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Filecoin如何挖礦存儲 Filecoin怎么檢索交易

2021-05-26 09:04:30 | 來源： | 作者：佚名
Filecoin 網(wǎng)絡允許任何人作為存儲提供商參與，從而實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟。目前，該網(wǎng)絡由遍布全球的數(shù)百家存儲提供商組成。內容尋址和加密存儲證明可驗證數(shù)據(jù)隨時間的推移是否正確且安全地存儲在礦工的硬件上，從而創(chuàng)建了強大可靠的服務。

Filecoin如何進行存儲和檢索交易？本篇文章從存儲提供商(也稱為礦工)和想要在 Filecoin 網(wǎng)絡上存儲數(shù)據(jù)的客戶的角度解釋了 Filecoin 交易是如何運作的。本文中的技術解釋在查詢數(shù)據(jù)時使用 JSON-RPC API 與 Filecoin 網(wǎng)絡交互。此接口主要由應用程序使用。作為用戶，您可以使用用戶友好的 lotus 命令行工具，它在幕后使用 JSON-RPC API。喜歡的朋友一起看看吧！

介紹

Filecoin 網(wǎng)絡允許任何人作為存儲提供商參與，從而實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟。目前，該網(wǎng)絡由遍布全球的數(shù)百家存儲提供商組成。內容尋址和加密存儲證明可驗證數(shù)據(jù)隨時間的推移是否正確且安全地存儲在礦工的硬件上，從而創(chuàng)建了強大可靠的服務。

本篇文章涵蓋了 Filecoin 中兩類交易的基本階段，即存儲交易和檢索交易，并詳細介紹了它們的生命周期。還解釋了用于驗證系統(tǒng)中的參與者是否根據(jù)其承諾履行其職責的加密證明。

Filecoin 存儲的數(shù)據(jù)

為了將文件存儲在 Filecoin 上，客戶端必須首先將它們導入其本地 Filecoin 節(jié)點。此步驟生成數(shù)據(jù) CID 內容標識符，唯一描述內容的 ID。隨后，數(shù)據(jù)被轉移到礦工手中。在 Filecoin 上存儲文件的另一種方式是通過離線交易，本文沒有討論這一點。

可以使用 lotus client import 命令將數(shù)據(jù)本地導入到 Filecoin 節(jié)點。記住結果數(shù)據(jù) CID(稍后也可以在本地節(jié)點上使用)很重要，因為它必須用于以后從礦工那里檢索數(shù)據(jù)。

將數(shù)據(jù)導入本地節(jié)點后，用戶需要發(fā)起交易。這可以使用 lotus client Deal 命令來完成。該命令將數(shù)據(jù) CID 作為輸入，生成一個 Filecoin Piece，并以交互方式引導用戶完成下面詳細描述的存儲交易流程。

Filecoin Piece 是協(xié)商用戶存儲在 Filecoin 網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)的主要單位。Filecoin Piece 不是特定大小，而是由扇區(qū)大小(由網(wǎng)絡參數(shù)控制)的上限。如果 Filecoin Piece 大于礦工支持的扇區(qū)的大小，則必須將其拆分成更多的 Piece，以便每個 Piece 都適合一個扇區(qū)。

Filecoin Piece 是包含 IPLD DAG 的 CAR 文件，該 IPLD DAG 具有自己的數(shù)據(jù)/有效載荷 CID 和 Piece CID。

CAR 代表內容可尋址檔案，CAR 文件是任何 IPLD DAG 的序列化表示，作為其塊的串聯(lián)，加上描述文件中圖形的頭(帶有根CID)。

當客戶端希望在 Filecoin 網(wǎng)絡中存儲文件時，他們首先使用 UnixFS 生成文件的 IPLD DAG(這就是lotus client import命令所做的)。表示 DAG 根節(jié)點的散列是 IPFS 樣式的 CID，稱為數(shù)據(jù)/有效負載 CID。

UnixFS 是一種基于協(xié)議的格式，用于描述 IPFS 中的文件、目錄和符號鏈接。UnixFS 在 Filecoin 中用作提交到 Filecoin 網(wǎng)絡的文件格式指南。

生成的 CAR 文件用額外的零位填充，以便該文件生成二進制 Merkle 樹。

存儲交易流程

用戶可以通過交易在 Filecoin 網(wǎng)絡中存儲數(shù)據(jù)和檢索數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡中的參與者，礦工(供應方)和客戶(需求方)，通過存儲交易和檢索交易進行互動。

存儲交易的生命周期如下：

1. 發(fā)現(xiàn)

客戶識別礦工并確定他們的當前要求，即每 epoch(30秒)的每 GiB 價格。在attoFIL(1 attoFIL等于10^-18*FIL)中，礦工希望收到以接受交易。目前，F(xiàn)ilecoin 中的交易最短持續(xù)時間為 180 天。

通過使用 Filecoin.StateListMiners 方法查詢同步節(jié)點的 JSON RPC API(出于測試目的，使用https://api.node.glif.io公共端點)，可以列出所有當前活動的礦工：

curl -X POST -H "Content-Type: application/json" \ --data '{ "jsonrpc": "2.0", "method": "Filecoin.StateListMiners", "params": [ null ], "id": 1 }' \ 'https://api.node.glif.io' | jq​{ "jsonrpc": "2.0", "result": [ "f011303", "f011092", ...

您可能希望根據(jù)特定提供商在網(wǎng)絡中的聲譽或實力來決定。礦工的聲譽指標還不是 Filecoin 協(xié)議的一部分，在本文中也沒有涉及。

選擇礦工后，您需要獲取其 PeerID(例如，使用Filecoin.StateMinerInfo方法)，以便通過 libp2p 協(xié)議與它們建立安全連接：

curl -X POST -H "Content-Type: application/json" \ --data '{ "jsonrpc": "2.0", "method": "Filecoin.StateMinerInfo", "params": [ "f03274", null ], "id": 1 }' \ 'https://api.node.glif.io' | jq​{ "jsonrpc": "2.0", "result": { "Owner": "f03261", "PeerId": "12D3KooWP5D9TmqC45i6L2e2qQHYcuxaUwPdYo6CzqUMVmFEH3N9", ...

然后可以使用 Filecoin.ClientQueryAsk 方法查詢簽名的 StorageAsk。這將建立與所選礦工的直接 libp2p 連接，并請求存儲報價：

curl -X POST https://api.node.glif.io \ -H "Content-Type: application/json" --data-binary @- << EOF{ "jsonrpc": "2.0", "method": "Filecoin.ClientQueryAsk", "id": 1, "params": [ "12D3KooWP5D9TmqC45i6L2e2qQHYcuxaUwPdYo6CzqUMVmFEH3N9", "f03274" ]}EOF​{ "jsonrpc": "2.0", "result": { "Price": "100000000000", "VerifiedPrice": "100000000000", "MinPieceSize": 256, "MaxPieceSize": 34359738368, "Miner": "f03274", "Timestamp": 148031, "Expiry": 1199231, "SeqNo": 14 }, "id": 1}

結果包括該礦工愿意接受的交易細節(jié)，例如允許的 Filecoin Piece 大小范圍和每 epoch 每 GiB 的價格。請注意，提出符合礦工存儲要求的存儲交易方案是前提條件，但不足以確保交易被接受，存儲提供商稍后可能會運行自己的決策邏輯。

2. 協(xié)商和數(shù)據(jù)傳輸

在此階段，雙方就交易條款達成一致，如交易費用、交易期限、交易開始時間等。

然后將數(shù)據(jù)從客戶端傳輸?shù)降V機。

3. 發(fā)布

該交易通過 PublishStorageDeals 消息在鏈上發(fā)布，使存儲提供商對該交易公開負責。

4. 切換

一旦交易在鏈上發(fā)布，它將被移交給 Storage Mining 子系統(tǒng)，以打包到一個扇區(qū)中，該扇區(qū)稍后會被封存，隨后會不斷得到證明。

Storage Mining 子系統(tǒng)

Storage Mining 子系統(tǒng)確保礦工可以有效地將存儲提交到 Filecoin 網(wǎng)絡，并且：

  1. 通過接收客戶端數(shù)據(jù)和參與存儲交易，參與Filecoin存儲市場。
  2. 參與Filecoin Storage Power Consensus，驗證并生成數(shù)據(jù)塊以發(fā)展 Filecoin 區(qū)塊鏈，并因此而賺取數(shù)據(jù)塊獎勵和費用。

它監(jiān)督以下過程：

提交新存儲并注冊新扇區(qū)

為了在 Filecoin 中注冊扇區(qū)，礦工必須封裝該扇區(qū)。封裝是一個計算量很大的過程，它以證明的形式生成數(shù)據(jù)的唯一表示形式，稱為復制證明(Proof-of-Replication，簡稱PoRep)。一旦生成了證據(jù)，礦工就會對其進行壓縮，并將結果提交給區(qū)塊鏈。這是一份證明，證明該礦工確實復制了他們同意存儲的數(shù)據(jù)副本。

持續(xù)證明存儲(請參閱WindowPoST)

每個存儲礦工都必須不斷地在鏈上提交證明，以證明他們繼續(xù)存儲他們的扇區(qū)。

聲明存儲故障并從中恢復(請參閱故障)

未能提交上述特定扇區(qū)的證明將導致故障，礦工將受到處罰。

存儲礦工和客戶端注意事項

如上所述，存儲交易在激活和封裝之前在鏈上發(fā)布。這一點很重要，因為發(fā)布交易會將客戶的資金鎖定在鏈上的第三方托管中。因此，礦工保證，如果他們真的封存了某個扇區(qū)的數(shù)據(jù)，他們將獲得報酬。

這有助于將在網(wǎng)上發(fā)布交易視為簽署合同，并將封存和激活交易視為開始做礦工承諾的工作。

從希望在 Filecoin 上存儲數(shù)據(jù)的客戶的角度來看，交易大致經(jīng)歷了以下階段：

  1. 為交易提供資金，客戶將資金鎖定在第三方托管中。
  2. 向礦工提議一筆交易。
  3. 檢查是否有接受交易的意向。
  4. 將交易數(shù)據(jù)傳輸?shù)降V工，這是通過 GraphSync 協(xié)議完成的。GraphSync 是一種用于在對等體之間同步 IPLD 圖的協(xié)議。它允許主機向遠程對等點發(fā)出單個請求，以獲取遍歷遠程對等點的本地 IPLD 圖上的 IPLD 選擇器的所有結果。Lotus 使用 GraphSync 協(xié)議的 ipfs/go-raphsync 實現(xiàn)。
  5. 檢查是否接受-確保礦工已經(jīng)接受了交易，并將其發(fā)布在鏈上。
  6. Seal-Deal 處于連鎖狀態(tài)，Miner 目前正在封存包含該交易的一個扇區(qū)。
  7. 有效，交易已封存并處于有效狀態(tài)。從現(xiàn)在開始，存儲提供商/礦工應定期證明他們將繼續(xù)存儲數(shù)據(jù)。更多細節(jié)請參見下面的時空證明部分。

從通過存儲客戶數(shù)據(jù)向客戶提供服務的礦工的角度來看，這筆交易大致經(jīng)歷了以下幾個階段：

  1. 驗證交易，接收交易建議書，并檢查其參數(shù)(規(guī)模、價格等)。
  2. 檢查鎖定的資金，確保客戶已鎖定資金，并且可以支付交易費用。
  3. 等待數(shù)據(jù)，從客戶接收交易數(shù)據(jù)。
  4. 為鏈上交易質押抵押品。
  5. 在鏈上發(fā)布交易。
  6. 封裝扇區(qū)。
  7. 激活交易，從現(xiàn)在開始，存儲提供商/礦工定期提交 WindowPoST 證明，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，檢索交易大多是在支付渠道的推動下脫鏈進行的。數(shù)據(jù)傳輸是計量的，客戶在傳輸數(shù)據(jù)時向礦工支付遞增的費用。創(chuàng)建支付渠道和兌換代金券是這一過程中唯一涉及到與 Filecoin 區(qū)塊鏈互動的部分。

這是整個過程：

發(fā)現(xiàn)，客戶端識別擁有所需數(shù)據(jù)的礦工，并向他們請求檢索報價，每字節(jié)價格、開封價格、付款間隔。

支付渠道設置，客戶在他們和礦工之間建立支付渠道(如果還不存在的話)。

使用 Payment，Miner 進行數(shù)據(jù)傳輸，將數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端，直到需要付款。當達到特定閾值時會請求支付處理，在此之后繼續(xù)進行數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)礦工在其塊存儲中是否有數(shù)據(jù)，他們可能需要首先將其解封，這是一個非常重要且非即時的操作，這與關于存儲交易一節(jié)中描述的封存相反。

客戶端尚未成功檢索數(shù)據(jù)的完整副本。

時空證明

上面幾節(jié)簡要介紹了使 Filecoin 獨一無二并為用戶提供數(shù)據(jù)概率保證的許多細節(jié)。本節(jié)介紹了 Filecoin 使用的兩個證明，并解釋了它們如何適應協(xié)議以及它們解決的問題。

時空證明(PoSt)是存儲礦工可以向 Filecoin 網(wǎng)絡證明他們代表網(wǎng)絡繼續(xù)存儲某些數(shù)據(jù)的唯一副本的過程。

在如今的 Filecoin 中，時空證明有兩種不同的表現(xiàn)形式：

  1. Window Proof-of-Spacetime(WindowPoSt)
  2. Winning Proof-of-Spacetime(WinningPoSt)

Winning Proof-of-Spacetime

Winning Proof-of-Spacetime(WinningPoST)是一種獎勵存儲礦工對 Filecoin 網(wǎng)絡做出貢獻的機制。在每個時代之初，都會選出一小部分存儲礦工，為每個礦分配一個新的區(qū)塊。作為這樣做的一項要求，每個礦工的任務是提交特定扇區(qū)的壓縮存儲證明。每個成功創(chuàng)建區(qū)塊的當選礦工都會獲得 FIL(區(qū)塊獎勵)，并有機會向其他 Filecoin 參與者收取費用，以便在區(qū)塊中包含消息。

在必要的窗口內未能做到這一點的存儲礦工將喪失開采區(qū)塊的機會，但不會因未能做到這一點而受到懲罰。

Window Proof-of-Spacetime

Window Proof-of-Spacetime(WindowPoST)是 Filecoin 區(qū)塊鏈審核存儲礦工承諾的機制。

每個存儲礦工都應該維持其承諾的扇區(qū)。這些扇區(qū)包含與客戶或空扇區(qū)達成的交易。后者被稱為承諾產(chǎn)能，即礦工可以做出產(chǎn)能承諾，用任意數(shù)據(jù)填充一個扇區(qū)，而不是用客戶數(shù)據(jù)。通過維護這些扇區(qū)，存儲礦工可以證明他們正在代表網(wǎng)絡預留空間。

每天被分成多個窗口，當前為 48 個窗口，持續(xù)時間為 30 分鐘(60個周期，因為1個周期等于30秒)。

每個存儲礦工的質押扇區(qū)集被劃分為子集，每個窗口一個子集。

在給定的窗口(30分鐘)內，每個存儲礦工必須提交各自子集中每個扇區(qū)的時空證明。這需要隨時訪問每個受挑戰(zhàn)的扇區(qū)，并將 ZK-snark 證明作為塊中的消息發(fā)布到 Filecoin 區(qū)塊鏈。通過這種方式，質押存儲的每個部門在任何 24 小時內至少審計一次，并保留一份永久的、可核實的和公開的記錄，以證明每個存儲礦工的持續(xù)承諾。

在上圖中，您可以看到樣本礦工應該在截止日期 0(>16TB)、截止日期 1(<8TB)和截止日期 2(<8TB)中提交 WindowPoSt 證明，其大部分扇區(qū)都在截止日期 0 內。每個礦工的截止日期是隨機的，對于這個特定的礦工，分別從 epoch1635、epoch 1695 和 epoch 1755 開始。您可以在 SpaceGap 工具上查看這些截止日期和有關礦工的更多詳細信息。

Filecoin 網(wǎng)絡期望存儲數(shù)據(jù)的持續(xù)可用性。未能提交扇區(qū)的 WindowPoSt 將導致故障，并且提供該扇區(qū)的存儲礦工將被大幅削減。這激勵了存儲礦工的健康行為。

故障

如果由于網(wǎng)絡連接中斷、存儲故障或惡意行為而導致網(wǎng)絡連接中斷、存儲故障或惡意行為，則在證明期間內 Filecoin 區(qū)塊鏈中未包含證明，則會發(fā)生故障。

當某個扇區(qū)出現(xiàn)故障時，F(xiàn)ilecoin 網(wǎng)絡將大幅削減本應存儲該扇區(qū)的存儲礦工;也就是說，它將評估對該礦工的處罰(從礦工提供的抵押品中支付)，原因是他們未能履行其存儲承諾。

扇區(qū)故障費有三種類型：

扇區(qū)故障費，當扇區(qū)處于故障狀態(tài)時，每天按扇區(qū)支付此費用。這筆費用的規(guī)模略高于該扇區(qū)預計每天賺取塊獎勵收入。如果一個扇區(qū)連續(xù)兩周以上仍然出現(xiàn)故障，該扇區(qū)將支付終止費，并被從鏈條狀態(tài)中移除。

扇區(qū)故障檢測費，這是在發(fā)生故障時支付的一次性費用，前提是礦工不誠實地報告故障，而未報告的故障被區(qū)塊鏈捕獲?？紤]到事后檢查的概率性質，這被設定為相當于特定扇區(qū)預期賺取的幾天的整體獎勵。

扇區(qū)終止費，扇區(qū)可以通過自動故障或礦工決定在到期日期之前終止。收取終止費，原則上是等于一個扇區(qū)迄今已賺取的收入，但要達到一定的上限，以免影響較長的使用壽命。

在 Filecoin Spec 網(wǎng)站上閱讀更多關于故障及其經(jīng)濟方面的信息

結論

本篇文章涵蓋了與在 Filecoin 上存儲和檢索數(shù)據(jù)相關的一些概念，客戶和礦工為實現(xiàn)這一目標而參與的協(xié)議，以及在此過程中涉及的不同證明和保證。

它從客戶和礦工的角度詳細說明了存儲和檢索交易的流程，以及 Filecoin 協(xié)議將在其中一方行為不當?shù)那闆r下執(zhí)行的懲罰措施。

最后，概述了 Filecoin 協(xié)議如何管理 Filecoin 網(wǎng)絡的一些基礎，從而形成可靠且不可信的去中心化存儲網(wǎng)絡。

End

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