當今的互聯(lián)網(wǎng)正處于一股浪潮之中：中心專有式服務(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證式分布計算取代；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)逐漸被點對點算法市場取代。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通過對全球性點對點網(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是一個去中心化的存儲網(wǎng)絡(luò)，它可以將云存儲轉(zhuǎn)變?yōu)樗惴ㄊ袌觥＿@個市場運作在一個擁有本地協(xié)議記號（也叫做“Filecoin”）的區(qū)塊鏈上，在這個市場上，礦工們通過對客戶提供存儲服務(wù)賺取Filecoin。相對地，客戶可以使用Filecoin來雇傭礦工存儲或分發(fā)數(shù)據(jù)。

同比特幣相似，F(xiàn)ilecoin礦工們會為了追求回報而競相開采區(qū)塊，但Filecoin的開采能力與存儲積極性正相關(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）。如此就激勵了礦工們盡可能多地積累存儲空間并租借給客戶。本協(xié)議可以將積累起來的資源組織成任何人都可信賴的、有自愈功能的存儲網(wǎng)絡(luò)。這個網(wǎng)絡(luò)通過復(fù)制和分發(fā)內(nèi)容建立自身的魯棒性，同時還可以自動偵測和修復(fù)復(fù)制錯誤?？蛻艨梢酝ㄟ^選擇復(fù)制參數(shù)防范不同的風(fēng)險類型。由于協(xié)議在客戶方對內(nèi)容進行了端對端加密，存儲空間的提供者無法得到密匙，所以這種云存儲網(wǎng)絡(luò)可以提供足夠的安全性。Filecoin作為IPFS頂端的激勵層，可以為任意數(shù)據(jù)提供存儲架構(gòu)，在保存去中心化數(shù)據(jù)、構(gòu)建和運行分發(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)議并詳細介紹幾個重要組件。
• 概述去中心化網(wǎng)絡(luò)（DSN）的方案和特點，然后通過Filecoin構(gòu)建一個DSN。
• 基于存儲證明方案，介紹一個名為“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)儲存在獨立的物理空間中。
• 介紹一個基于復(fù)制證明和存儲的新型可工作的一致性作為強度的度量。
• 建立可驗證市場概念并構(gòu)建兩個市場：存儲市場和檢索市場。他們分別管理寫入和讀取來自Filecoin的數(shù)據(jù)。
• 討論應(yīng)用場景、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)議標記，它是一個運作在叫做“時空證明”的新型證明上的區(qū)塊鏈，在這種協(xié)議上，礦工通過存儲數(shù)據(jù)來創(chuàng)造區(qū)塊。Filecoin通過一系列相互獨立的存儲提供商來提供存儲和讀取服務(wù)，而非通過單一的協(xié)調(diào)器。其中：（1）客戶通過支付Filecoin來存儲和讀取數(shù)據(jù)。（2）存儲礦工通過提供存儲服務(wù)獲得Filecoin。（3）檢索礦工通過提供數(shù)據(jù)獲得Filecoin

 （1）基本構(gòu)成

Filecoin協(xié)議由以下四個新型組件構(gòu)成：

去中心化存儲網(wǎng)絡(luò)（Decentralized Storage Network, DSN）：我們通過獨立的存儲提供商構(gòu)成的抽象網(wǎng)絡(luò)來提供存取服務(wù)（詳見第2節(jié)）。而后我們會闡述Filecoin協(xié)議是一個有激勵性的、可審計的、可被證實的DSN架構(gòu)（詳見第4節(jié)）。

新型存儲證明：我們會介紹兩種新興的存儲證明（Proofs-of-Storage）（詳見第3節(jié)）：（1）復(fù)制證明（Proof-of-Replication）允許存儲提供商來證明數(shù)據(jù)已經(jīng)被復(fù)制到單一的物理存儲器上。強制性單一物理拷貝可以檢查和確保提供商沒有將多余拷貝放到同一存儲器。（2）時空證明（Proof-of-Spacetime）允許存儲提供商來證明他們在指定的時間內(nèi)存儲了某些數(shù)據(jù)。

可驗證市場（Verifiable Markets）我們在兩個基于Filecoin網(wǎng)絡(luò)的去中心可驗證市場上對存儲請求和檢索請求進行了建模（詳見第5節(jié)）?？沈炞C市場可以確保當服務(wù)被正常提供的時候執(zhí)行支付操作。我們還會展示礦工和客戶可以分別獨立提交存儲和檢索命令的存儲市場和檢索市場。

有效的工作量證明（Proof-of-Work）：我們會展示如何在時空證明的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個可以用在共識協(xié)議上的有效工作證明。礦工們不需要浪費計算能力來開采區(qū)塊，他們只需要在網(wǎng)絡(luò)中對數(shù)據(jù)進行存儲即可。

（2）協(xié)議概覽

Filecoin是一個建立在區(qū)塊鏈上的，擁有本地記號的去中心化存儲網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)?？蛻敉ㄟ^消費這些記號存儲和讀取數(shù)據(jù)，礦工通過存儲和提供數(shù)據(jù)賺取標記。

Filecoin DSN分別通過兩個可驗證市場進行讀取請求：存儲市場和檢索市場?？蛻艉偷V工協(xié)商服務(wù)定價，而后將將訂單上傳到市場。

這些市場由Filecoin網(wǎng)絡(luò)來運作，F(xiàn)ilecoin網(wǎng)絡(luò)通過時空證明和復(fù)制證明來確保礦工可以執(zhí)行承諾，正確地存儲數(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在網(wǎng)絡(luò)中提供的存儲量正相關(guān)。

（3）白皮書組織

第二節(jié)中我們展示我們在理論上對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)制證明和時空證明協(xié)議，并按照交易約定，使用Filecoin來加密地核實數(shù)據(jù)被不斷地存儲。

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

第五節(jié)中我們對可驗證市場的概念進行了定義和描述，以及他們的概念實現(xiàn)—存儲市場和檢索市場。

第六節(jié)中描述了時空協(xié)議的使用，并展示了如何評估礦工對網(wǎng)絡(luò)的貢獻，這對擴大區(qū)塊鏈以及分發(fā)區(qū)塊回報至關(guān)重要。

第七節(jié)簡要描述了Filecoin中的智能合約。第八節(jié)我們對未來工作做了一些討論來作為總結(jié)。