区块链:科普:Filecoin出块原理解析

想要了解Filecoin出块原理,首先要熟悉其共识机制,Filecoin常被提及的两个证明机制是复制证明和时空证明,不过它所包含的证明机制并不只有两个,我们首先来看看主要包括哪些。

Filecoin建立在空间证明制的改进之上。这与股权证明制有关,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。通俗来说,PoS代表有效存储空间,即存储能力。预期共识是Filecoin区块链的主要出块共识,是一种概率拜占庭容错共识机制,它的目标是使得矿工出块的权益,与自己对存储的贡献成正比。也就是说,矿机被使用的有效存储空间,在整个网络中的总使用空间中所占比例,就是此矿机能够出块的概率。

IMF今日发布的加密货币科普视频实为两年前旧闻,且存在诸多疏漏:国际货币基金组织IMF今日在推特上发布了一条关于加密货币的科普视频,这段时长两分钟的视频最初发布于2018年6月。该视频称加密货币是“货币进化的下一步”,但没有特别提到DLT、区块链,甚至是代币名称等术语。BTC、XRP和ETH只出现在说明加密交易的图形中。尽管这段视频到目前为止已经获得了超过13.7万的点击量和2900个赞,但来自加密社区的许多反应都是批评的,他们指出了信息中的漏洞和似乎具有误导性的措辞。

Reddit用户nanooverbtc称:“他们犯了很多错误,比如把私钥称为密码。”该视频也没有讨论挖矿或加密货币供应。Kraken策略师Pierre Rochard等知名人士表示:“可证明的稀缺性是比特币有趣的原因,你忘了提这一点。”(Cointelegraph)[2020/8/24]

动态 | 新浪财经:官媒针对区块链的报道从科普宣传转向打假监管:据新浪财经今日消息,“1025新政”满月,一个月间,官媒对区块链的态度风向已转。据11月初的一项统计,七家党媒在新政一周内发布了65篇直接相关报道,当时文章中的关键词是数据、产业、安全、创新等,大量文章偏向于科普区块链的概念以及应用介绍,提醒警惕虚拟货币炒作的仅有3篇。近期,官媒的批评焦点则纷纷指向借区块链之名进行的虚拟货币发行和炒作行为。据统计,新华网、人民网收录转载的,以打击虚拟货币或揭露假借区块链行为主题的文章,自10月25日到11月25日午间,共28篇;其中,11月19日至11月25日的一周内就高达15篇。这些文章主要围绕三个观点展开:厘清区块链和虚拟货币的关系,说明二者概念不等;打击伪“区块链”局,或是虚拟货币局揭露;提醒民众,区块链不能成为炒作的噱头,更不是行的招牌,需警惕此类活动,理性投资。[2019/11/26]

其他主要证明方式还包括:复制证明Proof-of-Replication,PoRepPoRep是PoS的进阶版,可以证明矿工已将数据存储,并保证每份数据存储的独立性,同时防止女巫攻击、外源攻击和生成攻击。复制证明避免让矿工可以透过不同方法让自身存储数据小于承诺存储数据,以获得额外报酬。时空证明Proof-of-Spacetime,PoSt矿工证明自己花费了Spacetime资源,即一定时间内的存储空间的使用,PoSt是基于复制证明实现的。即使验证者不在线,也能够在未来去验证矿工在该段时间内生成了证明链,有效防止临时生成数据攻击。数据持有性证明Provable-Data-Possession,PDP矿工完成了用户存储数据的订单后,为了证明数据已经被自己存储,用户可以多次验证矿工是否将其数据保持存储的状态。可检索证明Proof-of-Retrievability,PoRet与PDP类似,证明矿工存储的数据是可以用来查询的。总结:在预期共识中,矿工赢得选举的可能性跟矿工当前的存储能力成正比,而存储能力则由复制证明和时空证明来衡量。再用一张图来详解这几个证明机制之间的关系。

动态 | 币安科普MimbleWimble算法:币安官方推特今日发布隐私算法Mimblewimble的科普贴,在下方留言区大量网友留言猜测是否是基于 Mimblewimble算法的隐私币Grin或者Beam即将登陆币安交易所,其中猜测Grin的呼声更高。[2019/9/2]

对Filecoin共识机制有了大体了解之后,我们循序渐进,来看看Filecoin的出块流程,包含3个阶段:

声音 | 火星人朋友圈科普RAM:火星人在朋友圈发文称,“什么是RAM?简单来说就是EOS这个国家的土地,所有的经济行为都离不开土地。只要EOS的BP们能投票形成一个稳定的供给预期,并且不改变目前的Bancor算法,那么RAM后续的价格有可能会像北上广深的房价走势。房价下跌不行,房价过快上涨也不行,EOS的生态越来越像某国了,真有意思。”[2018/7/6]

阶段一密封矿工会先获取存储订单,把数据切成256KB的小块,用特定算法(StackedDRG)进行密封生成副本。这个过程最耗时,数据越多,时间越长。初期,大家硬盘都是空的,就比谁存储速度更快,即"密封速度",这会涉及软件算法的优化、CPU、内存、以及硬盘的读写能力。这个过程会让硬盘几周内就被写满。阶段二复制证明接下来就是生成"复制证明zksnark"的过程,用特定算法对存储数据生成一个"零知识证明",以验证密封的数据来源于客户的源数据,需要在指定时间内(30秒)完成,并广播到全网,让别人确认该出块的有效,然后上链。这个过程要用到GPU加速,如果30秒内完不成,将得不到块奖励。阶段三Sector证明矿工会将客户提供的数据存放于网络中,这个区域称为扇区Sector。每个扇区会包含存储文件内容及承诺存储时长,确保客户在约定存储时长中,可以自由运用自身存储的数据。矿工添加一个扇区至\nFilecoin网络时,需要质押一笔锁定币。链上的miner智能合约会验证提交的证明是否正确,这可以达到毫秒级处理速度。

以上是完整Filecoin出块流程基本介绍,矿工在赢得区块奖励后,仍然需要持续证明存储的数据没有丢失,因此就到了最后一环时空证明。时空证明:矿工必须每1小时左右,提交一次复制证明,证明数据还在。链上也会在每个出块时间随机发出挑战challenge,来验证数据是否存在。如果失败,则被扣除抵押币。

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