华美科技:3分钟上手|超易懂的Filecoin工作证明机制解说

Filecoin工作证明机制说明


IPFS由Juan Bene与他的段对t在2014年5月份提出,而基于IPFS开发的Filecoin存储激励,旨在为我们的网络提供更加完善、体验更好的存储服务。


但凡涉及到一个币种挖矿的工作证明,都是一套精密的系统,不能笼统概括,Filecoin也不例外,Filecoin的挖矿工作证明很多证明机制。今天小美尝试和大家大家聊聊Filecoin的工作证明机制!

华美科技:3分钟上手|超易懂的Filecoin工作证明机制解说


互联网底层协议

首先,我们来了解下Filecoin完成存储需要的流程和角色:

挑战(challenge)

系统对矿工提问一个或多个问题进行验证,回答正确,则挑战成功,否则失败。类似于BTC的工作量证明,依靠一系列大量的计算,最终得出首次记账权。


证明者(prover)

矿工想要完成challenge(挑战),就需要向Filecoin系统提供真实有效的证明。


检验者(verifier)

系统代表用户向矿工发起challege(挑战),以此检测矿工是否完成了数据存储任务。


数据(data)

指用户向矿工发起存储需求的数据或者已被矿工存储的数据。


证明(proof)

矿工完成挑战(challenge)时的回答。


流程

检验者(verifier)向矿工(prover)发起挑战(challenge),矿工提交证明(proof),再由系统检验矿工的答复来判断是否通过本次挑战(challenge)。

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Filecoin存储的证明机制


存储证明 

利用存储空间进行的证明,工作量证明的一种,Filecoin上一篇论文使用了这个名字,新的论文则升级为PoRep。证明在该段时间内矿工存储了特定的数据。其算力就是硬盘的储存量,能够节省因为POW产生的巨大能源消耗。

复制证明 

PoRep 是PoS的进阶版,可以证明矿工已将 数据存储,并保证每份数据存储的独立性,同时防止女巫攻击、外源攻击和生成攻击。

工作量证明:

证明者向检验者证明自己花费了一定的资源,PoW被用在加密货币,拜占庭共识和其他各种区块链系统。BTC使用的就是这种类型的证明,依赖巨量的哈希计算和能源消耗来建立共识和保证btc网络的安全性。

数据持有性证明 

用户发送数据给矿工进行存储,矿工证明数据已经被自己存储,用户可以重复检查矿工是否还在存储自己的数据。

可检索证明

与PDP类似,证明矿工存储的数据是可以用来查询的。

空间证明

Filecoin提出的关于存储量证明的概念,PoSpace是PoW的一种,不同的是PoW使用的是计算资源,而PoSpace使用的是存储资源。

时空证明 

时空证明,矿工证明自己花费了Spacetime资源, 即:一定时间内的存储空间的使用,PoSt是基于复制证明(Proof-of-Replication,PoRep)实现的。

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PoRep & PoSt 的作用



复制证明:


PoRep必须能抵御三种常见的攻击:女巫攻击、外源攻击、生成攻击。它们的共同特点是攻击矿工实际存储的数据小于原本宣称的存储,这样攻击矿工就能获得本不该他获得的报酬。

● 女巫攻击

利用M个身份,承诺存储M份数据D,而实际上存储小于M份,但是却提供了M份存储证明,攻击成功。

● 外部数据源攻击:

当攻击者矿工收到检验者要求提供数据D的证明的时候,攻击者矿工从别的矿工那里生成证明,证明自己一直存储了数据D,而实际上没有存储,攻击成功。

● 生成攻击

攻击者A可以使用某种方式生成数据D,当检验者验证的时候,攻击者A就可以重新生成数据D来完成存储证明,攻击成功。


时空证明:


时空证明提出了证明链(proof-chain)的数据结构,证明链把一些挑战(challenge)和证明(proof)链接起来,在证明链的基础上添加上时间段,这样就得到了一段时间内的矿工存储数据的证明,这就是时空证明(Proof-of-Spacetime,PoSt)。

PoSt可以证明在该段时间内矿工存储了特定的数据,并且利用时间戳锚定这些证明链,这样即使检验者(verifier)不在线,也能够在将来去验证矿工在该段时间内是否生成了证明链,PoSt会被提交到链上用来产生新的区块(Block)。



结 语

结合用户存储数据、矿工完成存储及一系列验证的流程来看,Filecoin的发展已经相当成熟了,相信大家在了解Filecoin的工作证明机制之后,都能理解它为何能成为2019最为热议的项目:作为一套精密运作的系统,通过向存储资源贡献者发放FIL的形式,激励大家成为节点,贡献自己的存储资源。

整个分布式存储网络变成了一个巨大的存储空间,在这套机制的配合下,IPFS与HTTP的对比中更显优势,这就是Filecoin受到众多顶级资本基本资本机构看好的原因。可以说,IPFS&Filecoin挖矿作为一种比较稳健的投资方式,也受到越来越多的人的欢迎!


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