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Filecoin:一种去中心化的存储网络
Protocol Labs
目录
摘 要 ......................................................................................................................................................... 4
1.介 绍
.............................................................................................................................................................. 6
1 . 1 基 本 组 件 ......................................................................................................................................... 6
1 . 2 协 议 概 述 ......................................................................................................................................... 7
1 . 3 论 文 组 织 ......................................................................................................................................... 7
2 去 中 心 化 存 储 网 络 的 定 义
........................................................................................ 10
2 . 1 故 障 容 错 ...................................................................................................................................... 10
2 . 1 . 1 管 理 故 障 .............................................................................................................................. 10
2 . 1 . 2 存 储 故 障 .............................................................................................................................. 11
2 . 2 属 性 ...................................................................................................................................................... 11
2 . 2 . 1 数 据 完 整 性 ....................................................................................................................... 11
2 . 2 . 2 可 恢 复 性 .............................................................................................................................. 12
2 . 3 其 他 属 性 ...................................................................................................................................... 12
3 复 制 证 明 与 时 空 证 明
..................................................................................................... 14
3 . 1 动 机 ...................................................................................................................................................... 14
3 . 2 复 制 证 明 ...................................................................................................................................... 15
3 . 3 时 空 证 明 ...................................................................................................................................... 16
3 . 4 P O R EP 和 P O S T 实际应用 ......................................................................................... 17
3 . 4 . 1 构 建 加 密 区 块 ................................................................................................................ 18
3 . 4 . 2 密 封 操 作 .............................................................................................................................. 19
3 . 4 . 3 P o R e p 构 建 实 践 ........................................................................................................ 20
3 . 4 . 4 P o S t 构建实践 .............................................................................................................. 21
3 . 5 在 F I L E C O I N 的应用....................................................................................................... 22
4 F I L E C O I N : D S N 构 建
......................................................................................................... 23
4 . 1 环 境 ...................................................................................................................................................... 23
4 . 1 . 1 参与者 ...................................................................................................................................... 23
4 . 1 . 2 网络 N ..................................................................................................................................... 23
4 . 1 . 3 账 本 ............................................................................................................................................. 24
4 . 1 . 4 市 场 ............................................................................................................................................. 24
4 . 2 数 据 结 构 ...................................................................................................................................... 24
4 . 3 协 议 ...................................................................................................................................................... 25
4 . 3 . 1 客 户 生 命 周 期 ................................................................................................................ 25
4 . 3 . 2 挖 矿 周 期 ( 对 于 存 储 矿 工 ) .................................................................... 26
4 . 3 . 3 挖 矿 周 期 ( 对 于 检 索 矿 工 ) .................................................................... 28
4 . 3 . 4 网 络 周 期 .............................................................................................................................. 29
4 . 4 担保和要求 .............................................................................................................................. 31
5 F I L E C O I N 的 存 储 和 检 索 市 场
.................................................................................. 34
5 . 1 验 证 市 场 ...................................................................................................................................... 34
5 . 2 存 储 市 场 ...................................................................................................................................... 34
5 . 2 . 1 需 求 ............................................................................................................................................. 35
5 . 2 . 2 数 据 结 构 .............................................................................................................................. 35
5 . 2 . 3 存 储 市 场 协 议 ................................................................................................................ 37
5 . 3 检 索 市 场 ...................................................................................................................................... 38
5 . 3 . 1 需 求 ............................................................................................................................................. 38
5 . 3 . 2 数 据 结 构 .............................................................................................................................. 39
5 . 3 . 3 检 索 市 场 协 议 ................................................................................................................ 40
6 有用工作共识
......................................................................................................................... 42
6 . 1 动 机 ...................................................................................................................................................... 42
6 . 2 F I L E C O I N 共 识 .................................................................................................................... 43
6 . 2 . 2 功 率 会 计 与 时 空 证 明 .......................................................................................... 43
6 . 2 . 3 使 用 功 率 达 成 共 识 ................................................................................................. 44
7 S M A R T C O N T R A C T S ........................................................................................................... 47
7 . 1 F I L E C O I N 智 能 合 约 ....................................................................................................... 47
7 . 2 与 其 他 系 统 的 集 成 ...................................................................................................... 47
8 未来的工作
................................................................................................................................ 49
8 . 1 正 在 进 行 的 工 作 .............................................................................................................. 49
8 . 2 开放式问题 .............................................................................................................................. 49
8 . 3 证 明 和 正 式 的 验 证 ...................................................................................................... 50
致 谢
.......................................................................................................................................................... 51
摘 要
当前互联网正处于一场革命中:集中式专有服务正在被去中心化开放服务所代替;
信任式参与被可验证式计算所代替;脆弱的位置寻址被弹性的内容寻址所代替;低效率
的整体式服务被点对点算法市场所代替;比特币、以太坊和其他的区块链网络已经证明
了去中心化交易账本的有效性。这些公共账本处理复杂的智能合约应用程序和交易价值
数百亿美金的加密资产。这些系统的参与者们形成去中心化的、没有中心管理机构或者
可信任党派的网络提供了有用的支付服务,这是广泛互联网开放服务的第一个实例。
IPFS 通过分散的网页自身已经证明了内容寻址的有效性,它提供了全球点对点网络数
十亿文件使用。它解放了孤岛数据,网络分区存活,离线工作,审查制度路线,产生了
持久的数字信息。
Filecoin 是一个去中心化存储网络,它让云存储变成一个算法市场。这个市场运行
在有着本地协议令牌(也叫做 Filecoin)的区块链。区块链中的旷工可以通过为客户提
供存储来获取 Filecoin,相反的,客户可以通过花费 Filecoin 来雇佣旷工来存储或分发
数据。和比特币一样,Filecoin 的旷工们为了巨大的奖励而竞争式挖区块,但 Filecoin
的挖矿效率是与存储活跃度成比例的,这直接为客户提供了有用的服务(不像比特币的
挖矿仅是为了维护区块链的共识)。这种方式给旷工们创造了强大的激励,激励他们尽
可能多的聚集存储器并且把它们出租给客户们。Filecoin 协议将这些聚集的资源编织成
世界上任何人都能依赖的自我修复的存储网络。该网络通过复制和分散内容实现鲁棒性,
同时自动检测和修复副本失败。客户可以选择复制参数来防范不同的威胁模型。该协议
的云存储网络还提供了安全性,因为内容是在客户端端对端加密的,而存储提供者不能
访问到解密秘钥。Filecoin 的成果作为可以为任何数据提供存储基础架构的 IPFS 最上
面的激励层。它对去中心化数据,构建和运行分布式应用程序,以及实现智能合同都非
常有用。
这些工作包括以下几部分内容:
(a)介绍 Filecoin 网络,概述这个协议以及详细介绍几个组件。
(b)形式化去中心化存储网络(DSN)的计划与内容,然后构建 Filecoin 作为一个
DSN。
(c)介绍一种叫“复制证明”的新型存储证明方案,它允许验证任何数据副本都存
储在物理上独立的存储器中。
(d)介绍一种新型的以基于顺序复制和存储作为激励度量的有用工作共识。
(e)形成可验证市场,并构建两个市场,存储市场和检索市场,它们分别管理如何
从 Filecoin 写入和读取数据。
(f)讨论用例,如何连接其他系统以及如何使用这个协议。
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