为什么说 Filecoin 分布式网络与众不同

在现下的分布式应用领域,无论是分布式网络协议 IPFS,还是基于 IPFS 创建的高效数据存储解决方案 Filecoin,都炙手可热。那么, Filecoin 到底是什么呢?

简单来说, Filecoin 是一种用于数据存储的去中心化平台,由美国加利福尼亚技术公司 Protocol Labs (协议实验室)创建,项目启动于 2014 年。

为什么说 Filecoin 分布式网络与众不同

Filecoin 创建的目的是用一种内容可寻址的对等方法代替现有的 HTTP 协议,从而在分布式文件系统中存储和共享超媒体。

换句话说, Filecoin 想利用所有尚未使用的存储并进行激励组织,以建立功能最强大的计算存储网络,并降低该存储所支付的费用。

据白皮书的描述,Filecoin 的主要思想是用户应安装特殊软件,以达到在 PC 硬件上轻松存储数据的目的。此外,用户还能获得原生代币的奖励。

Filecoin 项目刚启动时,在有用工作的基础上(即有用的复制证明和时空证明),生成了一个原生代币(FIL),用以激励早期参与的矿工。

直观来看,Filecoin 似乎也只是数千种分布式应用中普通的一员而已。 那它为什么会比其他的分布式项目更受欢迎呢?它到底有什么与众不同?

大家都知道, 区块链是建立在共识机制上的,且使用不同的系统来保持共识 ,比如比特币的工作量证明共识机制等。

正如创始人 Juan Benet (胡安·贝纳特)所说, Filecoin 在构建证明结构中,通过产生积极的社会外部性的操作(数据存储)来达成共识。

我们已经知道, Filecoin 网络是主打存储,这也就意味着它的用户主要有两类,即文件提供者和文件存储者。前者即“客户”,后者即“矿工”。

为什么说 Filecoin 分布式网络与众不同

Filecoin 网络的证明机制主要有两种: 复制证明和时空证明。 其中复制证明既是存储证明,又是时空证明,两者间的差异很细微。

复制证明(PoReps): 允许存储提供者来证明数据已顺利存储到相应设备中。 作为存储矿工,需要向 Filecoin 网络证明自己已完成存储。

复制证明主要是为了防范女巫攻击、外源攻击及生成攻击等三种常见的攻击。 三者的共同点是攻击矿工实际存储的数据大小要比声称存储的数据小,这样攻击矿工就能获得本不该他获得的报酬。

女巫攻击(Sybil Attack)。 如:一个不怀好意的人,名叫女巫,Ta 伪造出多个身份,给大家广播说我真的存了 100 份文件,实际却只存了 1 个。女巫出示 100 个证明,欺骗了系统。攻击成功。

外部数据源攻击(Outsourcing Attack)。 当攻击者收到检验者要求提供存储的数据证明时,攻击者从别的矿工那里生成证明,欺骗大家说自己一直存储了那份数据,但实际上并没有存储。攻击成功。

生成攻击(Generation Attack)。 攻击者可以使用某种方式生成数据,当检验者验证的时候,攻击者利用重新生成的数据来完成存储证明。攻击成功。

复制证明并不能解决证明过程中的所有问题。那么, 如何保证矿工是真的存储了这些数据呢? Filecoin 设计了时间限制。

时空证明(PoSt): 用于用户检查存储提供者是否在某一段时间真的存储了数据。

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时空证明提出了证明链(proof-chain)数据结构。证明链把一些提问(challenge)和证明(proof)链接了起来。 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。

时空证明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。如此一来,即便验证者(verifier)不在线,也能够在将来去验证矿工在该段时间内生成的证明链,时空证明会被提交到链上用来产生新的数据区块。

有趣的是,将时空证明与普通的数据所有权证明相结合所产生的效果。但需要指出的是,时空证明的创建比较难。

事实上,Filecoin 网络中还有其他的证明机制。如 挑 战(challenge)、证明者(prover)、检验者(verifier)、数据(data)、证明(proof)等。

流程: 系统(verifier)向矿工(prover)发起挑战(challenge),矿工答复证明(proof),系统检验矿工的答复以判断矿工是否通过本次挑战(challenge)。

与其他分布式网络相比,Filecoin 主要有以下三个与众不同之处:

* 复制证明已是 Filecoin 较为成熟的基层证明协议,而其他分布式网络的使用目前还不多。**

* Filecoin 是唯一具有可变市场结构的公司,该结构旨在根据要价和投标结构进行优化,使矿工和客户能够一起对价格进行推理,然后从中进行交易。**

* Filecoin 是唯一在有用存储支持下达成共识的公司,而其他公司则并非如此。**

为什么说 Filecoin 分布式网络与众不同

在 Filecoin 网络中,通过复制证明和时空证明的结合使用, 一方面保障了文件提供者的数据完整,且安全地处在分布式的加密存储系统中,他们能够随时验证自己的文件是否完好,保障客户利益。

另一方面,也敦促了矿工在存储文件时保持在稳定有序的状态。保存更多文件也就意味着能够获得更多的奖励,从而维持系统的公平性,推动 Filecoin 网络体系良性发展。

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