FILE:IPFS/FIL官方新動態丨Filecoin復制證明與時空證明詳細解讀

Filecoin網絡獨特的證明系統，保證存儲礦工按合同規定正確的為客戶存儲數據，保證Filecoin市場有效地運行。

使用Filecoin，可以對礦工的存儲進行公開審核。換句話說，Filecoin的存儲證明可為網絡中的每個用戶提供保證，確保所有礦工都按承諾存儲數據。存儲驗證是將Filecoin市場整合在一起的粘合劑；它確保了網絡上存儲的所有數據的完整性。

為了使這些數據能夠完整，同時也是用戶所希望的，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。

證明系統是參與者用來驗證存儲服務的加密協議。

Filecoin的證明系統解決了去中心化存儲以前難以解決的問題：1）礦工如何證明他們確實存儲了他們所說的數據，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存儲？

IPFS微信指數日環比上升30.59%:金色財經報道，微信指數顯示，9月27日，區塊鏈微信指數為1470357，日環比上升2.46%；比特幣微信指數為423616，日環比下降19.81%；以太坊微信指數為155249，日環比上升7.72%；IPFS微信指數為425718，日環比上升30.59%。[2020/9/29]

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

一、Filecoin如何實現分散存儲

在集中存儲服務中，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絡信心的關鍵。例如，當我們使用AmazonS3進行云存儲時，我們并不真正信任Amazon使用的數據服務器網絡。而是，我們相信亞馬遜可以保證網絡按承諾運行，根據公司的服務水平協議，我們存儲在亞馬遜上的數據將是安全和可用的。

IPFS微信指數日環比上升18.96%:金色財經報道，微信指數顯示，9月26日，區塊鏈微信指數為1435058，日環比下降21.73%；比特幣微信指數為528268，日環比下降2.67%；以太坊微信指數為144125，日環比下降3.23%；IPFS微信指數為326000，日環比上升18.96%。[2020/9/27]

但是，人們對分散存儲網絡的信任比集中存儲更難以實現。在Filecoin網絡上，世界上任何人都可以提供存儲空間。然而要在像Filecoin這樣的分散網絡上保持信任，就必須需要一種能夠讓網絡建立信任的方法。

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

Uniswap最新提交代碼顯示：用戶可以通過星際文件系統IPFS的網關訪問Uniswap網站:金色財經報道，Uniswap最新提交代碼顯示，用戶可以通過星際文件系統IPFS的網關訪問Uniswap網站。代碼提交者表示可以通過使用子域IPFS網關或使用別名訪問Uniswap最新版本這兩種方式來避免通過同一IPFS網關訪問的其他站點在未經許可的情況下讀取和修改Uniswap接口設置的問題。[2020/9/25]

在每個公共區塊鏈上，“共識”定義了關于區塊鏈上的數據輸入的協議。為了達成共識，區塊鏈依靠共識算法生成新的區塊，并保護區塊鏈免受欺詐性數據輸入的侵害。這些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，盡管其他區塊鏈所采用的是，礦工通過浪費工作獲得區塊獎勵的共識算法，例如工作量證明機制，但Filecoin的共識機制卻是，礦工通過提供數據存儲和驗證存儲數據完整性的有用工作獲得區塊獎勵。

IPFS微信指數日環比上升64.38%:金色財經報道，微信指數顯示，7月22日，區塊鏈微信指數為2276882，日環比上升24.23%；比特幣微信指數為597156，日環比上升9.11%；以太坊微信指數為108898，日環比下降30.53%；IPFS微信指數為331070，日環比上升64.38%。[2020/7/23]

這意味著，Filecoin區塊鏈本身會驗證礦工執行的存儲服務。同時，這也是Filecoin在其分散網絡的協議層中建立信任的方式。

其核心是，Filecoin的共識算法由兩種證明機制驅動，這兩種機制共同使存儲在Filecoin上的數據可公開驗證，而這兩種證明機制就是復制證明和時空證明。

二、復制證明和時空證明

要驗證Filecoin網絡上的數據存儲，需要證明兩點。

首先，需要證明正確的數據集存儲在礦工提供的存儲空間中。其次，需要證明在合同規定的時間內連續存儲了該數據集。

Filecoin的證明算法可執行這些驗證任務。復制證明，證明按合同規定執行的礦工正在存儲客戶原始數據的物理唯一副本；而時空證明，證明客戶的數據是隨時間推移而連續存儲的。

復制證明從“密封”開始。

礦工將一部分可用的存儲空間，稱為“扇區”，用于存儲客戶的數據。填充該扇區后，將其密封。密封是一組將扇區逐漸轉換為原始數據唯一副本的操作。該副本與Filecoin礦工的公鑰關聯。為了執行最終的PoRep，礦工將副本的加密哈希提交到公共Filecoin區塊鏈。

通過PoRep，礦工可以提供公開證明，證明他們在執行證明時正在存儲客戶數據的唯一編碼。只有擁有全部原始數據的礦工，才能向Filecoin區塊鏈提交正確的CommR。

但是，僅一個PoRep并不能驗證存儲是否隨時間推移而連續存儲。這就是時空證明的來源。

使用PoSt，隨機選擇一個存儲扇區，要求礦工為此扇區提供PoRep。這是通過一個程序來完成的，礦工被發出一個密碼挑戰，只有通過直接咨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內完成這一挑戰。

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

PoRep和PoSt共同構成Filecoin獨特的證明系統，即存儲證明和空間證明的結合。

除了證明系統之外，Filecoin網絡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網絡上存儲數據的礦工，必須在協議簽訂時以Filecoin代幣的形式提供抵押品。

任何未通過PoSt檢查的存儲礦工都將受到懲罰，并且每當懲罰時，該抵押品的一部分都會丟失。懲罰過多后，所有抵押品都將丟失，這時礦工將無法再次向客戶提供存儲。

三、結論

Filecoin協議采用新穎的加密技術、共識機制和激勵機制設計，提供了分散的存儲網絡和市場，客戶和礦工可以放心使用。其核心是Filecoin獨特的存儲驗證方法。

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