Filecoin的证明系统 ,让我们做到了与众不同

2020-03-19

Filecoin建立在空间证明制(Proof of Space)的改进之上。这也与股权证明制(Proof of Stake)有关,因为股权不是仅作为持有的通证,而是以证明存储的形式确定矿工开采区块的可能性。

在构建去中心化存储网络时,Filecoin着手构建一个证明结构,在该结构中,通过产生正向外部性的操作达成共识:数据存储。

Filecoin创始人胡安在零知识频道的专项采访中,探讨了Filecoin证明构建的历史。

Filecoin以多种方式推动区块链向前发展。复制证明最终是一个证明系统,用于验证存储挖掘器是否实际拥有它们正在存储的内容,并且没有作弊。

Filecoin还试图解决其他一些有趣的问题,包括高吞吐、一致性、互操作性、基于内容寻址的链接数据结构等。但归根结底,这一切都是为了把地球上所有未使用的存储设备,以激励的方式组织起来,以建立最广泛、最强大的计算存储网络,并压低存储的价格。

Filecoin的复制证明既是存储证明制,又是空间证明制,两者有着微妙的不同。

在Filecoin中,数据单位存储在扇区中。矿工在一个缓慢的编码过程中,密封磁盘上某个扇区中的特定数据,并将其证明提交给区块链。密封是在那个特别的证明上花费的大量工作。为了制造这样的证据,矿工必须使用客户机保存的存储在Filecoin上的原始数据来完成这项特定的工作,这与BTC工作量证明制的哈希运算不同。

证明系统是一种密码协议,其中有一个证明者和验证者,证明者将向验证者证明某些东西。

● 存储证明是证明我拥有一些数据的简单证明系统。我以某种更简洁的方式向您证明我拥有数据X,或者不显示数据X,或者如果数据是几GB大的。然后是可检索性的证明,其中,我不仅要证明我有X,而且这些证明可以用来重建X,以防我是恶意的,想从你那里扣留X。

● 空间证明是另一种类型,以保证我将花费一定的存储容量。如果我承诺存储1GB,然后生成一个随机GB存储量,那么我可以向您证明,我正在存储那个随机GB,而不是存储其他东西。这让矿工可以使用存储空间作为工作证明。

● 有趣的部分是将空间证明与数据拥有的常规证明结合起来,我希望数据X是有用的,而不仅仅是随机字符串。其中最困难的部分是创建一个空间证明,该空间也被用来存储有用的数据。因此,复制证明是Filecoin网络密码协议中的基础原语。

● 其他存储系统的证明是为了创建用户可以更好地信任的云,因为它们可以向您证明正在备份您的数据。但在信任是契约性的普通集中式云环境中,它们完全没有使用。现在它们被用于整个去中心化领域,因为我们使用激励结构来保证运行而不是合同协议。

● 我们还使用SNARKs来证明一些产生大量输出的真实复制证明。我们想对这些复制证明做很多挑战,但把它们聚合起来的话,就可以小而紧凑的方式进行链接。有不同的方法可以做到这一点,但SNARK是很合适的。各方现在可以验证一些自己输入和实际的SNARK证明,来了解证明已经正确生成。

为了证明复制,我们获取源数据(大量数据,如32GB),并应用非常慢的编码,在节点可能是32字节段的架构层中生成这些lattice-like 图。有一个连续的过程会生成一个图,并为每个节点按顺序生成哈希。由于哈希的缘故,它必须一个接一个地完成。

产生的一类图是深度稳健图(DRG),它们与这些扩张图相连,有一个复杂的格结构。最后,我们将原始数据编码成我们称之为副本的内容,副本作为value值提交。如果愿意的话,您可以获取相同的源数据并对其进行多次编码,最终会得到多个不同的唯一编码副本。

现在可以在SNARK中完成以上的整个编码,但花费较大。

关于所有这些工作的宏伟故事正如“过山车证明”。随着时间的推移,您最终创建了大量不同的构造,所有这些不同的参数服务于不同的用例。

参数的选择,而不是在Filecoin中的证明的选择,花了我们很长时间才最终确定。

所有这些参数优化都是如此的艰难,以至于我们不得不编写软件来处理这个问题。我们有一个约束求解器来处理约束优化问题,选择证明结构和Filecoin中的参数。

我们使用了一个叫做Orient的工具,它有一种特殊的语言,您可以在其中定义一个特定的算法及其生成的工件,然后将它们组合成更大的工件,其中包含所有这些变量和参数。

然后矿工可以来做实验,比如说,某个特定哈希需要多长时间,然后把数据插入一些参数,计算出其他一些参数必须项。

因此,Filecoin的证明系统形成了三大优势:

● 我认为没有其他网络使用复制证明,这是我们的优势,是我们创造了该领域。

● 我们也是唯一一家拥有这种流动性市场结构的区块链项目,这种结构的目的是在一种买卖结构的基础上进行优化。在这种结构下,矿工和客户能够一起对存储价格进行协商,然后在此基础上形成交易。

● 我认为我们也是唯一一个在实用性存储支持下达成共识的项目。对于其他网络,这可能仅是一个有空间证明支持的共识,但在我们的案例中,已经真实运用。

同时,通过libp2p与IPFS的紧密集成,以及其他一些已经在IPFS上大量使用的技术,将所有数据直接备份到Filecoin中会很容易。

更值得一提的是,IPFS是一个开放的网络,我们已经看到其他网络开始增加对它的支持。因此,它应该是一个分离层。

Filecoin创始人胡安完整版采访观看地址:

https://www.zeroknowledge.fm/106


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引擎存储官方团队

2020年3月9日


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