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。

国务院：推进科普与区块链技术深度融合:为贯彻落实党中央、国务院关于科普和科学素质建设的重要部署，依据《中华人民共和国科学技术进步法》、《中华人民共和国科学技术普及法》制定《全民科学素质行动规划纲要（2021－2035年）》，其中要求实施智慧科普建设工程。推进科普与区块链等技术深度融合，强化需求感知、用户分层、情景应用理念，推动传播方式、组织动员、运营服务等创新升级，加强“科普中国”建设，强化科普信息落地应用，与智慧教育、智慧城市、智慧社区等深度融合。（新华社）[2021/7/10 0:40:52]

TRON数字钱包科普资料《波场钱包的现在过去与未来》已上线:据最新消息显示，由TokenPocket联合波场TRON官方，以及 TokenPocket 社区志愿者共同撰写的《波场钱包的现在过去与未来》已正式上线。《波场钱包的现在过去与未来》又称为波场钱包小白书，详细介绍了当前TRON钱包与TRON生态密切结合的实例，是目前市面上最为详细的TRON数字钱包科普资料。波场钱包作为波场公链生态中极为重要的入口，是波场生态的重要构成要素。波场钱包从一开始只提供权限管理、转账收款、节点投票等基础功能，到如今不仅可以为用户提供法币交易、闪兑和去中心化交易所等方便快捷的交易服务，还能让用户直接在钱包上体验波场上DApp，挖矿、DeFi、Staking等资产增值服务。详情见原文链接。[2020/8/20]

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。

声音 | CNBC主持人：加密货币最大的缺点之一就是难以向外行快速科普:CNBC主持人Ran NeuNer近期发推称，加密货币最大的缺点之一就是很难向外行快速解释。当人们要求我向他们解释比特币时，我知道他们至少需要一个小时才能真正理解。[2019/9/10]

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：

科普时报：区块链与云计算长期发展目标不谋而合:据《科普时报》今日报道，区块链与云计算两项技术的结合，从宏观上来说，一方面，利用云计算已有的基础服务设施或根据实际需求做相应改变，实现开发应用流程加速，满足未来区块链生态系统中初创企业、学术机构、开源机构、联盟和金融等机构对区块链应用的需求。另一方面，对于云计算来说，“可信、可靠、可控制”被认为是云计算发展必须要翻越的“三座山”，而区块链技术以去中心化、匿名性，以及数据不可篡改为主要特征，与云计算长期发展目标不谋而合。[2018/5/4]

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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