Filecoin的特性：可验证存储

Filecoin系统之所以能够有效的运行：是因为用户有信心系统中的存储矿工能正确地存储用户的数据。这种信心源于Filecoin独特的证明系统，这种证明系统保证Filecoin中的存储服务能符合用户的需求。

在Filecoin中，存储矿工是被公开审计的。换句话说，系统的存储证明承诺存储矿工的确存储了用户上传的数据。对所存储数据的验证就是将用户和矿工粘合在一起的粘合剂，它保证了所有存储的数据的完整性。

对所存储数据完整性的检查就像是对用户的一种保证，这种检查必须是Filecoin系统最基础的协议。这是Filecoin证明系统得以正常运转的保证。

一个证明系统是一种加密协议，它是参与者（通常为矿工）用来验证存储服务有效性的工具。Filecoin的证明系统解决了去中心化存储中一直以来一个悬而未决的问题：矿工如何证明他们确实在一段时间内分配了存储空间存储着用户的数据。

为了理解这一点，我们需要深入看看Filecoin是如何实现去中心化存储以及这个证明系统为什么是独特的。

那么Filecoin是如何实现去中心化存储的呢？

在中心化存储服务中，人们信任的是提供存储的公司，这些公司保证数据的完整性和安全性，他们是维护系统信心的关键。

比如当我们用亚马逊S3（云存储服务）时，我们相信的并非是S3使用的服务器，而是相信亚马逊会保证系统正常运作，我们存储在S3上的数据能安全地保存并根据服务条款随时可用。

在去中心化存储中信任的获得会难很多。在Filecoin中，任何人都可以提供存储空间，要使这样一个去中心化系统获得信任，需要某种手段建立这种信任。

Filecoin的证明系统在协议层构建了这种信任机制。Filecoin协议使用了存储证明作为系统的核心机制使系统达到共识。

在任何一个公链中，“共识”定义了区块链中数据的协议。为了达到这种共识，区块链依赖共识算法产生新的区块并保证区块的有效。共识算法定义了矿工运作及维系区块链系统的方式。

某些区块链中的共识算法要矿工执行的只是一些毫无意义的运算（比如POW），但Filecoin的共识机制（复制证明、时空证明）要矿工提供的是有价值的服务---存储数据、验证数据完整性等。

这意味着Filecoin区块链要验证矿工存储数据的行为，这就是Filecoin在协议层构建系统信任的方式。其核心是Filecoin的共识算法（复制证明和时空证明）让数据存储可被公开验证。

接下来我们看看Filecoin的复制证明和时空证明。

为了验证Filecoin中的存储，需要做到两点：首先是证明用户的数据存储在了一个给定的存储空间，再是证明这些数据在一段给定的时间内一直存储在这个空间中。

Filecoin的证明算法执行的就是这些任务。复制证明证明矿工确实存储了用户的数据，时空证明证明了用户的数据在一段给定的时间内一直存储在矿工的存储空间中。

复制证明的第一步是封装“Sealing”，一个矿工要拿出一块存储空间（称为扇区“sector”）存储用户数据。当这个存储空间存满数据后，它被封装。

封装启动一系列操作对该扇区进行计算得到一个唯一的replica。这个replica和矿工的公钥相关。最后矿工将replica的哈希值提交到Filecoin区块链上。

通过复制证明，矿工能够证明他们存储了用户的数据，只有当矿工完整地存储了用户的数据后才能向系统提交一个正确的哈希值。但如果向系统提交的哈希值只有一个并不能证明矿工在一段时间内持续存储有用户的数据。

这时就需要时空证明了。时空证明机制随机抽取矿工，要他们提供所存储数据的复制证明。在这个过程中，系统会随机挑选一些矿工向他们发起挑战----给他们出题。

同时矿工还被要求必须在一定的时间限制内解答这道题。要正确并且快速地解答系统出的题矿工必须一直存储用户的数据。因此每个矿工要持续存储用户的数据并随时准备迎接系统的挑战。

除了证明系统，Filecoin还引入了博弈论机制防范矿工作恶----参与挖矿的矿工必须有代币抵押。任何没有正确应答系统挑战的矿工他们所抵押的代币将被系统罚没。

这就是Filecoin系统验证数据存储的原理及过程。

我是IPFS/Filecoin社区发起人晓熙（加入社区，联系v号： liandaoxixi），IPFS/Filecoin是全球共识最大的去中心化存储项目，我会定期在社区分享专业的资讯，为IPFS/Filecoin爱好者建设一个共赢的学习社区。

参考链接：https://filecoin.io/blog/filecoin-features-verifiable-storage/

本文来源：Filecoin社区
原文标题：Filecoin的特性：可验证存储

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编译者/作者：Filecoin社区

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