盘古开源解析：Filecoin时空证明需要长时间的证明？

Posted 2021-07-26 盘古开源

Filecoin独特的证明系统可以保证市场稳定有效运行，用户可以验证网络上的存储服务提供商是否按照他们的约定正确存储了他们的数据。

在Filecoin网络上，世界上任何人都可以贡献存储。但是为了解决分布式存储网络的信任问题，需要一种对全局网络本身进行信任的方法。Filecoin的证明系统是通过存储证明作为在Filecoin区块链上达成共识，和建立对Filecoin区块链协议层信任的关键机制来实现的。

众所周知，Filecoin的存储证明体系是Filecoin网络的精髓，也是Filecoin研究团队投入最多的部分，其中主要包括复制证明（PoRep）和时空证明（PoSt），今天我们讲一讲时空证明。

时空证明，理解起来很简单：作为矿工，我需要能够长时间帮客户保存一份文件。如何证明矿工确实存了这份文件这么长时间，这就是时空证明的关键所在。时空证明（PoSt）是矿工向Filecoin网络提交的证明，证明其正在继续为网络存储数据的唯一副本。

根据之前官方对于时空证明的解释，当矿工帮客户存储（密封）完他的文件以后，首先需要与复制证明一起提交一次时空证明，这次提交完成后矿工才可以参与出块权的争夺。

此次提交不是一次性的，后续矿工仍然需要向系统不断提交证明。当矿工在第一次争取出块权失败后，后续的证明就是矿工继续参与的必要条件。

时空证明它有三个显著的特点：

它是长时间的，因为文件保存不是一时的，因此可以说时空证明是客户存多久的文件，矿工就要提交多久的证明；

它是固定的，矿工进行证明提交的时候，时间是固定的，每隔多久就需要提交一次时空证明；

它是随机的，时空证明其实是需要矿工提交保存文件的某个片段，矿工永远都不知道在下一次的时空证明中，Filecoin需要矿工去提交文件的哪一个片段。

目前，时空证明在Filecoin中以两种类型存在：

1） WinningPoSt

WinningPoSt是奖励存储矿工对Filecoin网络贡献的机制。在每个区块开始时，一小部分存储矿工被选出来，每个矿工挖出一个新的区块。具体要求是，这些矿工提交指定扇区的压缩存储证明。每个成功创建区块的当选矿工都会获得FIL（区块奖励），以及向其他想在区块中包含信息的Filecoin参与者收取费用的机会。

存储矿工如果在必要的时间窗口内没按要求做到，将失去生产区块的机会，但不会因为没产出区块而受到其他惩罚。

2） WindowPoSt

WindowPoSt是Filecoin区块链对存储矿工做出的承诺进行审核的机制。

每个存储矿工都应该维护他们的承诺扇区。这些扇区包含与用户达成的交易，或也可能为空。后者被称为承诺容量，也就是说，矿工可以做出容量承诺，用任意数据填充一个扇区，而非用户数据。维护这些扇区可以让存储矿工证明他们在网络预留空间。

每一天分成若干时间窗口，目前48个时间窗口，每个持续时间为30分钟（60个区块高度，因为1个区块高度等于30秒）。

每个矿工的承诺扇区分成若干组，每组对应一个时间窗口。

在一个时间窗（30分钟）内，每个存储矿工必须为其该时间窗中的每个扇区提交一份时空证明。这需要随时访问该时间窗轮到的每个扇区，并生成zk-SNARK证明加入区块发布到 Filecoin 区块链上。这样，每个承诺存储的扇区在每24小时内至少会被审核一次，并保留一个永久的、可验证的、公开的记录，证明每个存储矿工保守承诺。