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Filecoin的挖矿原理是什么?

2023-08-14 16:57:54 57 0
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Filecoin是一个去中心化的存储网络,它旨在利用全球范围内的闲置存储资源,为用户提供低成本、高效率、可靠的数据存储和检索服务。Filecoin的核心技术是IPFS(InterPlanetary File System),一种点对点的分布式文件系统,它可以将文件切分成小块,并通过哈希值进行定位和验证。Filecoin在IPFS的基础上,引入了一种激励层,即Filecoin网络,它通过区块链技术和加密货币(FIL)来激励用户参与网络的建设和维护。

Filecoin的挖矿过程可以分为三个方面:存储、检索和证明。下面我们分别来介绍这三个方面的内容。

存储是Filecoin网络的基础,也是矿工获得收益的主要方式。在Filecoin网络中,有两种类型的矿工:存储矿工和检索矿工。存储矿工是指那些将自己的硬盘空间贡献给网络,并为客户端提供数据存储服务的节点。检索矿工是指那些为客户端提供数据检索服务,并提供带宽资源的节点。存储矿工和检索矿工可以是同一个节点,也可以是不同的节点。

存储矿工需要通过以下步骤来完成存储服务:

1.首先,存储矿工需要向网络公布自己的可用空间、价格、持续时间等信息,并提供一定数量的FIL作为抵押。

2.然后,客户端根据自己的需求,在网络中寻找合适的存储矿工,并与之达成一个存储协议(deal)。该协议包含了双方约定的文件大小、价格、持续时间等信息,并在区块链上记录下来。

3.接着,客户端将要存储的文件发送给存储矿工,存储矿工将文件切分成若干个扇区(sector),每个扇区大小为32GB或64GB,并对每个扇区进行加密和复制。

4.最后,存储矿工将每个扇区封装(seal)成一个密封扇区(sealed sector),并将其提交到网络中。密封扇区是一种特殊的数据结构,它包含了文件内容、文件哈希值、扇区ID等信息,并且经过了一种耗时且不可逆的计算过程。密封扇区可以证明存储矿工确实拥有并保存了文件内容。

检索是Filecoin网络的另一个重要功能,它使得客户端可以从网络中获取自己想要的文件。在Filecoin网络中,检索服务是由检索矿工提供的。检索矿工需要通过以下步骤来完成检索服务:

1.首先,客户端向网络发送一个检索请求,该请求包含了要检索的文件的哈希值、大小、价格等信息。

2.然后,网络中的检索矿工根据自己的可用带宽、存储空间、价格等信息,对该请求进行竞价。竞价的结果会在区块链上记录下来。

3.接着,客户端选择一个中标的检索矿工,并与之建立一个支付通道(payment channel)。支付通道是一种链下的支付方式,它可以让客户端和检索矿工在不触发区块链交易的情况下,实现快速、低成本、安全的支付。

4.最后,检索矿工从存储矿工那里获取文件内容,并将其发送给客户端。客户端在收到文件内容的同时,通过支付通道向检索矿工支付相应的费用。

证明是Filecoin网络的核心机制,它可以确保存储矿工和检索矿工真实地履行了他们的服务承诺,并且可以防止作弊和攻击。在Filecoin网络中,有两种类型的证明:存储证明(Proof-of-Replication,PoRep)和时空证明(Proof-of-Spacetime,PoSt)。

存储证明是指存储矿工在提交密封扇区时,需要向网络提供一个证明,表明他们确实复制并加密了文件内容,并且没有篡改或删除任何数据。存储证明是一种交互式的零知识证明(interactive zero-knowledge proof),它可以让存储矿工在不泄露文件内容的情况下,证明自己拥有文件内容。存储证明的过程如下:

1.首先,存储矿工将密封扇区提交到网络中,并声明自己拥有该扇区。

2.然后,网络中的一个验证者(verifier)会随机地向存储矿工发起一个挑战(challenge),要求他们提供某个扇区中某个位置的数据。

3.接着,存储矿工根据自己的密封扇区和密钥,计算出该位置的数据,并将其作为一个回应(response)发送给验证者。

4.最后,验证者根据回应和公开信息,验证存储矿工是否真的拥有该扇区。如果验证成功,则存储矿工通过了存储证明;如果验证失败,则存储矿工被视为作弊,并受到惩罚。

时空证明是指存储矿工在整个存储期间,需要定期向网络提供一个证明,表明他们仍然持有并保存了文件内容,并且没有丢失或损坏任何数据。时空证明是一种非交互式的零知识证明(non-interactive zero-knowledge proof),它可以让存储矿工在不泄露文件内容的情况下,证明自己持续地拥有文件内容。时空证明的过程如下:

1.首先,网络会根据每个存储协议的持续时间,将其划分为若干个时间窗口(window)。每个时间窗口对应一个时空纪元(spacetime epoch),每个时空纪元对应一个随机数(randomness)。

2.然后,在每个时间窗口内,存储矿工需要根据自己的密封扇区、密钥和随机数,计算出一个时空证明,并将其提交到网络中。

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