爲什麼說 Filecoin 分佈式網絡與衆不同

在現下的分佈式應用領域,無論是分佈式網絡協議 IPFS,還是基於 IPFS 創建的高效數據存儲解決方案 Filecoin,都炙手可熱。那麼, Filecoin 到底是什麼呢?

簡單來說, Filecoin 是一種用於數據存儲的去中心化平臺,由美國加利福尼亞技術公司 Protocol Labs (協議實驗室)創建,項目啓動於 2014 年。

爲什麼說 Filecoin 分佈式網絡與衆不同

Filecoin 創建的目的是用一種內容可尋址的對等方法代替現有的 HTTP 協議,從而在分佈式文件系統中存儲和共享超媒體。

換句話說, Filecoin 想利用所有尚未使用的存儲並進行激勵組織,以建立功能最強大的計算存儲網絡,並降低該存儲所支付的費用。

據白皮書的描述,Filecoin 的主要思想是用戶應安裝特殊軟件,以達到在 PC 硬件上輕鬆存儲數據的目的。此外,用戶還能獲得原生代幣的獎勵。

Filecoin 項目剛啓動時,在有用工作的基礎上(即有用的複製證明和時空證明),生成了一個原生代幣(FIL),用以激勵早期參與的礦工。

直觀來看,Filecoin 似乎也只是數千種分佈式應用中普通的一員而已。 那它爲什麼會比其他的分佈式項目更受歡迎呢?它到底有什麼與衆不同?

大家都知道, 區塊鏈是建立在共識機制上的,且使用不同的系統來保持共識 ,比如比特幣的工作量證明共識機制等。

正如創始人 Juan Benet (胡安·貝納特)所說, Filecoin 在構建證明結構中,通過產生積極的社會外部性的操作(數據存儲)來達成共識。

我們已經知道, Filecoin 網絡是主打存儲,這也就意味着它的用戶主要有兩類,即文件提供者和文件存儲者。前者即“客戶”,後者即“礦工”。

爲什麼說 Filecoin 分佈式網絡與衆不同

Filecoin 網絡的證明機制主要有兩種: 複製證明和時空證明。 其中複製證明既是存儲證明,又是時空證明,兩者間的差異很細微。

複製證明(PoReps): 允許存儲提供者來證明數據已順利存儲到相應設備中。 作爲存儲礦工,需要向 Filecoin 網絡證明自己已完成存儲。

複製證明主要是爲了防範女巫攻擊、外源攻擊及生成攻擊等三種常見的攻擊。 三者的共同點是攻擊礦工實際存儲的數據大小要比聲稱存儲的數據小,這樣攻擊礦工就能獲得本不該他獲得的報酬。

女巫攻擊(Sybil Attack)。 如:一個不懷好意的人,名叫女巫,Ta 僞造出多個身份,給大家廣播說我真的存了 100 份文件,實際卻只存了 1 個。女巫出示 100 個證明,欺騙了系統。攻擊成功。

外部數據源攻擊(Outsourcing Attack)。 當攻擊者收到檢驗者要求提供存儲的數據證明時,攻擊者從別的礦工那裏生成證明,欺騙大家說自己一直存儲了那份數據,但實際上並沒有存儲。攻擊成功。

生成攻擊(Generation Attack)。 攻擊者可以使用某種方式生成數據,當檢驗者驗證的時候,攻擊者利用重新生成的數據來完成存儲證明。攻擊成功。

複製證明並不能解決證明過程中的所有問題。那麼, 如何保證礦工是真的存儲了這些數據呢? Filecoin 設計了時間限制。

時空證明(PoSt): 用於用戶檢查存儲提供者是否在某一段時間真的存儲了數據。

爲什麼說 Filecoin 分佈式網絡與衆不同

時空證明提出了證明鏈(proof-chain)數據結構。證明鏈把一些提問(challenge)和證明(proof)鏈接了起來。 在證明鏈的基礎上添加上時間段,這樣就得到了一段時間內的礦工存儲數據的證明,這就是時空證明。

時空證明可以證明在該段時間內礦工存儲了特定的數據,並且利用時間戳錨定這些證明鏈。如此一來,即便驗證者(verifier)不在線,也能夠在將來去驗證礦工在該段時間內生成的證明鏈,時空證明會被提交到鏈上用來產生新的數據區塊。

有趣的是,將時空證明與普通的數據所有權證明相結合所產生的效果。但需要指出的是,時空證明的創建比較難。

事實上,Filecoin 網絡中還有其他的證明機制。如 挑 戰(challenge)、證明者(prover)、檢驗者(verifier)、數據(data)、證明(proof)等。

流程: 系統(verifier)向礦工(prover)發起挑戰(challenge),礦工答覆證明(proof),系統檢驗礦工的答覆以判斷礦工是否通過本次挑戰(challenge)。

與其他分佈式網絡相比,Filecoin 主要有以下三個與衆不同之處:

* 複製證明已是 Filecoin 較爲成熟的基層證明協議,而其他分佈式網絡的使用目前還不多。**

* Filecoin 是唯一具有可變市場結構的公司,該結構旨在根據要價和投標結構進行優化,使礦工和客戶能夠一起對價格進行推理,然後從中進行交易。**

* Filecoin 是唯一在有用存儲支持下達成共識的公司,而其他公司則並非如此。**

爲什麼說 Filecoin 分佈式網絡與衆不同

在 Filecoin 網絡中,通過複製證明和時空證明的結合使用, 一方面保障了文件提供者的數據完整,且安全地處在分佈式的加密存儲系統中,他們能夠隨時驗證自己的文件是否完好,保障客戶利益。

另一方面,也敦促了礦工在存儲文件時保持在穩定有序的狀態。保存更多文件也就意味着能夠獲得更多的獎勵,從而維持系統的公平性,推動 Filecoin 網絡體系良性發展。

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