Filecoin中的存儲和檢索交易的用法

本篇內(nèi)容主要講解“Filecoin中的存儲和檢索交易的用法”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“Filecoin中的存儲和檢索交易的用法”吧!

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Filecoin網(wǎng)絡(luò)由分布在全球各地的數(shù)百個存儲提供者組成。內(nèi)容尋址和加密存儲證明驗證了數(shù)據(jù)在礦工的硬件上長期正確安全地存儲，從而創(chuàng)造了一個強大可靠的服務(wù)。

本文闡述了Filecoin中兩種交易類型，存儲交易 和 檢索交易 運作的各個階段，并詳解其生命周期。并解釋了密碼學(xué)證明是如何用于驗證系統(tǒng)中的參與者是否按照承諾履行職責(zé)的。

Filecoin 上的數(shù)據(jù)

在Filecoin上存儲文件，用戶必須首先在其本地Filecoin節(jié)點中導(dǎo)入文件。這一步會產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)CID ——即內(nèi)容標(biāo)識符，描述該內(nèi)容的唯一ID。之后，數(shù)據(jù)被傳給礦工。

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入本地的Filecoin節(jié)點，可以通過lotus client import命令來完成。要記住所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)CID（之后在本地節(jié)點上也可獲?。驗橐院髲牡V工那里檢索數(shù)據(jù)時會用到。

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入本地節(jié)點后，用戶需發(fā)起交易。這步通過lotus client deal命令來完成。該命令將一個數(shù)據(jù)CID作為輸入，產(chǎn)生一個 Filecoin Piece ，并交互式引導(dǎo)用戶完成存儲交易流程。

Filecoin Piece 是用戶在Filecoin網(wǎng)絡(luò)上存儲數(shù)據(jù)的主要協(xié)商單位。Filecoin Piece 并沒有特定的大小，而是以扇區(qū)大小為上限，受網(wǎng)絡(luò)參數(shù)控制。如果一個 Filecoin Piece 大于礦工支持的扇區(qū)大小，它必須被分割成更多的碎片，以便每個碎片都適合一個扇區(qū)。

Filecoin Piece

每個 Filecoin Piece 是一個 CAR 文件，包含一個IPLD DAG，有對應(yīng)的數(shù)據(jù)CID和piece CID。

CAR 即 內(nèi)容可尋址檔案，每個 CAR 文件是一個 IPLD DAG 的序列化表示，即將其數(shù)據(jù)塊串起來，再加上描述DAG圖的頭部信息（還有根CID ）。

當(dāng)用戶要在Filecoin網(wǎng)絡(luò)中存儲文件時，首先要用UnixFS制作文件的 IPLD DAG (這就是lotus client import命令的作用)。代表DAG根節(jié)點的哈希是一個IPFS風(fēng)格的CID，稱為 數(shù)據(jù) CID 。

UnixFS是一種基于protobuf的格式，用于描述IPFS中的文件、目錄和軟鏈接。在Filecoin中，UnixFS是文件格式標(biāo)準(zhǔn)，文件以此格式提交給Filecoin網(wǎng)絡(luò)。

所產(chǎn)生的 CAR 文件用額外的零位來補齊，以便使文件寫為二叉merkle樹。

存儲交易流程

用戶在 Filecoin 網(wǎng)絡(luò)中通過交易存取數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)的參與者，包括礦工（供給方）和用戶（需求方），通過存儲交易和檢索交易來與對方交互。

存儲交易的生命周期如下：

1. 發(fā)現(xiàn)

用戶先確定礦工及其定價，即礦工為了接受交易而希望收到的每epoch（30秒）每GiB的價格，單位為attoFIL。目前，F(xiàn)ilecoin中一筆交易的最短期限為180天。

您可以通過 JSON RPC API 查詢已同步的節(jié)點，列出所有當(dāng)前活躍的礦工，使用 Filecoin.StateListMiners 方法。您可以根據(jù)礦工在網(wǎng)絡(luò)中的信譽和能力進(jìn)行選擇。礦工的信譽指標(biāo)還未進(jìn)入 Filecoin 協(xié)議。

當(dāng)您選好礦工之后，可以用諸如 Filecoin.StateMinerInfo 方法來獲取礦工的 PeerID ，用于在 libp2p 協(xié)議中來與對方建立安全連接。

接下來，您可以用 Filecoin.ClientQueryAsk 方法獲取一個帶簽名的 StorageAsk 。

結(jié)果包括該礦工愿意接受的交易細(xì)節(jié)，如接納的 Filecoin Piece 大小的范圍和每GiB每epoch的價格。需要注意的是，提出與礦工的存儲要求相匹配的存儲交易，只是一個前提條件，但并不足以確保交易被接受 - 存儲提供者可能會在之后運行自己的決策邏輯。

2. 議價和數(shù)據(jù)發(fā)送

在這一階段，雙方就交易條款達(dá)成協(xié)議，如交易成本、交易期限、交易起始時間等。

然后，數(shù)據(jù)從用戶發(fā)至礦工。

3. 發(fā)布

通過 PublishStorageDeals 消息在鏈上發(fā)布交易，使存儲提供方對交易公開負(fù)責(zé)。

4. 完成

交易一旦在鏈上發(fā)布，就會被交給挖礦子系統(tǒng) ，打包成扇區(qū)，隨后封裝 ，再不斷地被證明可用。

存儲挖礦子系統(tǒng)

存儲挖礦子系統(tǒng)確保 Filecoin 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)由礦工有效保存，并且：

• 參與 Filecoin 存儲市場 ，承接用戶數(shù)據(jù)，參與存儲交易。

• 參與 Filecoin 存儲算力共識 ，驗證和產(chǎn)出區(qū)塊，讓 Filecoin 區(qū)塊鏈增長，并獲得區(qū)塊獎勵。

該系統(tǒng)監(jiān)督以下進(jìn)程：

承諾新存儲和注冊新扇區(qū)

為了在Filecoin中注冊一個扇區(qū)，礦工必須對該扇區(qū)進(jìn)行 封裝 。_封裝_過程需要大量計算，以證明的形式產(chǎn)生數(shù)據(jù)的唯一表示，即復(fù)制證明或 PoRep 。一旦證明生成，礦工會對其進(jìn)行壓縮，并將結(jié)果提交給區(qū)塊鏈。這就證明礦工確實復(fù)制了他們同意存儲的數(shù)據(jù)副本。

證明存儲持續(xù)可用，所有存儲礦工需要持續(xù)提交鏈上證明，以驗證扇區(qū)被完整存儲。

宣布存儲故障和從故障中恢復(fù)，如果扇區(qū)所需的上述證明如果未成功提交，將導(dǎo)致故障，礦工會受到處罰。

存儲礦工和用戶的考量，如上文所述，存儲交易是在鏈上發(fā)布后，才會被激活和封裝。這一點很重要，因為發(fā)布交易會將用戶的資金鎖定在鏈上托管。只有如此，在封存數(shù)據(jù)進(jìn)扇區(qū)之后，礦工的收益才有保障。

可以將在鏈上發(fā)布交易視為簽署合同，將封裝和激活交易視為開始做承諾的工作。

從用戶的角度來看，想要用 Filecoin 存儲數(shù)據(jù)，交易大致經(jīng)過以下幾個階段：

1. 交易入金，用戶將資金鎖入代管中

2. 向礦工提出 交易提議

3. 檢查意向來接受交易

4. 數(shù)據(jù)傳輸給礦工來進(jìn)行交易 ，這是通過GraphSync協(xié)議完成的。GraphSync是節(jié)點之間同步IPLD圖的協(xié)議。該協(xié)議允許本地節(jié)點向遠(yuǎn)程節(jié)點發(fā)出請求，以獲取在遠(yuǎn)程節(jié)點的IPLD圖上按選擇器搜索所得的結(jié)果。Lotus使用的是GraphSync協(xié)議的實現(xiàn)ipfs/go-graphsync。

5. 檢查是否接受 - 確保礦工已經(jīng)接受了交易并在鏈上發(fā)布。

6. 封裝 - 交易已在鏈上，礦工正在封裝包含交易的扇區(qū)。

7. 激活 - 交易已被封存并處于活躍狀態(tài)。從這里開始，存儲提供商/礦工應(yīng)定期證明他們繼續(xù)存儲數(shù)據(jù)。 

從礦工的角度來看，通過存儲用戶的數(shù)據(jù)來提供服務(wù)，交易大致經(jīng)過以下幾個階段：

1. 驗證交易 - 收到交易提議，并檢查其參數(shù)（大小、價格等）。

2. 檢查是否有鎖定資金 - 確保用戶有鎖定資金，可以支付交易。

3. 等待數(shù)據(jù) - 接收客戶提供的交易數(shù)據(jù)。

4. 為交易提供抵押 用于鏈上交易。

5. 在鏈上發(fā)布交易上鏈。

6. 封裝扇區(qū)激活交易，存儲提供者（礦工）定期提交WindowPoSt，證明他們在持續(xù)存儲數(shù)據(jù)。

檢索交易流程

檢索交易與存儲交易不同，使用支付通道，主要在鏈下完成。數(shù)據(jù)傳輸是按量計價的，用戶在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中逐步向礦工支付費用。整個過程中，只有創(chuàng)建支付通道、兌換憑證，是涉及與 Filecoin 區(qū)塊鏈交互的。

整體流程如下：

• 發(fā)現(xiàn) - 用戶找出擁有其所需數(shù)據(jù)的礦工，并向其索取檢索報價詳情 - 每字節(jié)價格、解封價格、付款間隔。

• 設(shè)立支付通道 - 用戶需要和礦工之間設(shè)立一個支付通道（如果還不存在的話）。

• 數(shù)據(jù)傳輸與支付 - 礦工向用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，直到需要支付。當(dāng)達(dá)到一定的閾值時，會要求進(jìn)行支付處理，之后繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)礦工是否在他們的 區(qū)塊存儲 中擁有數(shù)據(jù)，他們可能需要首先 解封 數(shù)據(jù) - 這是一個非常規(guī)和非瞬時的操作，這是存儲交易一節(jié)中描述的 封裝 的反向操作。

• 此時用戶還未獲取完整數(shù)據(jù)。

時空證明

上面的章節(jié)快速列舉了許多使 Filecoin 獨一無二的細(xì)節(jié)，在概率上對用戶數(shù)據(jù)提供了保證。本節(jié)介紹了 Filecoin 使用的兩種證明，并解釋了它們是如何成為協(xié)議的一部分，以及它們所解決的問題。

時空證明（PoSt）是礦工向 Filecoin 網(wǎng)絡(luò)提交的證明，證明其正在繼續(xù)為網(wǎng)絡(luò)存儲數(shù)據(jù)的唯一副本。

目前，時空證明在 Filecoin 中以兩種類型存在：

• WindowPoSt

• WinningPoSt

WinningPoSt

WinningPoSt是獎勵存儲礦工對 Filecoin網(wǎng)絡(luò)貢獻(xiàn)的機制。在每個epoch開始時，一小部分存儲礦工被選出來，每個礦工挖出一個新的區(qū)塊。具體要求是，這些礦工提交指定扇區(qū)的壓縮存儲證明。每個成功創(chuàng)建區(qū)塊的當(dāng)選礦工都會獲得FIL（區(qū)塊獎勵），以及向其他想在區(qū)塊中包含信息的 Filecoin 參與者收取費用的機會。

存儲礦工如果在必要的時間窗口內(nèi)沒按要求做到，將失去生產(chǎn)區(qū)塊的機會，但不會因為沒產(chǎn)出區(qū)塊而受到其他懲罰。

WindowPoSt

WindowPoSt是 Filecoin 區(qū)塊鏈對存儲礦工做出的承諾進(jìn)行審核的機制。

每個存儲礦工都應(yīng)該維護(hù)他們的承諾扇區(qū)。這些扇區(qū)包含與用戶達(dá)成的交易，或也可能為空。后者被稱為承諾容量，也就是說，礦工可以做出容量承諾，用任意數(shù)據(jù)填充一個扇區(qū)，而非用戶數(shù)據(jù)。維護(hù)這些扇區(qū)可以讓存儲礦工證明他們在代網(wǎng)絡(luò)預(yù)留空間。

每一天分成若干 時間窗口 ，目前48個時間窗口，每個持續(xù)時間為30分鐘（60個epoch，因為1個epoch等于30秒）。

每個礦工的承諾扇區(qū)分成若干組，每組對應(yīng)一個時間窗口。

在一個時間窗（30分鐘）內(nèi)，每個存儲礦工必須為其該時間窗中的每個扇區(qū)提交一份時空證明。這需要隨時訪問該時間窗輪到的每個扇區(qū)，并生成 zk-SNARK 證明加入?yún)^(qū)塊發(fā)布到 Filecoin 區(qū)塊鏈上。這樣，每個承諾存儲的扇區(qū)在每24小時內(nèi)至少會被審核一次，并保留一個永久的、可驗證的、公開的記錄，證明每個存儲礦工保守承諾。

在上圖例子中，您能看到一個礦工應(yīng)該在 deadline 0(> 16TB)、deadline 1(< 8TB) 和 deadline 2 (< 8TB) 提交窗口時空證明，其中大部分扇區(qū)都在 deadline 0 。每個礦工的 deadline 是隨機的，對于這個特定的礦工來說，分別從 epoch 1635、epoch 1695和epoch 1755 開始。你可以在SpaceGap工具上檢查這些 deadline 和更多關(guān)于礦工的細(xì)節(jié)。

Filecoin 網(wǎng)絡(luò)期望所存儲的數(shù)據(jù)持續(xù)可用。未能為一個扇區(qū)提交WindowPoSt將導(dǎo)致一個 故障 ，而供應(yīng)該扇區(qū)的存儲礦工將被 懲罰 。這激勵存儲礦工健康運轉(zhuǎn)。

故障

當(dāng)因為網(wǎng)絡(luò)連接丟失、存儲故障或惡意行為導(dǎo)致證明未在期限內(nèi)被納入Filecoin區(qū)塊鏈時，故障就發(fā)生了。

當(dāng)一個扇區(qū)被登記為故障時，F(xiàn)ilecoin 網(wǎng)絡(luò)將對本應(yīng)存儲該扇區(qū)的存儲礦工進(jìn)行懲罰；也就是說，將對礦工未能持續(xù)存儲的行為進(jìn)行處罰評估（從礦工預(yù)付的抵押品中支付）。

扇區(qū)故障費分為三類：

• 扇區(qū)故障費：需由每個處于故障狀態(tài)的扇區(qū)每天支付。該費用的大小略高于該扇區(qū)每天預(yù)計獲得的區(qū)塊獎勵額。如果一個扇區(qū)連續(xù)2周以上處于故障狀態(tài)，該扇區(qū)將支付終止費，并從區(qū)塊鏈狀態(tài)中移除。

• 扇區(qū)故障檢測費：這是一次性支付的費用，如果該故障是由鏈上機制檢測發(fā)現(xiàn)而非礦工誠實上報時收取?？紤]到時空證明檢查的概率性，該收費額設(shè)為對應(yīng)扇區(qū)在若干天時間中的區(qū)塊獎勵。

• 扇區(qū)終止費：一個扇區(qū)可能因為故障或礦工主動而在到期日之前終止。收取的終止費原則上相當(dāng)于一個扇區(qū)當(dāng)前所產(chǎn)生的收益，且不超過一個限額，以免阻礙長時扇區(qū)。

結(jié)論

本文描述了關(guān)于存儲和檢索 Filecoin 上數(shù)據(jù)的一些概念、用戶和礦工為存取數(shù)據(jù)使用的協(xié)議以及這些流程中所涉的各類證明和保證。

從用戶和礦工的視角，詳細(xì)介紹存儲交易和檢索交易的流程；以及在某一方出現(xiàn)惡意行為時， Filecoin 協(xié)議對其的懲罰措施。

到此，相信大家對“Filecoin中的存儲和檢索交易的用法”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！

當(dāng)前標(biāo)題：Filecoin中的存儲和檢索交易的用法
當(dāng)前路徑：http://bm7419.com/article48/igsshp.html

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