完成客戶的請求必須辦到兩件事：一是要保證系統確實存儲了用戶需要的文件，二是要保證客戶要求的文件一直存儲在系統中。

由于系統中提供服務的是礦工，所以實際上這就是要求礦工必須做到上面兩件事。系統為了保證礦工做到上面兩件事，就會向礦工不斷地發起挑戰，這個挑戰就是要求礦工提供一系列證明。

加拿大比特幣礦場Bitfarms向BlockFills租借2000臺礦機:金色財經報道，由于比特幣網絡難度不斷增加，加拿大比特幣礦場Bitfarms將向BlockFills租借2000臺WhatsMiner M31S鉆機，租約將持續24個月。此外，根據設備的可用性，BlockFills可能會在2020年底之前為Bitfarms提供更多的礦機。兩者簽署了一份不具約束力的意向書，可選擇補充多達7000臺礦機。[2020/9/22]

最簡單的證明是“空間證明（Proof of Space，簡稱PoSpace）“，證明系統確實有相應的空間能夠存儲客戶的數據。

Filecoin太空競賽第二輪Slingshot競賽將于9月24日開始:據Filecoin官方博客消息，Filecoin太空競賽第二輪軌道2 Slingshot將于北京時間9月24日開始，10月15日結束。Slingshot競賽為跟蹤Filecoin客戶端、應用程序開發人員和工具開發人員將其產品部署到測試網。這條軌道將鼓勵客戶和礦工進行存儲和檢索交易，并幫助Filecoin存儲用戶為主板做準備。官方表示，希望通過此次Slingshot競賽使在Filecoin網絡上存儲真實數據的有價值應用程序數量最大化；將真實數據傳輸到Filecoin網絡，并確保可發現，可檢索和可用；加強Filecoin存儲客戶端和開發人員社區。[2020/9/19]

但是僅僅有空間證明還不夠，系統還需要證明這些空間里確實存儲了用戶所需要的數據。這是為了防止作惡節點隨意將一些無意義的信息存儲在空間中騙取系統獎勵。

Filecoin姊妹鏈FILV將實施提升可挖礦份額、減少前置抵押等9項改進:Filecoin姊妹鏈FILV 通過GitHub發布文章《Filecoin Vision宣言書》，宣布將實施眾多改進，其中包括：

1.可挖礦份額提升到 99%；

2.減少前置抵押額度，讓每一個礦工都能輕松參與挖礦；

3.Window PoSt 允許寬容性地重試提交；

4.Garbage 扇區丟失或掉線，將不用承受對抵押幣的懲罰；

5.寬容性懲罰，實施懲罰一定是確定惡意行為并絕不過度懲罰；

6.不能通過鏈上規則良好辨別出來的惡意行為，絕不實施懲罰；

7.懲罰將預先確定但延期執行，避免引起多米諾骨牌反應；

8.沒有驗證人，沒有驗證的承諾數據；

9.提倡道德，但更傾向于合理化鏈上規則，不排斥人性自私；[2020/9/18]

當用戶提出下載文件的請求時，系統還要能向客戶提交這個存儲數據的證明。這個證明就是“數據持有性證明（Provable Data PoSsession，簡稱PDP）“。

除了提供這個證明外，系統還要提供一個證明，告訴用戶，他所需要的文件是可以被檢索和查詢的，否則用戶需要的數據無法被檢索，則系統存儲了數據也沒用。這個證明被稱為是“可檢索證明（Proof of Retrievability，簡稱PoRet）“。

說到這里，我們要講解一下系統中作惡節點可能使用的用來騙取系統獎勵的招數：

第一個招數就是女巫攻擊。

在Filecoin中，一個文件是要保存多個備份的，而這多個備份每一個都會保存在不同的節點上，也就是每個節點都要保存一個備份。

所謂的女巫攻擊就是一個壞節點假冒成多個節點在系統中運作，但是這多個節點中除了這個壞節點自身存儲了一份數據以外，其它假冒的節點并沒有存儲相應的數據備份，但系統誤以為那些假冒的節點也存儲了相應的數據備份而照樣給他們獎勵。

第二個招數就是外源攻擊。

所謂的外源攻擊就是當用戶發起下載文件的請求時，系統中某些節點根本就沒有存儲相關的數據或者存儲數據時間不夠長等卻想騙取系統的獎勵，于是向某些外部資源發出請求給出一份所謂的證明，騙取系統的獎勵。

為了應付這兩種欺騙行為，Filecoin系統在“數據持有性證明“和”可檢索證明“上加上了更加嚴格的要求，要求每一個節點必須提供證明，證明自己單獨存儲了用戶所需要的數據。

這就是”復制證明（Proof of Replication，簡稱PoRep）“，有了這個證明做強制要求，女巫攻擊中假冒的節點也必須提供自己的證明，否則它也無法騙取獎勵。

除了“復制證明“，系統還加上了更嚴格的時間需要，也就是不僅要求節點拿出了空間存儲數據，還要保證在一定時間內一直都存儲了這個數據。

這個證明就是”時空證明（Proof of Spacetime，簡稱PoSt）“，有了這個證明做強制要求，節點即便臨時拿到外源提供的證明，也無法保證在一段時間內這個證明都存儲了用戶的數據。

從這個過程，我們可以看出，整個系統中，從“空間證明“，到”數據持有性證明“，”可檢索證明“，到”復制證明“，”時空證明“這是個層層遞進，越來越嚴格的要求。

通過要求的一步步嚴格，使得系統能夠防范各種攻擊和欺詐，得以良性運行。在這個層層遞進的證明系統中，”復制證明“和”時空證明“就是最關鍵的兩個因素也是最強大的兩個證明

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