什么是filecoin

概念

• Filecoin是基于區塊鏈機制的分布式存儲網絡。
• Filecoin 礦工可以選擇提供網絡存儲，通過定期產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協議擁有兩個交易市場，數據檢索和數據存儲，雙方在市場里面提交自己的需求，達成交易。
• Filecoin并沒有使用Nakamoto風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：礦工在共識協議中的能力與其所提供的存儲量成正比。
• Filecoin區塊鏈不僅維護FIL交易和帳戶的狀態，而且實現Filecoin VM，這是一種復制狀態機，在網絡參與者之間執行各智能合約

filecoin與ifps的關系

IPFS不是區塊鏈項目，它是一種分布式的、點對點的新型超媒體傳輸協議，對標目前的互聯網 HTTP 協議，主要作用是提供數據的存儲和傳輸。ipfs是一個協議也是一個p2p網絡，它類似現在的bt網絡，只是擁有更強大的功能，使得ipfs可以擁有了取代http的能力。所以，IPFS 可以成為區塊鏈的底層基礎設施，為區塊鏈、DApp 提供數據存儲服務。

Filecoin 是運行在 IPFS 上的一個激勵層，是一個區塊鏈項目。Filecoin 和 IPFS 一樣，兩者均由Protocol Labs創建。 。filecoin是一個分布式存儲網絡，把云存儲變為一個算法市場，代幣和區塊鏈在這里面起到很重要的作用。

ipfs有巨大存儲需求和節點需求，我們都知道p2p網絡節點越多下載越快，如果沒有激勵機制，誰愿意貢獻如此多的節點和存儲呢，于是filecoin來了。filecoin可以為ipfs貢獻很多很多節點，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filecoin的message
3.以太坊有外部賬戶和合約賬戶概念，對應filecoin的actor

架構概述

filecoin子系統

filecoin協議概述

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鏈上交易流程圖

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核心概念

Sectors

扇區，礦工提供存儲空間的最小單元，也就是說在我們創建礦工的時候抵押存儲空間大小必須是 Sector 的整數倍。目前測試網絡一個 Sector 的大小是 32GB。

Pieces

數據單元，是 Filecoin 網絡中最小存儲單位，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

數據分配追蹤表，它記錄了每個 Pieces 和 Sector 的對應關系，如某個 Pieces 存儲在了哪個 Sector. 當某個 Sector 被存滿(Fill)了之后，系統將會把該 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 網絡抵押 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兩種角色，客戶和礦工。 外加一個區塊鏈網絡和市場管理者(Manage), 這就構成了整個 Filecoin 的 DSN 網絡，具體交易流程如下:

（1）客戶和礦工分別發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), 以及需要備份的數量(比如 3 份)，備份數量越多，文件丟失的概率就越低，當然價格也就更高一些。

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

（3）分別執行 Put.MatchOrders 和 Get.MatchOrders 進行訂單撮合，成功之后會運行 Manage.AssignOrders 來標記該訂單為Deal Orders(成交訂單)， 并在 AllocationTable 中記訂單的 Pieces 和 Sector 信息。

（4）執行文件的 Put 操作，即把文件存儲到礦工的硬盤，并生成 PoRep(復制證明)發送給交易網絡存儲到區塊鏈。

（5）礦工需要定期(every epoch)需要向交易網絡發送PoSt(時空證明)來證明你這段時間確實存儲了指定的文件，交易網絡在驗證之后，支付你相應費用(FIL).

核心算法

復制證明

“復制證明”(PoRep）是一個新型的存儲證明。它允許服務器（證明人P）說服用戶（驗證者V）一些數據D已被復制到它唯一的專用物理存儲上了。

PoRep協議其特征是多項式時間算法的元組：(Setup, Prove, Verify）
? PoRep.Setup(1λ, D） → R, SP, SV, 其中SP和SV是P和V的特點方案的設置變量，λ是一個安全參數。PoRep.Setup用來生成副本R，并且給予P和V必要的信息來運行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算PoRep.Setup。
? PoRep.Prove(SP, R, c） → πc，其中c是驗證人V發出的隨機驗證，πc是證明人產生的可以訪問數據D的特定副本R的證明。PoRep.Prove由P（證明人）為V（驗證者）運行生成πc。
? PoRep.Verify(Sv, c, πc） → {0, 1}，用來檢測證明是否是正確。PoRep.Verify由V運行和說服V相信P已經存儲了R。

時空證明

“時空證明”（PoSt）使得有效的證明人P能夠說服一個驗證者V相信P在一段時間內已經存儲了一些數據D。

PoSt其特征是多項式時間算法的元組：(Setup, Prove, Verify）
? PoSt.Setup(1λ,D）->Sp，Sv，其中SP和SV是P和V的特點方案的設置變量，λ是一個安全參數。PoSt.Setup用來給予P和V必要的信息來運行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算PoSt.Setup。
? PoSt.Prove(Sp, D, c, t） → πc，其中c是驗證人V發出的隨機驗證，πc是證明人在一段時間內可以訪問數據D的證明。PoSt.Prove由P（證明人）為V（驗證者）運行生成πc。
? PoSt.Verify(Sv, c, t, πc） → {0, 1}，用來檢測證明是否是正確。PoSt.Verify由V運行和說服V相信P在一段時間內已經存儲了R。

參考文獻

filecoin白皮書
filecoin spec
ipfs和filecoin的關系
filecoin工作原理

總結

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

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