Filecoin的SDR算法（二）时空证明算法

在前一篇我们分享到在DRG结构中，每一个节点会被按顺序标号，且节点标号只能以串行的方式进行而无法以并行的方式进行。

当系统对图中的每一个节点都标完号后，最后一个标号即是系统所得到的结果。

这个最后算出来的“标号”就用来编码原始数据，并产生replica。

SDR产生的这个结果由于包含了大量的证明数据因此容量非常大，往往不适合区块链使用。

为此Filecoin团队引入了SNARKs，对这个SDR产生的结果再进行一次计算。这样如果SNARKs计算的结果能够得到验证，也就相当于SDR产生的结果得到了验证。

复制证明证明矿工的每一个扇区都被用于存储。在Filecoin中，复制证明保证两点：

(1)空间难度：存储矿工无法伪造它们贡献的存储空间；

(2)复制：存储矿工确实用它们的存储空间存储了用户数据。

以上便是Filecoin的SDR算法。

在Filecoin的共识机制中还有一个证明也非常重要，这就是时空证明（PoSt）。而Filecoin中使用的具体的时空证明算法被称为Election-PoSt。

Election-PoSt算法是一种融合了节点领导选举和时空证明的算法,这种算法要求矿工必须在每一轮打包区块时提交证明，证明他们确实贡献了存储空间。

Election-PoSt把通常的时空证明和区块产生相结合，这意味着矿工为了打包产生一个区块，必须提交一个时空证明（这个时空证明也是一种SNARK）。

更具体地说，矿工提交这个时空证明参与一个领导选举（Leader Election）。矿工贡献的存储空间越大，获胜的机率就越高。矿工根据他们所提交证明中证明的存储空间大小按比例获得区块奖励。在每一个时段矿工提交的时空证明数越多，他们能获得区块奖励就越多。

在一轮领导选举中，一个幸运的矿工成功证明了他贡献了一个扇区的存储空间后，在后续的每一轮领导选举中，他都必须证明他贡献了一个扇区的存储空间。

一旦他无法再提交这样的证明，他将无法再参与领导选举，这意味着他的算力变小了。

Election-PoSt中包含了Surprise PoSt清理机制（Surprise PoSt Cleanup）。这种机制会随机挑选一些在一段时间内都没有被选中的矿工，系统要这些矿工证明自己贡献的存储空间。

如果被选中的矿工无法应答这个挑战，则他们的算力会被系统限制，如果在接下来的两次Surprise PoSt中，该矿工都被选中并且都无法应答挑战，则该矿工会被系统清除。

为了让应答时空证明的时间尽量短，矿工被要求在获得区块打包权时便提交时空证明。当矿工打包一个区块后，他需要立即产生一个时空证明，并将该证明包含在区块头中，以待验证。

没有被ElectionPoSt选中的矿工，系统会在SurprisePoSt中挑战他们，以保证这些矿工仍然在正常工作。

这里要注意的是:在SurprisePoSt中被挑战的矿工即便正确应答了挑战也不会获得区块奖励，他们应答挑战只是为了让系统保留他们的算力，让他们继续留在系统中。

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-project.github.io/specs/#algorithms__porep

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编译者/作者：FIL社区

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