Filecoin网络逻辑结构分析

Polkadot数据基础设施组件Kylin Network完成种子轮融资

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Web3.0是当代互联网迈向下一时代的自然进化,下一代互联网必须满足机器智能,万物互联的链接需求,分布式存储势必成为Web3.0时代必要的支撑。为此,我们启动了燎原计划,燎原计划共分为启动周、技术周、产品周和应用周,相信接下来的内容更值得大家期待,昨天举办的燎原计划技术周【Filecoin网络逻辑结构分析】AMA直播核心内容已为大家整理完毕,没来得及参与的小伙伴赶紧来收藏干货吧!

问题集锦

Q: Filecoin主网启动背后的整个网络到底有多宏大?

答:在回答这个问题之前先让大家看一下filecoin官方给出的filecoin 说明目录。里面详细说明了filecoin体系架构,系统框架,它所用到的函数库和算法,名词解释,协议规则,filecoin的Louts,Rust以及C++方式的实现等。

可以看到整个网络是非常宏大且复杂的,我们将简单介绍一下它的库和算法,它引用了Drand(随机信标协议),IPFS(星际文件系统)、Multiformats协议、IPLD数据模型和libp2p协议栈等函数库。

Drand是Filecoin依赖的公开可验证的随机信标协议,它可以生成一个随机值,该随机值一定是任何人都不可预测,且能够验证的,这将保证了一定的公平性。

Libp2p是用于对等网络模块化的协议栈,filecoin中使用了它的一个组件Kademlia DHT,它用来快速定位对等节点和对等节点数据信息,从而实现数据交换。

算法中这里主要介绍一下存储证明和DAG算法。他们都用于保护用户数据安全。存储证明包括了复制证明和时空证明。

复制证明(PoRep):简单来说,就是当用户把数据交给矿工存储后,用户怎么知道是否存储了自己的数据呢?这个时候矿工就需要提供证明来证明自己已经保存了用户数据的副本。

PoRep流程包括以下两个阶段:

密封preCommit阶段1。在此阶段中,进行PoRep SDR 编码和复制。

密封preCommit阶段2。在此阶段中, 使用Poseidon哈希算法执行Merkle证明和树生成。

时空证明(PoSt):简单来说就是矿工存储了用户的数据后,需要定期的提交数据信息来证明用户的数据一直被完整的存储。

在PoSt流程中可以实现两种类型的挑战(及其对应的机制),即WinningPoSt和WindowPoSt,每种挑战都有不同的用途。

WinningPoSt用于证明矿工在被询问时具有数据的副本。

WindowPoSt用作数据副本在一段时间内一直被保存的证明。这涉及到定期提交证明。

DAG(Directed acyclic graph)是一个有向无环图,即有方向却不会形成闭环。可以用这张图来理解它。

假设当你发布新交易时,前面有两个有效区块,那么你的区块会主动同时链接到前面两个之中,DAG 中的每个新单元,验证并确认其父单元,以及父单元的父单元,慢慢可达创世单元,并将其父单元的哈希包含到自己的单元里面。随着时间递增,所有交易的区块链相互连接,形成图状结构,如若要更改数据,那就不仅仅是几个区块的问题了,而是整个区块图的数据更改。DAG这个模式相比来说,要进行的复杂度更高,更难以被更改。

以上只介绍了冰山一角,更多filecoin网络内容可以在https://spec.filecoin.io/上查看,有兴趣的伙伴可以进行查阅,学习。

Q: 完成这样宏大的网络官方都做了哪些事情?

答:针对这个问题,大家可以从下面的时间线上来查看官方到底做了哪些事情。因官方做了非常多的事情,以下仅为重要节点事件:

2017-7月-12月 

2017年7月19日 宣布filecoin代币销售和升级的白皮书(发布时空证明和复制证明);

2017年9月13日代币销售完成募集超过2.05亿美元;

2019年2月-2019年12月 

2019年2月14日 fielcoin代码在Github上开源;

2019年3月27日 go-filecoin0.1.4发布,加入了初始的时空证明;

2019年4月19日 与以太坊基金会在可验证延迟函数(VDF)上的合作;

2019年4月24日 宣布filecoin挖矿社区电话;

2019年7月9日 发布go-filecoin0.3.2,完成了文件币存储协议的重要一步,对智能合约做了一些更改。此版本附带了许多不那么明显但影响较大的代码和测试改进。0.3.2还通过新的改进go-filecoin deals命令(包括用于用户友好的存储交易管理)对UX进行了重大改进。

2019年9月25日宣布初始测试网上线。

2019年10月16日 lotus上线,第一个备用filecoin。

2019年10月22日可信任配置发布(第一阶段)

2019年12月11日 测试网上线.

2020年1月-2020年7月 

2020年1月30日 测试网第二阶段更新。

2020年1月31日rust和C++中的filecoin实现。

2020年6月9日 宣布测试网奖励计划。

2020年6月11日 更新可信配置(第二阶段)。

2020年7月6日 ProtoSchool推出filecoin教程

2020年7月7日 推出挖矿指南。

2020年7月14日准备太空竞赛

2020年8月-至今 

2020年8月12日 深入探讨随机信标。

2020年8月27日 发布filecoin经济模型

2020年8月28日可信配置环节完成。

2020年9月12日 推出第二轮太空竞赛

2020年9月18日 宣布太空竞赛2

2020年9月27日 宣布主网点火和启动阶段;

2020年10月13日 大规模升级Spec

2020年10月15日 filecoin主网上线

2020年11月9日 上海区块链周回顾以及弹弓测试第二阶段介绍

2020年11月11日 线上讨论filecoin plus

Q: 大陆节点取得的技术进展与成果有哪些?

答:其实这个大陆节点在之前的一期文章中已经详细介绍了,在这我只为大家简单介绍一下:

成果一:大陆节点技术团队已掌握以lotus系列程序构建filecoin多种类型网络。

成果二:大陆节点挖矿集群技术相关应用在紧跟lotus系列程序源码的更新进行持续优化迭代。

成果三:大陆节点扇区状态:0错误。

在这要特别指出的是,Drand是实现Filecoin网络公平且安全有效运行重要一环,是安全加密的基础,也是一项非常难实现的技术,它对分布式网络具有重要意义。 官方博客也特意对Drand做了介绍。简单来说,Drand是一项提供可公开访问的随机性以供第三方使用的服务,它的独特之处在于它可以通过结合独立运行的服务器网络的贡献来生成随机性。这意味着Drand将分布式网络的强度,安全性和弹性纳入随机性生成过程中。 因为Drand网络分布在多个服务器节点上,所以没有故障的中心点,这意味着Drand不会受到偏见,也不会因单个内部人员或单个网络伙伴的妥协而停止。Drand是一个快速发展的项目,具有足够的增长空间。随着drand的发展,我们可能会看到以新的方式扩展网络,以满足不断增长的行业需求并适应新技术,例如密码学和量子计算的进步。drand目前已经是一项前沿服务,可以为包括Filecoin网络在内的许多数字项目做出重要贡献。此次大陆节点对构建Drand网络的掌握,将会让大陆节点在未来整个IPFS和Filecoin生态创造更多可能性。

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