時間:2023-07-31|瀏覽:282
Filecoin自然也圍繞這個問題進行的。這一節,我們重點來學Filecoin的區塊鏈共識機制是如何設計和實現的。
這一節,我們重點來學Filecoin的區塊鏈共識機制,即回答“Filecoin究竟是如何產生新區塊的”。與工作量證明機制(PoW)不同,工作量證明機制中,大量算力只能用于維護網絡安全,而不能產生其他對網絡的貢獻。在Filecoin系統中,礦工需要時刻生成時空證明,我們也就能利用時空證明,統計各個礦工對全網存儲的貢獻度,進而以此設計共識機制。
它的共識機制稱為期望共識(EC),而Filecoin區塊鏈實際上不是絕對意義的鏈,而是DAG。其期望是,從數學角度來看,最佳狀態是每個時刻Filecoin只會產生一個區塊。當然也可能產生多個或者沒有。因此,在主鏈周圍會分布有一些小分支,不過它們都是賬本的一部分。
共識機制概述 目前工作量證明機制因為其消耗大量的能源,同時除了維護區塊鏈系統安全性外,沒有其他價值,這一點一直以來為學術界和工業界所詬病。Filecoin試圖設計更合理的共識機制是在確保其拜占庭安全的同時,更加環保,并且對系統產生更大價值。
有些區塊鏈項目開始探索新的方式,比如:將PoW機制中驗證先導零的工作改為發現新的素數;以太坊要求礦工在執行工作量證明的同時,運行腳本程序。這些都是有很大價值的改進,但浪費依舊巨大。
一個很直接的思路是要求礦工使用“存儲空間挖礦”,這樣礦工在經濟激勵下會致力于投入更多的存儲空間而不是計算能力,相比計算能力挖礦更節能。另一個嘗試是基于POS權益證明的拜占庭協議,即下一個區塊中投票比重與其在系統中所占代幣份額成正比。下面會描述,如何著手設計基于用戶數據存儲證明的共識協議。
這里我們重點描述Filecoin區塊鏈的共識機制,與目前主流公有鏈協議(如PoW、PoS)不同,Filecoin選舉新區塊礦工是根據它當前已用存儲空間占全網存儲空間的比值決定的。它的共識機制被稱為期望共識(ExpectedConsensus,EC)。如此一來,礦工更愿意投資在更大的存儲空間,而不是在更大的計算力上。礦工提供存儲空間,同時礦工之間相互競爭更大的存儲空間,這對維護FilecoinDSN是有利的。
EC共識機制思路如下:每個存儲礦工為網絡提供的有效存儲空間占比,我們將其定義為存儲算力。通過查閱區塊鏈中合法的存儲證明,任何一個節點都能獲得并且驗證任意節點的存儲算力。
在每個產生新區塊的周期內,礦工利用這一周期生成的存儲證明生成選票。每個礦工會檢查自己的選票的哈希值是否小于該礦工的存儲算力,如果滿足,則說明該礦工當選本輪的領導節點,下一個區塊可以由該礦工創建并發并發送給全網其他節點進行驗證。