當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)正處于一股浪潮之中：中心專(zhuān)有式服務(wù)正逐漸被去中心式服務(wù)所取代；中心式信任方逐漸被可驗(yàn)證式分布計(jì)算取代；脆弱的位置尋址逐漸被彈性的內(nèi)容尋址取代；低效的整體服務(wù)逐漸被點(diǎn)對(duì)點(diǎn)算法市場(chǎng)取代。比特幣、以太坊及其他區(qū)塊鏈產(chǎn)品已經(jīng)證明了去中心化交易分賬的有效性。IPFS通過(guò)對(duì)全球性點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)所使用的數(shù)十億文件提供服務(wù)，證明了去中心化網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容尋址的效用。

Filecoin是一個(gè)去中心化的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，它可以將云存儲(chǔ)轉(zhuǎn)變?yōu)樗惴ㄊ袌?chǎng)。這個(gè)市場(chǎng)運(yùn)作在一個(gè)擁有本地協(xié)議記號(hào)（也叫做“Filecoin”）的區(qū)塊鏈上，在這個(gè)市場(chǎng)上，礦工們通過(guò)對(duì)客戶提供存儲(chǔ)服務(wù)賺取Filecoin。相對(duì)地，客戶可以使用Filecoin來(lái)雇傭礦工存儲(chǔ)或分發(fā)數(shù)據(jù)。

同比特幣相似，F(xiàn)ilecoin礦工們會(huì)為了追求回報(bào)而競(jìng)相開(kāi)采區(qū)塊，但Filecoin的開(kāi)采能力與存儲(chǔ)積極性正相關(guān)，這可以為客戶提供更有效用的服務(wù)（而不像比特幣，為了維持區(qū)塊鏈的一致性而限制其效用）。如此就激勵(lì)了礦工們盡可能多地積累存儲(chǔ)空間并租借給客戶。本協(xié)議可以將積累起來(lái)的資源組織成任何人都可信賴(lài)的、有自愈功能的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)復(fù)制和分發(fā)內(nèi)容建立自身的魯棒性，同時(shí)還可以自動(dòng)偵測(cè)和修復(fù)復(fù)制錯(cuò)誤?？蛻艨梢酝ㄟ^(guò)選擇復(fù)制參數(shù)防范不同的風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型。由于協(xié)議在客戶方對(duì)內(nèi)容進(jìn)行了端對(duì)端加密，存儲(chǔ)空間的提供者無(wú)法得到密匙，所以這種云存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)可以提供足夠的安全性。Filecoin作為IPFS頂端的激勵(lì)層，可以為任意數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)架構(gòu)，在保存去中心化數(shù)據(jù)、構(gòu)建和運(yùn)行分發(fā)應(yīng)用以及執(zhí)行智能合約的情況下格外有用。

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本文包含以下內(nèi)容：

• 介紹Filecoin網(wǎng)絡(luò)，概述協(xié)議并詳細(xì)介紹幾個(gè)重要組件。
• 概述去中心化網(wǎng)絡(luò)（DSN）的方案和特點(diǎn)，然后通過(guò)Filecoin構(gòu)建一個(gè)DSN。
• 基于存儲(chǔ)證明方案，介紹一個(gè)名為“復(fù)制證明”的新方案，該方案可以使任意的復(fù)制數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在獨(dú)立的物理空間中。
• 介紹一個(gè)基于復(fù)制證明和存儲(chǔ)的新型可工作的一致性作為強(qiáng)度的度量。
• 建立可驗(yàn)證市場(chǎng)概念并構(gòu)建兩個(gè)市場(chǎng)：存儲(chǔ)市場(chǎng)和檢索市場(chǎng)。他們分別管理寫(xiě)入和讀取來(lái)自Filecoin的數(shù)據(jù)。
• 討論應(yīng)用場(chǎng)景、與其他系統(tǒng)的連通性以及如何使用協(xié)議。

1．介紹

Filecoin是一種協(xié)議標(biāo)記，它是一個(gè)運(yùn)作在叫做“時(shí)空證明”的新型證明上的區(qū)塊鏈，在這種協(xié)議上，礦工通過(guò)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)造區(qū)塊。Filecoin通過(guò)一系列相互獨(dú)立的存儲(chǔ)提供商來(lái)提供存儲(chǔ)和讀取服務(wù)，而非通過(guò)單一的協(xié)調(diào)器。其中：（1）客戶通過(guò)支付Filecoin來(lái)存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù)。（2）存儲(chǔ)礦工通過(guò)提供存儲(chǔ)服務(wù)獲得Filecoin。（3）檢索礦工通過(guò)提供數(shù)據(jù)獲得Filecoin

 （1）基本構(gòu)成

Filecoin協(xié)議由以下四個(gè)新型組件構(gòu)成：

去中心化存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（Decentralized Storage Network, DSN）：我們通過(guò)獨(dú)立的存儲(chǔ)提供商構(gòu)成的抽象網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供存取服務(wù)（詳見(jiàn)第2節(jié)）。而后我們會(huì)闡述Filecoin協(xié)議是一個(gè)有激勵(lì)性的、可審計(jì)的、可被證實(shí)的DSN架構(gòu)（詳見(jiàn)第4節(jié)）。

新型存儲(chǔ)證明：我們會(huì)介紹兩種新興的存儲(chǔ)證明（Proofs-of-Storage）（詳見(jiàn)第3節(jié)）：（1）復(fù)制證明（Proof-of-Replication）允許存儲(chǔ)提供商來(lái)證明數(shù)據(jù)已經(jīng)被復(fù)制到單一的物理存儲(chǔ)器上。強(qiáng)制性單一物理拷貝可以檢查和確保提供商沒(méi)有將多余拷貝放到同一存儲(chǔ)器。（2）時(shí)空證明（Proof-of-Spacetime）允許存儲(chǔ)提供商來(lái)證明他們?cè)谥付ǖ臅r(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)了某些數(shù)據(jù)。

可驗(yàn)證市場(chǎng)（Verifiable Markets）我們?cè)趦蓚€(gè)基于Filecoin網(wǎng)絡(luò)的去中心可驗(yàn)證市場(chǎng)上對(duì)存儲(chǔ)請(qǐng)求和檢索請(qǐng)求進(jìn)行了建模（詳見(jiàn)第5節(jié)）。可驗(yàn)證市場(chǎng)可以確保當(dāng)服務(wù)被正常提供的時(shí)候執(zhí)行支付操作。我們還會(huì)展示礦工和客戶可以分別獨(dú)立提交存儲(chǔ)和檢索命令的存儲(chǔ)市場(chǎng)和檢索市場(chǎng)。

有效的工作量證明（Proof-of-Work）：我們會(huì)展示如何在時(shí)空證明的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)可以用在共識(shí)協(xié)議上的有效工作證明。礦工們不需要浪費(fèi)計(jì)算能力來(lái)開(kāi)采區(qū)塊，他們只需要在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)即可。

（2）協(xié)議概覽

Filecoin是一個(gè)建立在區(qū)塊鏈上的，擁有本地記號(hào)的去中心化存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)?？蛻敉ㄟ^(guò)消費(fèi)這些記號(hào)存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù)，礦工通過(guò)存儲(chǔ)和提供數(shù)據(jù)賺取標(biāo)記。

Filecoin DSN分別通過(guò)兩個(gè)可驗(yàn)證市場(chǎng)進(jìn)行讀取請(qǐng)求：存儲(chǔ)市場(chǎng)和檢索市場(chǎng)?？蛻艉偷V工協(xié)商服務(wù)定價(jià)，而后將將訂單上傳到市場(chǎng)。

這些市場(chǎng)由Filecoin網(wǎng)絡(luò)來(lái)運(yùn)作，F(xiàn)ilecoin網(wǎng)絡(luò)通過(guò)時(shí)空證明和復(fù)制證明來(lái)確保礦工可以執(zhí)行承諾，正確地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

***，礦工們可以參與到新區(qū)塊的建造中。礦工在新區(qū)塊中的影響力與他們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中提供的存儲(chǔ)量正相關(guān)。

（3）白皮書(shū)組織

第二節(jié)中我們展示我們?cè)诶碚撋蠈?duì)DSN網(wǎng)絡(luò)的定義和要求。

第三節(jié)中我們發(fā)展、定義并展示我們的復(fù)制證明和時(shí)空證明協(xié)議，并按照交易約定，使用Filecoin來(lái)加密地核實(shí)數(shù)據(jù)被不斷地存儲(chǔ)。

第四節(jié)描述了精確的Filecoin DSN實(shí)例，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、協(xié)議以及參與者交互。

第五節(jié)中我們對(duì)可驗(yàn)證市場(chǎng)的概念進(jìn)行了定義和描述，以及他們的概念實(shí)現(xiàn)—存儲(chǔ)市場(chǎng)和檢索市場(chǎng)。

第六節(jié)中描述了時(shí)空協(xié)議的使用，并展示了如何評(píng)估礦工對(duì)網(wǎng)絡(luò)的貢獻(xiàn)，這對(duì)擴(kuò)大區(qū)塊鏈以及分發(fā)區(qū)塊回報(bào)至關(guān)重要。

第七節(jié)簡(jiǎn)要描述了Filecoin中的智能合約。第八節(jié)我們對(duì)未來(lái)工作做了一些討論來(lái)作為總結(jié)。