技术的力量:IPFS新贵Filenet缘何采用Podt

耳朵财经 2018-11-02 20:44

美东时间10月10日,IPFS全新激励层Filenet正式开启内测,并将于10月底主网上线,全面开放挖矿。与此同时,更为有名的“前辈”激励层Fiecoin却仍处于不断跳票状态,上线日期一拖再拖,早早购买矿机的准矿工只能守着一堆不能挖矿的机器,望洋兴叹,默默等待,也不知道等待的是戈多,还是更坏的消息。

这种强烈反差之所以出现,很大程度上可以归结为技术路线选择差异造成的不同结果。


众所周知,区块链的核心技术是共识机制,而目前比较常用的共识机制有 PoW(Proof-of-Work,工作量证明),PoS(Proof-of-Stake,权益证明),DPoS(Delegated-Proof-of-Stake,委托权益证明),PoC(Proof-of-Contribution,贡献证明)。在共识机制方面,Filenet和Filecoin不约而同都选择了PoC,不同的是,Filenet又加入了些PoS元素进行辅助,在保证公平性的同时,大大降低了技术难度。


那具体来说,在技术路线方面,Filencoin到底做错了些什么,Filenet又做对了什么,以致最终在落地表现上的天壤之别?


Filecoin在计算矿工贡献方面的核心机制是复制证明(PoRep)和时空证明(PoSt)。复制证明是指存储矿工为用户存储数据时,必须真实地存储用户指定的数据和指定的份数,并且向系统提供证明。时空证明则是指矿工需要定期向系统提供证明,表明这段时间数据一直安然无恙地存放,没有被删除。


复制证明有两难,一是需要额外的开销,包括额外的存储资源,额外的计算资源,消息确认的延迟等等,而这让本来以高效低成本著称的IPFS网络变得毫无价值,甚至比普通中心化机房或CDN服务器代价还大;二是抵抗生成攻击难实现。由于Filecoin打包区块挖矿跟有效存储的大小有关,这会引发一个尴尬的场景:如果带数据压缩的文件系统,因存数据时不需过大空间,数据存和取采用了不同的程序压缩和解压缩,结果就可能被Filecoin判定作弊。而这一问题还会导致用户将一些生成攻击产生的无效数据上传到IPFS网络。


时空证明也有两难,一是同样的额外开销,二是造成Filecoin难搭建,效率低。由于Filecoin区块链跟实际存储的数据大小有关,而这一信息更新很频繁,并且记录在整个去中心化网络之中。实时收集这些数据,统计出全局的数据,同时还要验证证明是否有效,这就在挑战系统的极限了。同时,还要防止恶意攻击和一些不诚信的行为,安全方面的设计也是必不可少,这更是增加了系统的负担。而这一设计更会带来一个矛盾:为了追求效率,Filecoin需要很高的TPS,可一旦TPS起来了,并发用户多了,带来的数据处理量增加非常明显,系统效率又降了。而这也是Filecoin最大的难点。


作为对比,Filenet在矿工工作证明方面采取的方案是分发证明Podt(Proof-of-distribution),也是本次内测重点测试目标。


具体来说,就是矿工存储了用户的数据,根据特定时间生成分发证明并提交到区块链网络来证明在这段时间内数据的分发量即活跃度,最后再根据分发量在全网的占比获得Fn奖励,如果不能提供证明或证明无效即不能获得奖励。


这个方案的关键在于信用等级机制的引入,这在增加公平性的同时,又降低了技术难度。具体而言,就是当矿工要获取数据资源时,须不间断提供自己的空间、带宽、运行状态,这些参数共同保存在一个表格里,Filenet称之为矿工信任表。Filenet会依照信任情况来分配数据,如果数据容量小但是使用频次很高,系统会将它保存在网络环境稳定的矿工设备中,而如果数据容量大但是使用频次低,Filenet会将它保存在存储空间很大的设备中。当矿工设备出现故障或者环境不稳定的情况时,系统就会减少数据派发量。


矿工的信用度值计算公式及模型如下:


(信用度曲线)

Filenet的去中心化存储网络可以建立在诸多共识协议上,只要能完成分发证明的验证即可。


Filenet通过算力达成共识,并把信任度和保证金量以及时长做股份,因此是改进版的PoS。由于采用PoC+PoS机制,因此每一个周期会选举出多个矿机共同出块,被选举的矿工会增值信任分。


PoC+PoS是一种随机选举,无法预测。选举出矿工的作用就是在一个区块周期创建区块并广播到全网,数据块以DAG的数据结构管理,因此区块越多主链越安全。


相比前文Filecoin复杂的工作证明机制,Podt减少了技术实现难度,亦无须构建复杂机制防止攻击难题,这也正是Filenet能够迅速上线的技术保证。


对于个人来说,他的人生是所有选择的总和,而对于一个产品来说,同样如此,它的前景来自于所有决策方案的相加。在这些选择中,技术方案选择无疑是一个无法忽视的重要因子。Filecoin和Filenet的同类不同命,正源于这一个个决策选择的细微差异,而在未来,这些选择差异造成的结果差异只会越来越大,届时,便又是用户开始选择的时候。