ipfsfilecoin项目简介

IPFS的中文名是星际文件系统,它的激励层filecoin是由Juan Benet在2014年5月份发起的。2015年,IPFS在YCombinator孵化竞赛中拿到了巨额的投资,同时成立了协议实验室。实验室团队由14位核心开

IPFS的中文名是星际文件系统,它的激励层filecoin是由Juan Benet在2014年5月份发起的。2015年,IPFS在YCombinator孵化竞赛中拿到了巨额的投资,同时成立了协议实验室。实验室团队由14位核心开发者以及社区中上百位代码贡献者组成。

ipfsfilecoin项目简介

Juan Benet(胡安·贝内特):Protocol Labs的创始人,首席执行官。2012年毕业于斯坦福大学,获得计算机科学硕士学位,曾参与了大名鼎鼎的YCombinator计划。2010年1月~2011年12月,在Loki Studios公司担任CTO,负责设计、发布和维护基于位置的多人移动游戏。2011年6月~2013年6月,在StartX项目中为技术创业公司提供建议和支持。2014年5月创办Protocol Labs。

IPFS在2017年8月份仅仅出售了10%的代币,就募集到2.5亿美金,这意味着IPFS还没正式上线,市值已经达到了25亿美金。

IPFS本质上是一种内容可寻址、版本化,点对点超媒体的分布式存储及传输协议,有望补充甚至取代过去20年里使用的超文本媒体传输协议(HTTP),效率提升显著。在技术上有创新性的IPFS前景虽然看好,但是要完成替代HTTP的道路还比较?。

目 录

1. IPFS/Filecoin项目简介 1

2. IPFS/Filecoin架构分析 3

3. IPFS/Filecoin公私募详情 8

4. IPFS/Filecoin两大市场 11

5. IPFS/Filecoin质押体系 14

6. IPFS/Filecoin生态系统 19

7. IPFS/Filecoin 共识机制 21

8. IPFS/Filecoin工作机制 25

9. IPFS/Filecoin 挖矿的影响因素 27

10. IPFS/Filecoin 开发路线图 31

11. IPFS/Filecoin应用实例 32

结 语 33

法律声明 34

1. IPFS/Filecoin项目简介

IPFS综述

1.什么是IPFS?

IPFS(The InterPlanetary File System)又称“星际文件系统”,是由Protocol Labs(协议实验室)发布的一种点到点的分布式文件系统,通过底层协议,可以让存储在IPFS系统上的文件,在全世界任何一个地方快速获取,且不受防火墙的影响,可以让我们访问数据的速度更快,更加安全,并且更加开放。IPFS旨在取代HTTP和为我们所有人建立一个更好的网络。

需要注意的是,IPFS即不是项目名称也不是代币名称,而是一种网络传输协议。

用户每天上网使用APP和浏览网?都是凭借着HTTP协议,它基于TCP/IP的计算机应用层面,从服务器传输超文本数据到本地浏览器,本地浏览器或APP,经过渲染再呈现给用户。基于这样的网络环境构成了CS或BS架构,最后提供给大型网络供应商。

HTTP模式主要分为两种:

第一个模式属于集中化,部分企业的互联网由于业务不能分散去做,只有一个中心服务群,所有流量直接搭载在这个服务群上,承载的压力极大,极易造成系统崩溃。

第二个模式属于分散集群,各个网站需要建立不同区域下的服务群,它们背后的IDC机房会让同样的服务在一个局域内分散,这就减轻了中心服务器的压力。

两种模式容易产生一些弊端:在第一种模式里,服务高度依赖中心网络,大公司或者创业公司无法承受宕机,大公司需要雇一批运维专家或专业人士去保障系统的稳定性;在第二种模式里,中心化数据库一旦遭受人为因素或不可抗力损害,所有数据将全部丢失。同时,这两种模式的带宽成本都比较高,皆会造成一定带宽资源的浪费。而IPFS想打造一个点对点的网络拓扑,相

当于颠覆HTTP所代表的分布关系,它具有内容可寻址的特点,通过文件内容生成唯一的哈希标

识,一定程度上节约了空间开销的成本以及运维成本。

IPFS中文件通常不会都存在一个节点,而是分片存在其他一些子节点上。提取文件时,IPFS把这些节点列表全部并行抓取,最后在本地拼成完整的文件。并行的速度远远大于直接下载完整文件的速度,用户很快就能在本地获得文件,还可以继续分享给其他人。分布式的储存方式能有效解决数据丢失的?险,同时减轻个体数据库的存储压力。

2.什么是Filecoin?

IPFS是一个网络协议,而Filecoin则是一个基于IPFS的去中心化存储项目。简单而言,IPFS与Filecoin之间的关系,类似于区块链与比特币的关系。现在Filecoin成为了IPFS协议下的典型应用,形成了紧密的共生关系,离开一方另外一方发展就会变的困难。

我们可以把Filecoin项目理解为是运行在IPFS网络里的一个激励制度。IPFS是一个点对点的网络,我们都知道P2P网络参与者越多下载速度就越快。所以,IPFS需要更多的节点参与进来。但是,如果没有一套好的激励机制,大家就没有意愿贡献出自己的硬盘和带宽资源了,这时候,Filecoin作为激励制度的重要性就被体现出来了。

Filecoin是一个将云存储转变为一个算法市场的去中心化存储网络。

矿工通过提供数据存储和检索来获得原生通证(称为“Filecoin"或"FIL");客户通过支付FIL来存储和读取数据;存储矿工通过提供存储服务获得FIL;检索矿工通过提供数据获得FIL。

Filecoin协议四个重要组件:

去中心化存储网络(DecentralizedStorageNetwork)

存储证明:复制证明(Proof-of-Replication):允许存储提供商来证明数据已经被复制到单一的物理存储器上。强制性单-物理拷贝可以检查和确保提供商没有将多余拷贝放到同一存储器。时空证明(Proof-of-Spacetime):允许存储提供商来证明他们在指定的时间内存储了某些数据。

可验证市场(VerifiableMarkets):可验证市场可以确保当服务被正常提供的时候执行支付操作。

有效的工作量证明(Proof-of-Work):矿工们不需要浪费计算能力来挖矿,他们只需要在网络中对数据进行存储即可。

2.IPFS/Filecoin架构分析

IPFS架构简述

IPFS架构分为八层子协议栈,从上至下为身份、网络、路由、交换、对象、文件、命名、应用,每个协议栈各司其职,又互相搭配。

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IPFS架构解析

一、身份层及路由层

身份层和路由层属于捆绑性质。对等节点身份信息的生成以及路由规则是通过Kademlia协议生成制定,KAD协议实质是构建了一个分布式松散Hash表,简称DHT,每个加入这个DHT网络的人都要生成自己的身份信息,然后才能通过这个身份信息去负责存储这个网络里的资源信息和其他成员的联系信息。如果新成员需要寻找一位老成员A的联系信息,而他没有这位老成员A的联系方式,那么他可以通过联系任意一位存储老成员A联系信息的成员来获取这位老成员A的联系。

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二、网络层

网络层属于IPFS架构中的核心之一,使用的LibP2P可以支持任意传输层协议。NAT技术能让

内网中的设备共用同一个外网IP,家庭路由器使用的就是这个原理。信息,同理在IPFS中获取资源信息也是一样的道理。

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三、交换层

交换层模拟了P2P网络,并创建中心服务器,当服务器登记用户请求资源时,让请求同样资源的用户形成一个小集群Swarm,在这里分享数据。在中心化的处理方式中这种方式有弊端,因为服务器是由中心化的服务提供商统一维护,如果出现了故障、宕机时,下载操作无法进行。

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四、对象层及文件层

对象层和文件层需要结合来谈,它们管理的是IPFS 上80% 的数据结构,大部分数据对象都是以MerkleDag[Merkle directed acyclic graph(默克有向无环图)]的结构存在,这为内容寻址和去重提供了便利。文件层是一个新的数据结构,和DAG并列,采用Git一样的数据结构来支持版本快照。

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五、命名层

命名层具有自我验证的特性【当其他用户获取该对象时,使用指纹公钥进行验签,即验证所用的公钥是否与NodeId(节点编号)匹配,这验证了用户发布对象的真实性,同时也获取到了可

变状态】,并且加入了IPFS这个设计来使得加密后的DAG对象名可定义,增强可阅读性。

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六、应用层

应用层IPFS核心价值就在于其上运行的应用程序,可以利用它类似CDN的功能,在成本很低的带宽下,去获得想要的数据,从而提升整个应用程序的效率。AG对象名可定义,增强可阅读性。

CDN的全称是Content Delivery Network,即内容分发网络。其基本思路是尽可能避开互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节,使内容传输的更快、更稳定。通过在网络各处放置节点服务器所构成的在现有的互联网基础之上的一层智能虚拟网络,CDN系统能够实时地根据网络流量和各节点的连接、负载状况以及到用户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求重新导向离用户最近的服务节点上。其目的是使用户可就近取得所需内容,解决Internet网络拥挤的状况,提高用户访问网站的响应速度。

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3.IPFS/Filecoin公私募详情

Filecoin2017年7月ICO出售10%的通证,募集到2.57亿美金,这意味着Filecoin还没正式上线,市值已经达到了25.7亿美金。

总发行量:20亿

线性释放,每6年减半;

Filecoin通证分发对象:

70%:Filecoin矿工(挖矿奖励)

15%:ProtocolLabs(分发自创世区块,6年线性兑现期)

10%:投资者(分发自创世区块,6个月~3年线性兑现期)

5%:Filecoin基金会(分发自创世区块,6年线性兑现期)

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公私募参与资格

美国合格投资人身份认证(采用与IPO相同的流程,以确保合法性)

ICO占比:10%(2亿枚)

私募详情

私募--时间:2017.7.21~2017.7.24

成本:0.75美元/FIL(全部私募价格都一样)

分发期和折扣:1年-3年

折扣额0-30%(分发期最低一-年)

参与人数:150人左右

私募金额:大约5200万美元

Filecoin私募投资人:

红杉资本、斯坦福大学母基金、WinklevossCapital、数字货币集团和Y联合公司总裁SamAltman

等知名机构和投资人参与

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公募详情

公募--时间:2017.8.7-9.7

成本区间:1一5美元

分发期和折扣:6个月(0%),1年(7.5%),2年(15%),3年(20%)

公募金额:2.05亿美元

价格函数:price=max($1,ipfsfilecoin项目简介

参与人数:2100+

Filecoin已通过美国SAFT监管审核:

美国SAFT监管审核:期货代币简单协议(SAFT)是加密货币开发商向许可投资者提供的投资合同,承诺在网络或公司运营时提供一定数量的代币。SAFT合同被视为证券,因此必须符合证券法规。在该框架下,SAFT合同在ICO期间作为证券发行给投资者,向他们保证将在某个特定时间之后交付代币。

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二级市场

因为主网还未上线,目前都是在炒期货,市场表现无法分析。下面是一个期货的价格走势图:

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4.IPFS/Filecoin两大市场

Filecion作为分布式存储网络,数据存储检索流通是它的价值具象,搭载通证体

系,在这个生态下产生了两个“市场”:

存储市场:

客户通过向矿工支付通证(即代币)可以对数据进行存储。

客户向存储市场的订单簿发起投标(通过向区块链提交订单)启动Put协议,当有匹配的矿工应答时,客户就可以将数据片段发送给矿工,双方签署交易订单,并将其发送到存储市场的订单簿。客户应当能够通过提交多重订单(或者在订单中指定复制扇区)来决定数据的拷贝数量,更高的冗余度可以提高储存的容错率。

检索市场:

客户可以通过向检索矿工支付通证,来获取Filecoin网络中可访问的任何数据。客户向检索市场的订单簿投标(向网络提交订单),就开始了get协议。当有匹配的矿工应答被找到,客户就会从矿工处得到数据片段,收到片段后,双方签署交易协议并提交到区块链,证明交易已完成。

两大市场循环图

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产品

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社区

l?Twitter:1864条推文,1.66万关注者。推文发布较频繁,基本几天更新一条,一般都是更新IPFS的进展,以及转发一些关于IPFS的推文。转发的较多

l?Blog:Starlog,截至4月20日共34条Blog,这些文章由IPFS团队和更广泛的社区成员编写。主题很广泛:项目新闻、协议解释、开发故事、使用示例、应用程序等等。https://ipfs.io/blog/

l?Media:其中包含IPFS的介绍以及IPFS新闻,文章,媒体引用,会议和会谈的出席。https://ipfs.io/media/

l?Discourse:问问题的主要地方,分享信息,找到志同道合的人。https://discuss.ipfs.io/

5. IPFS/Filecoin质押体系

Filecoin网络为什么需要质押?

1、拜占庭将军问题:将军和信使都可能叛变

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PS:拜占庭将军问题

(Byzantinefailures),是由莱斯利.兰伯特提出的点对点通信中的基本问题。

含义是在存在消息丢失的不可靠信道上试图通过消息传递的方式达到--致性是不可能的。因此对致性的研究一般假设信道是可靠的,或不存在本问题。

2、网络面临各种攻击,常见的三种攻击方法:

女巫攻击(Sybilattack)、外包攻击(outsourcingattacks)、生成攻击(generationattacks)。

l 女巫攻击:恶意矿工通过创建多个女

巫身份,假装存储了很多拷贝(并从中获取奖励),但实际上只存储了一次。

l?外包攻击:由于可以快速地从其他存储提供商获取数据,恶意矿工可能提交比他们实际的物理存储容量更大的存储能力。

l?生成攻击:恶意矿工会宣称要存储大量的数据,但相反,他们使用一-些小体积程序有效地生成请求。如果这个程序体积小于他们所宣称的储存容量,就会导致恶意矿工在Filecoin获取区块奖励的可能性增加。奖励本身是应该和当前的存储量正相关的。

两种质押方式

Filecoin网络的质押系统和执行层面的算法还没有完全定型。本文所依据的主要是目前的讨论稿和部分实现,这些讨论已经基本建立起了一套体系,

对Filecoin网络的积极参与者,可以作为参考。我们将做持续跟进更新,以适应变化。

Filecoin网络中质押分为两类:

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A:PledgeCollateral(承诺质押):即矿工在挖矿时承诺给网络的可用空间时提供的质押,比如说提供8T空间,质押1000FIL。

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B:StorageCollateral(存储质押):即矿工在存储用户数据时,为保证用户数据在规定的时间内被存储而提供的质押,比如接受用户1G数据存1年,质押100FIL。

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以对矿工的惩罚不仅仅来自于对质押的没收,还有更强大的手段。

举例:扣除矿机当前的算力,对矿工进行除名等。

经济活动中两种质押的实现

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Filecoin网络奖励的实现

质押是Filecoin的奖惩机制设计中一个重要基石。Filecoin网络通过区块奖励和服务收费来为诚实矿工带来收益,同时,也通过质押和罚没机制来激励矿工提供优质服务。

诚实矿工奖励(即矿工收益)来自于以下方面:

l?区块奖励:按照一-定的算法进行全网线形递减释放

l?存储收费:为用户存储数据的收益(来自于用户付费)

l?检索收费:为用户检索数据的收益(来自于用户付费)

l?交易费用:交易收费,燃料费用

Filecoin与其他公链系统的最大的不同在于,这是一个去中心化的存储网络,在这个网络中,矿工必须首先提供可靠的数据服务,才能获得收益。

Filecoin网络惩罚的实现

当一个矿工行为不当或没能完成自己应尽的义务时,通常会受到惩罚。惩罚的机制在代码中会详细实现,通过去中心化的机制进行,无需权威的中心化机构干预。

矿工的不当行为或未尽义务,主要反映在两个方面:

(1)共识失当:主要是指在区块链的维护中有不当行为,指可能危害Filecoin网络区块链共识的攻击行为。

当一个矿工在一个出块周期内发布两个或以上区块,且满足预期共识所定义的处罚条件时。(严格地说,一个获得出块资格的矿工只能产生一个区块),当这种情况发生时,任何其他矿工都可以报告,网络通过检验属实后,会罚没涉嫌攻击网络的矿工的所有抵押,并且扣除所有现有算力,因为对网络的攻击行为被视为不可接受的。这基本上是最严重的处罚了。

(2)存储市场失当:主要是指未能或未及时提供存储证明,或未能履行与用户的合约。

存储市场失当主要表现为:

◆迟交时空证明(PoSt)

每一个矿工需要在每一个证明周期(ProvingPeriod)内提交证明,否则,就会被罚。这里所说的迟交,不是没交,而是提交时间超过了一个证明周期,但仍然在一个生成攻击阈值(GenerationAttackThreshold,超过这个时间,则可能不能鉴别生成攻击)范围内提交了。

◆未能提交时空证明(PoSt)

矿工不仅没有在一个证明周期内提交证明,而其延迟的时间甚至超过了生成攻击阈值。这种情况下,就被视为没有提交时空证明。在这种情况下,任何其他矿工都可以报告这种情况,网络通过检查属实后,采取严厉的惩罚措施。目前计划的实现是:罚没所有质押物;算力清零。

◆存储错误

需要矿工主动报告丢失(或着说发生错误)的扇区(Sectors)给网络,这可以在时空证明中进行,协议中有定义,包含在“MissingSectors”字段即可。作为一个矿工,需要周期性地检测数据,这也是时空证明过程的一部分工作。网络通过检测矿工提供的证明,验证属实,将根据丢失(错误的)扇区数量来罚没相应的质押物(FIL),同时罚没此矿工相应的算力。

◆违背合约

矿工未能按照合约在规定的时间内存储用户数据。比如用户要求存储半年,而矿工存储3月就把数据删了。用户可以马.上报告给网络,附上当初签订的合约,在网络确认属实( 即矿工在其证明中不再包含此数据所在扇区)后,将对矿工进行处罚。处罚来自矿工的承诺质押,同时用户的未支付费用将被返还,矿工的相应存储质押将被自然地没收掉。

PS:在当前正在进行的代码实现中,用户必须在矿工删除数据后一个证明周期(Proving Period)内向网络提出报告。这一点对客户而言是一个负担。是否之后会有更完善的实现,需要持续跟进。

惩罚FIL的通证去哪里了?

真是一不小心就质押的FIL 就没了。在Filecoin 网络的初期,由于矿工经验不足,这种质押被罚没的情况会屡见不鲜。这都是白花花的银子,这些罚款都去哪儿了?

被罚没的质押将分为两个部分:

l?直接销毁

l?奖励给报告者和执行者

FIL的销毁会使网络中的FIL总量减少,在需求不变的情况下,会使得网络的FIL增值。从价值的角度而言,销毁和按比例分发给所有用户是一样的。

6.IPFS/Filecoin生态系统

1.?2014年5月,Juan Benet发起IPFS项目

2.?2015年1月,IPFS协议实验室成立,并发布IPFS

3.?2016年,IPFS团队创建了libp2p、IPLD、multiformats、Orbit等模块

4.?2017年6月,IPFS已储存50亿份文件

5.?2017年7月,IPFS团队宣布成立Filecoin项目

6.?2019年3月,Filecoin项目上线

IPFS生态系统分布

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IPFS的团队在开发时,采用高度模块集成化的方式。协议实验室团队2015年创立,到17年的这段时间里都在做IPLD、LibP2P、Multiformats这三个模块的开发,它们服务于IPFS底层。

Multiformats是一系列hash加密算法和自描述方式(从值上就可以知道值是如何生成)的集合,它具有SHA1/SHA256 /SHA512/Blake3B等6种主流的加密方式,用以加密和描述nodeID(节点编号)以及指纹数据的生成。

LibP2P是IPFS的核心,面对各式各样的传输层协议以及复杂的网络设备,它可以帮助开发者迅速建立一个可用P2P网络层,快速且节约成本。

IPLD是一个转换中间件,将现有的异构数据结构统一成一种格式,方便不同系统之间的数据交换和互操作。现在IPLD支持的数据结构,是比特币、以太坊的区块数据,也支持IPFS和IPLD。IPLD中间件可以把不同的区块结构统一成一个标准进行传递,为开发者提供了成功性比较高的标准,不用担心性能、稳定和bug。Filecoin把以上这些应用的数据价值化,通过类似比特币的激励政策和经济模型,让更多的人去创建节点,提供服务,去让更多的人使用IPFS。

Filecoin生态系统四类角色:

开发团队、用户、矿工、持币者;

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◆开发者:

从协议构想到技术实现,从低层生态到应用拓展,他们帮助铸造未来并指导整个社区,在维护区块链的生命周期过程内发挥了至关重要的作用,目前开发人员包括官方团队及技术社区的爱好者。

◆用户(应用场景)

围绕数据的业务使用着,用户使用通证,激励网络带来升级,这不仅会增加现有通证的价格、提高系统的核心功能、更能体现整个生态存在的意义。

◆矿工组织:

矿工是网络的骨干,创造价值且获得回报,有助于网络的维持;他们的激励

措施包括区块爆块奖励和交易费用,同时提供和提升存储网络资源与服务。

◆持币者:

在整个生态之中保有通证的角色的统称,往往附带代币流通与交易。

在Filecoin 网络里,各个角色互相兼容、互相促进,多重身份与关系复杂化对Filecoin来说是向更好的方向推进。

7.IPFS/Filecoin 共识机制

Filecoin继承了IPFS的技术及特点,同时Filecoin承载了区块链的特性,其中最具代表性、最重要、最难的技术要点主要有以下(部分) :

?复制证明

复制证明为了验证存储矿工遵循合约真实地存储了对应文件;

?时空证明

时空证明为了验证存储矿工在合约期持续性的存储着对应文件;

?零知识证明

在保证安全性的前提下实现数据确权

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IPFS挖矿机制

IPFS系统下挖矿所得为FIL(Filecoin),Filecoin是一个去中心化的存储网络,Filecoin有两个市场:存储市场和检索市场。这两个市场结构相同但设计不同。

l?存储市场上,客户付费给存储矿工,令其存储数据。

l?检索市场上,客户向检索矿工付费后取回数据。

这两种情况下,客户和矿工都可以设置报价或接受报价。整个交易是由网络来运行—Filecoin中的所有节点构成了拟人化的网络。网络保证了矿工在提供服务时可以得到客户的奖励。存储的需求和供给在两个Filecoin市场进行:存储市场和检索市场。

这两个市场属于去中心化交易所, 简而言之,客户和矿工们通过向各自的市场提交订单来为服务定价。交易所为客户和矿工们提供了匹配交易和牵线的方法。运行管理协议后,如果服务请求被成功提供,网络会确保矿工得到奖励,客户得到服务。

IPFS挖矿参与者

IPFS矿工分为存储矿工、检索矿工,客户在请求存储或检索数据时需要支付相应代币。

存储矿工为网络提供数据存储,存储矿工通过提供磁盘空间和响应客户请求来参与Filecoin运作。要想成为存储矿工,用户必须用与存储空间成比例的抵押品来抵押。(抵押品为扇区,扇区指存储矿工向网络提供的磁盘空间。矿工将客户的数据片段存储到扇区,并以此赚取代币。为了存储片段,矿工们必须向网络抵押他们的扇区。)

存储矿工通过在特定时间内存储数据,来响应用户的存储请求。存储矿工生成证明并提交到区块链网络,来证明他们在特定时间内存储了数据。如果数据失效或丢失,存储矿工将被罚没部分抵押品。存储矿工也可以挖掘新区块,如果挖到了新区块,矿工就能获得挖取新块的奖励和新区块中的交易费用。

检索矿工为网络提供数据检索服务,检索矿工通过提供用户检索请求所需要的数据来参与Filecoin运作。和存储矿工不同,他们不需要抵押品,不需要提交存储数据,也不需要提供存储证明。存储矿工同样可以担任检索矿工,检索矿工可以直接从客户或者从检索市场赚取收益。

存储矿工工作流程

1、存储矿工在区块链中存放抵押品,来保证向网络提供稳定的存储。抵押品为了保证服务而存在,如果矿工为所存储的数据生成了存储量证明,抵押品就会被退回。如果没有成功生成存储量证明,矿工将失去抵押品。

2、一旦抵押交易在区块链中出现,矿工就可以在存储市场中提供存服务。矿工们设置价格,并响应市场订单簿中的订单要求

3、一旦订单匹配,客户就将数据发给存储矿工。存储矿工数据接收完成后,矿工和客户签署交易订单并提交到区块链。

4、当存储矿工被分配了数据时,必须重复生成存储量证明来确保他们正在存储数据证明被发布

在区块链中,并由网络来验证。

5、验证成功后,存储矿工将会获得相应的奖励

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检索矿工工作流程

1、检索矿工设置价格并发送到市场订单簿,并通过向网络发送报价。

2、然后检索矿工检查是否与客户的订单报价匹配。

3、一旦订单匹配,检索矿工就将数据发送给客户。数据接收完成后,矿工和客户就签署交易订单提交到区块链。

4、当交易被验证后,检索矿工也将获得相应奖励

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8. IPFS/Filecoin工作机制

IPFS工作机制分析

IPFS为每一个文件分配一个独一无二的哈希值(文件指纹:根据文件的内容进行创建),即使是两个文件内容只有1个比特的不相同,其哈希值也不相同。这个方式使得IPFS可以支持基于文件内容进行寻址。

IPFS在整个网络范围内去掉重复的文件, 并且为文件建立版本管理——每一个文件的变更历史都将被记录。版本管理是版本控制工具git,svn等的重要特性,依靠它系统可以很容易地查看文件的历史版本中的数据。

当查询文件的时候,IPFS网络根据文件的哈希值(全网唯一)进行查找。由于每个文件的哈希值全网唯一,查询的执行很容易,效率也?较高。

如果仅仅使用哈希值来区分文件的话,会给内容的传播造成困难,因为哈希值不容易记忆,这点和IP地址不容易记忆一样。同样,类似于域名,IPFS利用IPNS将哈希值映射为容易记的IPNS名字。

每个节点除了存储自己需要的数据,还存储了一张哈希表,用来记录文件存储所在的位置、进行文件的查询下载。

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IPFS工作机制与HTTP工作机制对比

1、下载速度

HTTP:低效,成本高。使用HTTP协议每次需要从中心化的服务器下载完整的文件(网?、视频、图片等),速度慢,效率低。

IPFS:高效,低成本。整个IPFS系统是一个分布式的文件存储系统,在下载相关数据的时候,可以从多个节点同时下载。这点与P2P下载(比如: 迅雷、BitTorrent)一致。与HTTP从中心服务器下载相比较, P2P下载速度要快很多。

2、存储

HTTP:成本高,易丢失。基于HTTP的存储方式主要依赖于中心化的云存储,占用大量空间,且

容易丢失。HTTP?面平均生存周期大约只有100天,Web文件经常被删除(由于存储成本太高,无法永久保存。

IPFS:低成本,不易丢失。由于IPFS使用的是区块链技术,一方面利用 FileCoin来激励矿工分享自己的硬盘,另一方面IPFS从全网去掉了冗余存储(?5.1),提升了存储使用效率,节省无效网络存储空间。FileCoin将采用供需对价的方式解决市场对接,存储通过挖矿获得收益,检索通过对价认可提供服务获得收益。作为IPFS生态的基础能力网络存储,因为持续的投放形成的供需平衡而非常便宜。

3、安全

HTTP:易受攻击,无法保护隐私。中心化服务器目前很难抵挡DDoS(分布式拒绝)攻击,当大量的访问请求涌来,中心化的服务器几乎会在一瞬间瘫痪。中心化云存储一旦遭到窃取,海量用户数据及文件将被泄露,无法保证用户隐私。

IPFS:不易攻击,保护隐私。IPFS拥有抵挡DDoS攻击的能力:所有的访问将会被分散到不同的节点,甚至攻击者自己也是节点之一。为了实现安全,IPFS中每一份用户的数据都进行了加密、分片,并且有多分冗余在全网的节点中。黑客在进行攻击时,无法得知哪些数据对应着哪位用户,即使黑客找到了相应数据,也无法解密数据。和数字货币一样,只有持有私钥的人才能够拿到数据,对数据进行解密,查看数据。

9.IPFS/Filecoin 挖矿的影响因素

Filecoin的“算力”即“有效存储力”。如何影响有效存储,即决定了该矿工的经济效益。

影响有效存储的因素:

?硬件能力

作为存储挖矿类项目代表,存储力首当其充的重点在于内存(即硬盘),硬盘大小、硬盘质量影响存储力高度、存储效率。

一块(机械)硬盘的好与坏,可以从这几个参数考量:

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a.容量

b.读写速度

c.缓存

d.主控芯片

知识点

机械硬盘:?主流硬盘接口分类 --ATA、SATA、SAS

a. ATA外部接口传输速度最大为133MB/s,并口线物理设计,抗干扰性差,排线占空间,不利散热,逐渐被SATA取代。

b. SATA串口硬盘,能对传输指令进行检查,如发现错误自动矫正,提高数据传输可靠性。且结构简单、支持热插拔。

c. SAS引入SCSI技术,和SATA硬盘相同,都是采取序列式技术以获得更高的传输速度可达到3Gb/s。SAS硬盘可与SATA硬盘共享同样的背板,固在同一个SAS存储系统中,可用SAT A硬盘取代部分SCSI硬盘,节省整体存储成本。

固态硬盘:存储介质为”闪存颗粒“,包含--SLC、MLC、TLC

a. SLC寿命长,读写次数在10万次以上,造价高,主要用在企业级高端产品;

b. MLC寿命长,造价一般,多用民用高端产品;

c. TLC是MLC闪存延伸,造价成本最低、寿命低,是当下主流厂商首选闪存颗粒;

?系统环境

作为存储挖矿分布式存储的大未来是创造静默闲置存储成本来创造价值,那么一切附有存储空间的智能系统都应该有机会参与其中。目前的主流智能系统包括不限于:

手机:安卓/IOS/鸿蒙....

PC: Windows / Mac OS / LinuX /麒麟...

智能穿戴: watch OS / YunOS / Wear OS / DuWear ...

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当前Filecoin (开发网)所处的运行系统为: Mac OS、LinuX,系统只是运行环境,不直接影响运行结果( 就像外包装不影响食物),但从经济成本的角度来看,同样配置与出块概率,Mac的硬件成本必高于LinuX及以后的Windows,所以未来系统的选择也是一个必要的因素。

?软件/运维

基于Filecoin 源代码的理解,一套定制化的软件,从各个角度优化运行状态,自动化运维运转的高效与自适应,配合运维工程师的实时监测,实现可预期、可调整。以ForcePool系统为例,集群化节点,带来的直接影响有但不限于:分摊“无效”风险即提升FIL的获取概率;完善全套系统风控,完全可控;

?系统体量

回归数据量,回归存储本质。这里有两个参数:

①节点有效存储(Proven Storage) ;

②网络总存储;

有效存储是你为Filecoin 网络已经提供的有效存储空间,这与承诺的存储空间不是一个概念。网络总存储即为当前整个Filecoin网络已经存储的数据量。

节点有效存储/网络总存储= ? % (理论出块概率 )

?节点时空

矿工节点参与的早晚对出块收益结果总量的影响明显;节点所处地理位置作为存储矿工节点的地理位置影响矿工所拥有的“订单池”,当“订单池”很小的时候,已经限制的出块总量高度;

ForcePool集群化系统架构

ipfsfilecoin项目简介

定制化Filecoin 网络定挖矿架构,应对硬件迭代快、软件/运维要求高、高可用灵活应对网络算力变化;

10. IPFS/Filecoin 开发路线图

ipfsfilecoin项目简介

2017年7月公私募

2019年2月14日开发网上线

2019年12月11日测试网上线

2020年第一季度主网 上线

里程碑

旧的预期完成时间

新的预期完成时间

启动长期运行的alphanet

2019年9月25日

启动第一个Filecoin测试网

2019第二季度

2019年12月11日

使用大量矿机进行测试

2019第二季度

2019第四季度

安全审查和审核

2019第二和三季度

2019第四季度

go-filecoin v1.0.0功能冻结

2019第二和三季度

2020第-季度

启动Filecoin主网

2019第三和四季度

2020第一季度

当前版本状态:

0.5.X Alphanet 版本,测试网上线之前版本迭代算力不清零;

11. IPFS/Filecoin应用实例

OpenBazaar

OpenBazaar是IPFS上的一个应用,中文名为开放集市,于年初获得比特大陆500万美元的投资。

应用IPFS前:利用ZeroMQ来实现P2P交易,一定程度也绕过了中心化的检查,把交易的手续费作为红利给用户。同时它整合了比特币作为支付渠道,用户数量在短时间内迅速提升。

应用IPFS后:官方加入审查机制,同时支持了比特币之外的BCH等数字货币,并且整合和重构IPFS,取代了之前的ZeroMQ。由于利用了IPFS,商户在OpenBazaar市场的产品可以通过其他用户进行上传,从而实现即使当商店不与互联网直接相连的情况下也能进行购买。以前必须同时登陆才可以交易,现在利用IPFS相当于实现了离线店铺。这同时意味着,访问你的店铺的人越多,店铺数据被复制越多,越有利于优质的店铺宣传和推广。

Mediachain

Mediachain则是一种基于IPFS的开放媒体库,支持多种区块链,包括比特币和以太坊。这个区块链应用将会帮助用户找到高质量的和正确归属的图片,可用于满足任何视觉成像需求——网站, 博客和演讲——同时允许出版商和创造者保护他们的数字内容的所有权。 Mediachain同时推出Mediachain Attribute Engine(Mediachain内容归属引擎)。Mediachain项目目前的参与者包括现代艺术博物馆(MoMA), 盖蒂图片社(Getty Images),美国数字公共图书馆 (DPLA) 。

Mediachain Attribute Engine的创建是基于Mediachain的开放媒体库项目。它允许发布者和内容创建者上传他们的内容和附加信息到他们的媒体,然后在区块链上加上时间戳并存储在IPFS。然后,这些信息可以通过感知搜索进行查看。

用户可以使用Attribution Engine来搜索Mediachain开放数据库中他们想要分享的图片。一旦他们找到喜欢的图片,他们可以复制粘贴链接的HTML码到他们的博客或者网站。这个图片的归属信息被嵌入到了html码本身,因此无需手动添加。

结 语

l?IPFS架构分为八层子协议栈,从上至下为身份、网络、路由、交换、对象、文件、命名、应用, 每个协议栈各司其职,又互相搭配。IPFS生态系统分为五大模块,覆盖八个层级的子协议栈。Filecoin利用激励政策和经济模型将IPFS中的生态模块价值化,鼓励更多人去创建节点。

l?IPFS矿工分为存储矿工和检索矿工,人人可成为矿工,使用内存挖矿并获取奖励。

l?IPFS拥有去冗余机制,自动删除重复文件,保证区块链网络空间的合理分配。IPFS将文件分片存在子节点上,提取文件并行抓取,保证区块链网络的高效性。IPFS中所有的访问将会被分散到不同的节点,能有效防止DDoS攻击,保证区块链网络安全性。

IPFS已拥有部分成熟应用及大量存储文件,生态布局较为广泛。

IPFS特殊的挖矿机制容易导致类似于比特币中的大型矿池控制大量算力的情况,存在一定隐患。IPFS欲颠覆HTTP统治地位,但激励系统尚未完善,实际落地情况有待考证。

Filecoin分布式存储网络生态(亦区块链),由来自公/私募启动的经济激励机制推动,基于预期(EC)共识,推动生态内四大类角色在其两个价值流动市场的价值交换Filecoin拥有去冗余机制,保证区块链网络空间的合理分配;将文件分片存于节点,提取文件并行抓取,保证区块链网

络的高效性; Filecoin网络的数据访问会分散到大量节点,防止DDoS攻击,保证网络安全性。

Filecoin网络矿工的存在及其初心指导着网络的走向,矿工的多样性影响着网络挖矿数据。

目前,Filecoin发 展尚处生态初期,但官宣的项目排期牵动了项目进程的确定以及推进,每一个此刻,都是进入Filecoin生态的最佳时间。

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此报告中所有内容均为工作人员通过市场调查、数据分析及其他合法渠道获得,通过数据分析师建立相关模型得出,仅供参考,不构成任何投资或交易建议。

中科云创(河南)数据科技有限公司,是一家专注IPFS&Filecoin技术应用、策略集群挖矿软件开发、存储器研发销售、IDC搭建运维等全生态建设服务商。

我们坚持以用户为中心,服务至上,快速传递市场信息,加大技术投入,为客户利益保驾护航。同时秉承%&&&&&%共享精神,筹人筹智,与共实者共同迎接数据暴增的5G时代,在下一代互联网Web3.0时代共铸辉煌!

公司优势

1、在filecoin上线前可以享有比特币算力收益,年化25左右;

2、签订正规销售托管合同和交接清单;

3、与戴尔、河南联通等品牌合作搭建IDC机房;

4、经营许可证齐全一IDC服务 器托管、ISP互联网接入、CDN互联网数据中心业务、云计算等;

5、重视后期技术应用和研发(Golang、 Rust、 C++、JAVA等技术性人才)

6、设有不同阶段的退出机制和保障计划。

行业展望

政府/企业:2B市场,对IPFS挖矿软件二次开发,优化挖矿效率,为矿场提供挖矿软件业务,针对企业、政府开发企业级私有云服务,降低企业费用开支,针对共有市场整合各地现有闲置资源,产生效益。

家庭/个人:2C市场,IPFS矿机+家用私有云,对普通用户有吸引力,而这也是分布式存储的要义----即越多分布式存储节点,越能形成效应。

公司致力构建Web3.0基础设施,让存储更安全,更高效,更开放。

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编译者/作者:JSVnEoqD

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