什么是filecoin

概念

• Filecoin是基于區(qū)塊鏈機(jī)制的分布式存儲網(wǎng)絡(luò)。
• Filecoin 礦工可以選擇提供網(wǎng)絡(luò)存儲，通過定期產(chǎn)生證明其正在提供指定容量的加密證明來獲得Filecoin加密貨幣（FIL)
• Filecoin使各方能夠通過Filecoin區(qū)塊鏈上共享賬本中記錄的交易來交換FIL貨幣。
• 加密貨幣FIL是溝通資源使用者（用戶）和資源提供者（礦工）的中介橋梁，filecoin協(xié)議擁有兩個交易市場，數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)存儲，雙方在市場里面提交自己的需求，達(dá)成交易。
• Filecoin并沒有使用Nakamoto風(fēng)格的工作量證明來維持對鏈的共識，而是使用存儲證明本身：礦工在共識協(xié)議中的能力與其所提供的存儲量成正比。
• Filecoin區(qū)塊鏈不僅維護(hù)FIL交易和帳戶的狀態(tài)，而且實(shí)現(xiàn)Filecoin VM，這是一種復(fù)制狀態(tài)機(jī)，在網(wǎng)絡(luò)參與者之間執(zhí)行各智能合約

filecoin與ifps的關(guān)系

IPFS不是區(qū)塊鏈項(xiàng)目，它是一種分布式的、點(diǎn)對點(diǎn)的新型超媒體傳輸協(xié)議，對標(biāo)目前的互聯(lián)網(wǎng) HTTP 協(xié)議，主要作用是提供數(shù)據(jù)的存儲和傳輸。ipfs是一個協(xié)議也是一個p2p網(wǎng)絡(luò)，它類似現(xiàn)在的bt網(wǎng)絡(luò)，只是擁有更強(qiáng)大的功能，使得ipfs可以擁有了取代http的能力。所以，IPFS 可以成為區(qū)塊鏈的底層基礎(chǔ)設(shè)施，為區(qū)塊鏈、DApp 提供數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。

Filecoin 是運(yùn)行在 IPFS 上的一個激勵層，是一個區(qū)塊鏈項(xiàng)目。Filecoin 和 IPFS 一樣，兩者均由Protocol Labs創(chuàng)建。 。filecoin是一個分布式存儲網(wǎng)絡(luò)，把云存儲變?yōu)橐粋€算法市場，代幣和區(qū)塊鏈在這里面起到很重要的作用。

ipfs有巨大存儲需求和節(jié)點(diǎn)需求，我們都知道p2p網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)越多下載越快，如果沒有激勵機(jī)制，誰愿意貢獻(xiàn)如此多的節(jié)點(diǎn)和存儲呢，于是filecoin來了。filecoin可以為ipfs貢獻(xiàn)很多很多節(jié)點(diǎn)，同時filecoin帶著一個巨大的分布式存儲空間，同時解決了ipfs的存儲問題。

filecoin與eth的相似之處

1.以太坊有evm，filecoin也有 filecoin vm
2.以太坊有交易（tx）的概念，對應(yīng)filecoin的message
3.以太坊有外部賬戶和合約賬戶概念，對應(yīng)filecoin的actor

架構(gòu)概述

filecoin子系統(tǒng)

filecoin協(xié)議概述

無法上傳svg，點(diǎn)擊下載，用瀏覽器打開

鏈上交易流程圖

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核心概念

Sectors

扇區(qū)，礦工提供存儲空間的最小單元，也就是說在我們創(chuàng)建礦工的時候抵押存儲空間大小必須是 Sector 的整數(shù)倍。目前測試網(wǎng)絡(luò)一個 Sector 的大小是 32GB。

Pieces

數(shù)據(jù)單元，是 Filecoin 網(wǎng)絡(luò)中最小存儲單位，每個 Pieces 大小為 512KB， Filecoin 會把大文件拆分成很多個 Pieces, 交給不同的礦工存儲。

AllocationTable

數(shù)據(jù)分配追蹤表，它記錄了每個 Pieces 和 Sector 的對應(yīng)關(guān)系，如某個 Pieces 存儲在了哪個 Sector. 當(dāng)某個 Sector 被存滿(Fill)了之后，系統(tǒng)將會把該 Sector 封存(Sealing the Sector)，然后生成存儲證明，這是一個緩慢的操作

Pledge

抵押，礦工必須需要向 Filecoin 網(wǎng)絡(luò)抵押 FIL 代幣才能才能開始接受存儲市場的訂單。

工作流程

通過這張圖我們可以從橫向(操作)和縱向(角色)來了解整個流程。我們對文件的操作無非就兩種，存(Put)和取(Get), 而這兩種操作分別對應(yīng)兩種角色，客戶和礦工。 外加一個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)和市場管理者(Manage), 這就構(gòu)成了整個 Filecoin 的 DSN 網(wǎng)絡(luò)，具體交易流程如下:

（1）客戶和礦工分別發(fā)送一個競價訂單和出價訂單到交易市場(Market)，這里需要注意的是，如果是 bid order, 需要注明你這個文件的存儲時間(比如三個月), 以及需要備份的數(shù)量(比如 3 份)，備份數(shù)量越多，文件丟失的概率就越低，當(dāng)然價格也就更高一些。

（2）交易網(wǎng)絡(luò)管理中心(Manage)分別驗(yàn)證訂單是否合法，如果是競價訂單，系統(tǒng)會鎖定客戶資金，如果是出價訂單，系統(tǒng)會鎖定礦工的存儲空間。

（3）分別執(zhí)行 Put.MatchOrders 和 Get.MatchOrders 進(jìn)行訂單撮合，成功之后會運(yùn)行 Manage.AssignOrders 來標(biāo)記該訂單為Deal Orders(成交訂單)， 并在 AllocationTable 中記訂單的 Pieces 和 Sector 信息。

（4）執(zhí)行文件的 Put 操作，即把文件存儲到礦工的硬盤，并生成 PoRep(復(fù)制證明)發(fā)送給交易網(wǎng)絡(luò)存儲到區(qū)塊鏈。

（5）礦工需要定期(every epoch)需要向交易網(wǎng)絡(luò)發(fā)送PoSt(時空證明)來證明你這段時間確實(shí)存儲了指定的文件，交易網(wǎng)絡(luò)在驗(yàn)證之后，支付你相應(yīng)費(fèi)用(FIL).

核心算法

復(fù)制證明

“復(fù)制證明”(PoRep）是一個新型的存儲證明。它允許服務(wù)器（證明人P）說服用戶（驗(yàn)證者V）一些數(shù)據(jù)D已被復(fù)制到它唯一的專用物理存儲上了。

PoRep協(xié)議其特征是多項(xiàng)式時間算法的元組：(Setup, Prove, Verify）
? PoRep.Setup(1λ, D） → R, SP, SV, 其中SP和SV是P和V的特點(diǎn)方案的設(shè)置變量，λ是一個安全參數(shù)。PoRep.Setup用來生成副本R，并且給予P和V必要的信息來運(yùn)行PoRep.Prove 和 PoRep.Verify。一些方案可能要求證明人或者是有互動的第三方去運(yùn)算PoRep.Setup。
? PoRep.Prove(SP, R, c） → πc，其中c是驗(yàn)證人V發(fā)出的隨機(jī)驗(yàn)證，πc是證明人產(chǎn)生的可以訪問數(shù)據(jù)D的特定副本R的證明。PoRep.Prove由P（證明人）為V（驗(yàn)證者）運(yùn)行生成πc。
? PoRep.Verify(Sv, c, πc） → {0, 1}，用來檢測證明是否是正確。PoRep.Verify由V運(yùn)行和說服V相信P已經(jīng)存儲了R。

時空證明

“時空證明”（PoSt）使得有效的證明人P能夠說服一個驗(yàn)證者V相信P在一段時間內(nèi)已經(jīng)存儲了一些數(shù)據(jù)D。

PoSt其特征是多項(xiàng)式時間算法的元組：(Setup, Prove, Verify）
? PoSt.Setup(1λ,D）->Sp，Sv，其中SP和SV是P和V的特點(diǎn)方案的設(shè)置變量，λ是一個安全參數(shù)。PoSt.Setup用來給予P和V必要的信息來運(yùn)行PoSt.Prove和PoSt.Prove。一些方案可能要求證明人或者是有互動的第三方去運(yùn)算PoSt.Setup。
? PoSt.Prove(Sp, D, c, t） → πc，其中c是驗(yàn)證人V發(fā)出的隨機(jī)驗(yàn)證，πc是證明人在一段時間內(nèi)可以訪問數(shù)據(jù)D的證明。PoSt.Prove由P（證明人）為V（驗(yàn)證者）運(yùn)行生成πc。
? PoSt.Verify(Sv, c, t, πc） → {0, 1}，用來檢測證明是否是正確。PoSt.Verify由V運(yùn)行和說服V相信P在一段時間內(nèi)已經(jīng)存儲了R。

參考文獻(xiàn)

filecoin白皮書
filecoin spec
ipfs和filecoin的關(guān)系
filecoin工作原理

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的filecoin工作原理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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