时空证明与复制证明的区别及作用?如何理解Filecoin的PoRep与PoSt?
IPFS是一项开创性的技术,它能够提升网络传输和存储的安全性与效率,Filecoin基于IPFS构建了去中心化存储系统,其中时空证明和复制证明是系统运作和矿工挖矿的核心机制,用户在IPFS系统请求下载文件时,系统必须完成两个关键环节,“证明存储”和“定位数据”。

时空证明与复制证明的区别
时空证明(Proof of Space)和复制证明(Proof of Replication)是两种不同的共识机制,用于区块链和加密网络中,核心目标是降低算力竞争和能源消耗,同时保证网络去中心化。
1、时空证明关注存储容量,矿工通过在硬盘上存储大量随机数据来证明投入的存储资源,存储越多,被选为新区块创建者的概率越大,它强调存储空间的投入,减少算力竞争和能源浪费。
2、复制证明强调数据的唯一复制性,要求矿工在硬盘上复制特定数据,并证明复制过程完成,矿工通过复制数据展示参与网络的努力和投入,从而获得权益参与共识。
这两种机制分别从存储空间和数据复制两个角度约束矿工行为,同时提升系统安全性和去中心化程度。
Filecoin中的复制证明与时空证明机制
Filecoin建立在去中心化存储市场上,为激励矿工参与,网络通过加密通证奖励基于有效工作产生的证明。
复制证明(PoRep)
复制证明要求矿工在特定设备上存储数据的唯一副本,而不是在同一设备上存储多份,防止Sybil攻击和代际攻击,数据被存储在扇区中,矿工通过耗费精力的编码过程封装扇区,并将验证结果提交区块链,这种证明只需运行一次,用于验证矿工确实拥有数据的唯一副本。
时空证明(PoSt)
时空证明基于复制证明,并结合时间戳技术,周期性证明矿工在一段时间内持续存储特定扇区数据,网络通过PoSt计算矿工投票权,并将其用于共识生成,矿工随机选择编码副本的部分叶节点进行默克尔包含证明,同时使用私有存储的根值证明他们持有的数据与复制承诺一致,任何未通过证明的行为将触发抵押品惩罚,PoSt最终将多个证明压缩为单个zk-SNARK,增强效率与安全性。
系统层级与安全性
Filecoin将从存储空间证明、数据持有性证明、可检索证明,到复制证明和时空证明形成递进的层级要求,每一步严格约束矿工行为,使网络能够防范各种欺诈和攻击,在整个系统中,复制证明和时空证明是最关键、最强大的核心机制,它们保障了数据存储的可靠性和网络共识的稳定性。






