Filecoin官方信息丨zk-SNARK在Filecoin网络上的价值

Posted 2021-08-31 盘古开源

最近，Protocol Labs 研究团队发布了World站点的zk-SNARK。该网站介绍了在Filecoin网络上实施零知识密码术的工作。这项工作已经进行了三年，Filecoin也成为了迄今为止部署规模最大的zk-SNARK网络，每天生成6-7百万个zk证明。

对Filecoin网络的价值

为了让Filecoin网络上的存储提供商继续为客户提供服务（并在此过程中获得区块奖励），存储提供商必须定期提交他们正在继续将承诺的数据存储在链上的证明。将他们放在零知识证明的关系中理解的话，这些存储提供者就成为了证明者（provers）。

对于全节点而言，它们负责维护整个Filecoin网络的共识。这些节点希望确保数据在不被忽视或损坏的情况下被存储、维护和保护。参与者——验证者——必须对存储提供商提供的数据正在存储的证据感到满意。每当数据易手时，需要存储提供者和节点之间实现通信交互。

对每一个区块来说，这个过程是（将是）对资源要求很高的。今天，个体的存储提供者为验证存储所需要证明的数据是海量的，而且随着时间推移只会增加。Filecoin网络的区块时间是30秒，为了维持这个区块时间并允许可扩展的方法，网络需要一个能提供快速、高效和健壮的验证过程的解决方案。

zk-SNARK是什么

对于Filecoin网络而言，zk-SNARK通过减少各方验证存储所需的时间来提高网络的可扩展性和效率，这对于维持Filecoin的30秒出块时间至关重要。

对于存储提供商而言，zk-SNARK减少了他们为证明存储而需要传输的数据量，从而降低了与运营其网络服务相关的成本。

zk-SNARKs 的工作原理

为了在Filecoin上验证存储，会涉及到两个证明：复制证明——Proof of Replication (PoRep)和时空证明——Proof of Spacetime (PoSt)。在复制证明中，存储提供者需证明他们正存储一份数据或信息的独特副本。复制证明只会发生一次，这是在用户和存储提供者达成最初存储交易提议且数据首次被存储提供者存储时发生的。每一个被链上记录的复制证明包括了10个独立的SNARKs证明，它们一起证明了该过程是通过概率挑战（probabilistic challenges）而正确完成的。

此外，PoSt用于证明存储提供者随着时间的推移继续存储原始数据而不会被操纵或损坏。当存储提供商首次同意为客户存储数据时，他们必须质押相应的FIL。如果在协议期间，提供商未能证明PoSt，将会受到处罚，并可能失去全部或部分质押的FIL 。

链上交互的结果是证明者和验证者同意数据已以适当的方式存储和维护。如上所述，如果没有使这些证明小而高效的解决方案，它们将占用大量网络带宽，并为存储提供商带来高额运营成本。然而，通过使用zk-SNARKs来生成证明，生成的证明很小，验证过程非常快（因此成本低）。例如，通常需要数百千字节来验证的证明可以使用zk-SNARK压缩到仅192字节。如上所述，每个PoRep包含10个SNARK，共计1920字节（10*192 字节）。

Filecoin 上zk的过去和未来

自Filecoin 主网在去年10月上线以来，一直在使用zk-SNARK。

零知识长期以来一都是Filecoin网络的一部分，它将继续证明它对未来网络的发展至关重要。随着越来越多的数据在Filecoin上存储、维护和访问，生态系统需要继续提供高效、经济且安全的验证解决方案。零知识是Filecoin网络的游戏规则改变者，在不影响安全性、信任或信心的情况下，将复杂的验证过程减少到原始大小的几分之一。

Protocol Labs 研究团队长期以来一直致力于Filecoin网络的零知识。他们为Filecoin网络带来了一个关键高率解决方案，随着新的证明系统的出现，团队将继续为Filecoin网络的未来实施最有效的解决方案。