不可忽视的Filecoin可验证存储功能：建立全局网络信任

新专题——Filecoin协议特有功能，本文是专题第二篇，重点介绍Filecoin协议下的 可验证存储功能 ！存储验证是将Filecoin市场整合在一起的粘合剂，它确保了网络上存储的所有数据的完整性。

Filecoin市场能有效运行，因为客户可以确信网络上的存储矿工在正确地存储数据。这种信心来自Filecoin自己独特的证明系统，该系统可确保Filecoin网络上的存储工作按合同规定进行。

使用Filecoin， 可以对矿工的存储进行公开审核 。即我们的存储证明可为Filecoin网络的每个用户提供保证，确保所有矿工都按承诺存储数据。

为了使这些数据完整性检查能够为存储用户提供他们所希望的保证，这些检查必须是Filecoin最基本协议的一部分。这就是Filecoin的证明系统的作用之处。

证明系统 ，它是参与者（通常是矿工）用来验证存储服务的加密协议。Filecoin的证明系统解决了去中心化存储以前难以解决的问题：矿工如何证明他们确实存储了他们所说的 时间数据 以及他们专用的 物理空间 ？为了理解这一点，我们需要看一下Filecoin如何实现去中心化存储，以及证明系统的独特之处。

一、Filecoin如何实现去中心化存储

在集中式存储服务中，我们信任可以保证其系统完整性和安全性的知名公司或实体。该 第三方实体是保持对网络信心的关键 。例如，当我们使用Amazon S3进行云存储时，我们并不真正信任Amazon使用的数据服务器网络。而是，我们相信亚马逊可以保证网络按承诺运行-根据公司的服务水平协议，我们存储在亚马逊上的数据将是安全和可用的。

对去中心化存储网络的信任更难以实现。在Filecoin网络上，世界上任何人都可以提供存储空间。但是要在像Filecoin这样的去中心化网络上保持信任，您需要一种在 全局网络本身 上建立信任的方法。

Filecoin的证明系统，通过在Filecoin区块链的协议层中建立信任来做到这一点。Filecoin协议利用 存储证明 作为在Filecoin区块链中达成共识的核心机制。

在每个公共区块链上， “共识”定义了有关存在于区块链上的数据条目的协议。 为了达成共识，区块链依靠共识算法生成新的区块，并保护区块链免受欺诈性数据输入的侵害。这些算法精确地确定了矿工如何为建立和维护区块链做出贡献。

但是，尽管其他区块链依赖于要求矿工执行浪费工作的共识算法（例如，工作量证明区块链），但Filecoin的共识机制却使矿工参与了 提供和验证存储数据完整性 的有用工作（各种存储证明，即验证的复制和验证的时空）。

这意味着 Filecoin区块链本身会验证矿工执行的存储行为 。这就是Filecoin在其去中心化网络的协议层中建立信任的方式。在它的核心，Filecoin的共识算法由两个证明机制驱动，这两种机制共同使数据存储在Filecoin区块链上可公开验证：复制证明和时空证明。

二、复制证明和时空证明

要验证Filecoin网络上的存储，您需要证明两点。首先，您需要证明正确的数据集存储在给定的存储空间中。其次，您需要证明在给定的时间内连续存储了相同的数据集。

Filecoin的证明算法执行这些验证任务。复制证明证明给定的矿工正在存储客户原始数据的 物理唯一副本 ，而时空证明证明客户的数据随时间 连续存储 。这是两个证明的工作方式。

复制证明（PoRep）从称为 “密封”的过程开始 。矿工专用于一部分可用存储空间，称为“扇区”，用于存储客户的数据。填充该扇区后，将其密封。密封是一组将扇区逐渐转换为原始数据的唯一副本的操作。该副本与Filecoin矿工的公钥关联。为了执行最终的PoRep，矿工然后将副本（其CommR）的加密哈希提交到公共Filecoin区块链。

通过PoRep，矿工可以提供公开证明，证明他们在执行证明时正在 存储客户数据的唯一编码 。只有拥有全部原始数据的矿工才能向Filecoin区块链提交正确的CommR（对副本的链上承诺）。但是，仅一个PoRep并不能验证存储是否随时间连续。

这就是时空证明（PoSt）的来源。 使用PoSt，要求随机选择的矿工为他们维护的随机选择的存储扇区提供PoRep。这是通过向矿工发出加密挑战的程序来完成的，只有通过直接咨询密封扇区才能正确回答。矿工必须在严格的时限内应对这一挑战。每个矿工必须每天证明其所有存储，并且还随机选择矿工来证明存储，以赢得区块。密封的计算难度确保了矿工必须保持对密封扇区的随时访问和完整性。

PoRep和PoSt共同构成Filecoin独特的证明系统，将存储证明和空间证明结合在一起。

除了证明系统之外，Filecoin网络还依靠 博弈论的动机 来阻止恶意或过失的活动。同意在Filecoin网络上存储数据的所有矿工在协议时必须以Filecoin的形式提供抵押品。任何未通过PoSt检查的存储矿工都将受到处罚，并且每当施加罚款时，该抵押品的一部分都会丢失。罚款过多后，所有抵押品都将丢失，从而阻止了矿工再次向客户提供存储。

三、结论

Filecoin协议采用新颖的 加密技术、共识协议和博弈论激励机制 设计，提供了客户和矿工可以放心使用的去中心化存储网络和市场，核心是Filecoin独特的存储验证方法。

您可以在我们最新的ProtoSchool教程中阅读有关在Filecoin上验证存储的更多信息。

https://proto.school/#/verifying-storage-on-filecoin