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ipfs filecoin項目簡介

IPFS的中文名是星際文件系統,它的激勵層filecoin是由Juan Benet在2014年5月份發起的。2015年,IPFS在YCombinator孵化競賽中拿到了巨額的投資,同時成立了協議實驗室。實驗室團隊由14位核心開發者以及社區中上百位代碼貢獻者組成。

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Juan Benet(胡安·貝內特):Protocol Labs的創始人,首席執行官。2012年畢業于斯坦福大學,獲得計算機科學碩士學位,曾參與了大名鼎鼎的YCombinator計劃。2010年1月~2011年12月,在Loki Studios公司擔任CTO,負責設計、發布和維護基于位置的多人移動游戲。2011年6月~2013年6月,在StartX項目中為技術創業公司提供建議和支持。2014年5月創辦Protocol Labs。

IPFS在2017年8月份僅僅出售了10%的代幣,就募集到2.5億美金,這意味著IPFS還沒正式上線,市值已經達到了25億美金。

?IPFS本質上是一種內容可尋址、版本化,點對點超媒體的分布式存儲及傳輸協議,有望補充甚至取代過去20年里使用的超文本媒體傳輸協議(HTTP),效率提升顯著。在技術上有創新性的IPFS前景雖然看好,但是要完成替代HTTP的道路還比較?。

?目 錄

1. IPFS/Filecoin項目簡介 1

2. IPFS/Filecoin架構分析 3

3. IPFS/Filecoin公私募詳情 8

4. IPFS/Filecoin兩大市場 11

5. IPFS/Filecoin質押體系 14

6. IPFS/Filecoin生態系統 19

7. IPFS/Filecoin 共識機制 21

8. IPFS/Filecoin工作機制 25

9. IPFS/Filecoin 挖礦的影響因素 27

10. IPFS/Filecoin 開發路線圖 31

11. IPFS/Filecoin應用實例 32

結 語 33

法律聲明 34

1. IPFS/Filecoin項目簡介

IPFS綜述

1.什么是IPFS?

IPFS(The InterPlanetary File System)又稱“星際文件系統”,是由Protocol Labs(協議實驗室)發布的一種點到點的分布式文件系統,通過底層協議,可以讓存儲在IPFS系統上的文件,在全世界任何一個地方快速獲取,且不受防火墻的影響,可以讓我們訪問數據的速度更快,更加安全,并且更加開放。IPFS旨在取代HTTP和為我們所有人建立一個更好的網絡。

需要注意的是,IPFS即不是項目名稱也不是代幣名稱,而是一種網絡傳輸協議。

用戶每天上網使用APP和瀏覽網?都是憑借著HTTP協議,它基于TCP/IP的計算機應用層面,從服務器傳輸超文本數據到本地瀏覽器,本地瀏覽器或APP,經過渲染再呈現給用戶。基于這樣的網絡環境構成了CS或BS架構,最后提供給大型網絡供應商。

HTTP模式主要分為兩種:

第一個模式屬于集中化,部分企業的互聯網由于業務不能分散去做,只有一個中心服務群,所有流量直接搭載在這個服務群上,承載的壓力極大,極易造成系統崩潰。

第二個模式屬于分散集群,各個網站需要建立不同區域下的服務群,它們背后的IDC機房會讓同樣的服務在一個局域內分散,這就減輕了中心服務器的壓力。

兩種模式容易產生一些弊端:在第一種模式里,服務高度依賴中心網絡,大公司或者創業公司無法承受宕機,大公司需要雇一批運維專家或專業人士去保障系統的穩定性;在第二種模式里,中心化數據庫一旦遭受人為因素或不可抗力損害,所有數據將全部丟失。同時,這兩種模式的帶寬成本都比較高,皆會造成一定帶寬資源的浪費。而IPFS想打造一個點對點的網絡拓撲,相

當于顛覆HTTP所代表的分布關系,它具有內容可尋址的特點,通過文件內容生成唯一的哈希標

識,一定程度上節約了空間開銷的成本以及運維成本。

IPFS中文件通常不會都存在一個節點,而是分片存在其他一些子節點上。提取文件時,IPFS把這些節點列表全部并行抓取,最后在本地拼成完整的文件。并行的速度遠遠大于直接下載完整文件的速度,用戶很快就能在本地獲得文件,還可以繼續分享給其他人。分布式的儲存方式能有效解決數據丟失的?險,同時減輕個體數據庫的存儲壓力。

2.什么是Filecoin?

IPFS是一個網絡協議,而Filecoin則是一個基于IPFS的去中心化存儲項目。簡單而言,IPFS與Filecoin之間的關系,類似于區塊鏈與比特幣的關系。現在Filecoin成為了IPFS協議下的典型應用,形成了緊密的共生關系,離開一方另外一方發展就會變的困難。

我們可以把Filecoin項目理解為是運行在IPFS網絡里的一個激勵制度。IPFS是一個點對點的網絡,我們都知道P2P網絡參與者越多下載速度就越快。所以,IPFS需要更多的節點參與進來。但是,如果沒有一套好的激勵機制,大家就沒有意愿貢獻出自己的硬盤和帶寬資源了,這時候,Filecoin作為激勵制度的重要性就被體現出來了。

Filecoin是一個將云存儲轉變為一個算法市場的去中心化存儲網絡。

礦工通過提供數據存儲和檢索來獲得原生通證(稱為“Filecoin"或"FIL");客戶通過支付FIL來存儲和讀取數據;存儲礦工通過提供存儲服務獲得FIL;檢索礦工通過提供數據獲得FIL。

Filecoin協議四個重要組件:

去中心化存儲網絡(DecentralizedStorageNetwork)

存儲證明:復制證明(Proof-of-Replication):允許存儲提供商來證明數據已經被復制到單一的物理存儲器上。強制性單-物理拷貝可以檢查和確保提供商沒有將多余拷貝放到同一存儲器。時空證明(Proof-of-Spacetime):允許存儲提供商來證明他們在指定的時間內存儲了某些數據。

可驗證市場(VerifiableMarkets):可驗證市場可以確保當服務被正常提供的時候執行支付操作。

有效的工作量證明(Proof-of-Work):礦工們不需要浪費計算能力來挖礦,他們只需要在網絡中對數據進行存儲即可。

2.?IPFS/Filecoin架構分析

IPFS架構簡述

IPFS架構分為八層子協議棧,從上至下為身份、網絡、路由、交換、對象、文件、命名、應用,每個協議棧各司其職,又互相搭配。

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IPFS架構解析

一、身份層及路由層

身份層和路由層屬于捆綁性質。對等節點身份信息的生成以及路由規則是通過Kademlia協議生成制定,KAD協議實質是構建了一個分布式松散Hash表,簡稱DHT,每個加入這個DHT網絡的人都要生成自己的身份信息,然后才能通過這個身份信息去負責存儲這個網絡里的資源信息和其他成員的聯系信息。如果新成員需要尋找一位老成員A的聯系信息,而他沒有這位老成員A的聯系方式,那么他可以通過聯系任意一位存儲老成員A聯系信息的成員來獲取這位老成員A的聯系。

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二、網絡層

網絡層屬于IPFS架構中的核心之一,使用的LibP2P可以支持任意傳輸層協議。NAT技術能讓

內網中的設備共用同一個外網IP,家庭路由器使用的就是這個原理。信息,同理在IPFS中獲取資源信息也是一樣的道理。

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三、交換層

交換層模擬了P2P網絡,并創建中心服務器,當服務器登記用戶請求資源時,讓請求同樣資源的用戶形成一個小集群Swarm,在這里分享數據。在中心化的處理方式中這種方式有弊端,因為服務器是由中心化的服務提供商統一維護,如果出現了故障、宕機時,下載操作無法進行。

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四、對象層及文件層

對象層和文件層需要結合來談,它們管理的是IPFS 上80% 的數據結構,大部分數據對象都是以MerkleDag[Merkle directed acyclic graph(默克有向無環圖)]的結構存在,這為內容尋址和去重提供了便利。文件層是一個新的數據結構,和DAG并列,采用Git一樣的數據結構來支持版本快照。

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?五、命名層

命名層具有自我驗證的特性【當其他用戶獲取該對象時,使用指紋公鑰進行驗簽,即驗證所用的公鑰是否與NodeId(節點編號)匹配,這驗證了用戶發布對象的真實性,同時也獲取到了可

變狀態】,并且加入了IPFS這個設計來使得加密后的DAG對象名可定義,增強可閱讀性。

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六、應用層

應用層IPFS核心價值就在于其上運行的應用程序,可以利用它類似CDN的功能,在成本很低的帶寬下,去獲得想要的數據,從而提升整個應用程序的效率。AG對象名可定義,增強可閱讀性。

CDN的全稱是Content Delivery Network,即內容分發網絡。其基本思路是盡可能避開互聯網上有可能影響數據傳輸速度和穩定性的瓶頸和環節,使內容傳輸的更快、更穩定。通過在網絡各處放置節點服務器所構成的在現有的互聯網基礎之上的一層智能虛擬網絡,CDN系統能夠實時地根據網絡流量和各節點的連接、負載狀況以及到用戶的距離和響應時間等綜合信息將用戶的請求重新導向離用戶最近的服務節點上。其目的是使用戶可就近取得所需內容,解決Internet網絡擁擠的狀況,提高用戶訪問網站的響應速度。

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?3.?IPFS/Filecoin公私募詳情

Filecoin2017年7月ICO出售10%的通證,募集到2.57億美金,這意味著Filecoin還沒正式上線,市值已經達到了25.7億美金。

總發行量:20億

線性釋放,每6年減半;

Filecoin通證分發對象:

70%:Filecoin礦工(挖礦獎勵)

15%:ProtocolLabs(分發自創世區塊,6年線性兌現期)

10%:投資者(分發自創世區塊,6個月~3年線性兌現期)

5%:Filecoin基金會(分發自創世區塊,6年線性兌現期)

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公私募參與資格

美國合格投資人身份認證(采用與IPO相同的流程,以確保合法性)

ICO占比:10%(2億枚)

私募詳情

私募--時間:2017.7.21~2017.7.24

成本:0.75美元/FIL(全部私募價格都一樣)

分發期和折扣:1年-3年

折扣額0-30%(分發期最低一-年)

參與人數:150人左右

私募金額:大約5200萬美元

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Filecoin私募投資人:

紅杉資本、斯坦福大學母基金、WinklevossCapital、數字貨幣集團和Y聯合公司總裁SamAltman

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等知名機構和投資人參與

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公募詳情

公募--時間:2017.8.7-9.7

成本區間:1一5美元

分發期和折扣:6個月(0%),1年(7.5%),2年(15%),3年(20%)

公募金額:2.05億美元

價格函數:price=max($1,spacer.gif

參與人數:2100+

Filecoin已通過美國SAFT監管審核:

美國SAFT監管審核:期貨代幣簡單協議(SAFT)是加密貨幣開發商向許可投資者提供的投資合同,承諾在網絡或公司運營時提供一定數量的代幣。SAFT合同被視為證券,因此必須符合證券法規。在該框架下,SAFT合同在ICO期間作為證券發行給投資者,向他們保證將在某個特定時間之后交付代幣。

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二級市場

因為主網還未上線,目前都是在炒期貨,市場表現無法分析。下面是一個期貨的價格走勢圖:

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?4.?IPFS/Filecoin兩大市場

Filecion作為分布式存儲網絡,數據存儲檢索流通是它的價值具象,搭載通證體

系,在這個生態下產生了兩個“市場”:

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存儲市場:

客戶通過向礦工支付通證(即代幣)可以對數據進行存儲。

客戶向存儲市場的訂單簿發起投標(通過向區塊鏈提交訂單)啟動Put協議,當有匹配的礦工應答時,客戶就可以將數據片段發送給礦工,雙方簽署交易訂單,并將其發送到存儲市場的訂單簿。客戶應當能夠通過提交多重訂單(或者在訂單中指定復制扇區)來決定數據的拷貝數量,更高的冗余度可以提高儲存的容錯率。

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檢索市場:

客戶可以通過向檢索礦工支付通證,來獲取Filecoin網絡中可訪問的任何數據。客戶向檢索市場的訂單簿投標(向網絡提交訂單),就開始了get協議。當有匹配的礦工應答被找到,客戶就會從礦工處得到數據片段,收到片段后,雙方簽署交易協議并提交到區塊鏈,證明交易已完成。

兩大市場循環圖

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?產品

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社區

l?Twitter:1864條推文,1.66萬關注者。推文發布較頻繁,基本幾天更新一條,一般都是更新IPFS的進展,以及轉發一些關于IPFS的推文。轉發的較多

l?Blog:Starlog,截至4月20日共34條Blog,這些文章由IPFS團隊和更廣泛的社區成員編寫。主題很廣泛:項目新聞、協議解釋、開發故事、使用示例、應用程序等等。https://ipfs.io/blog/

l?Media:其中包含IPFS的介紹以及IPFS新聞,文章,媒體引用,會議和會談的出席。https://ipfs.io/media/

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

5. IPFS/Filecoin質押體系

Filecoin網絡為什么需要質押?

1、拜占庭將軍問題:將軍和信使都可能叛變

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PS:拜占庭將軍問題

(Byzantinefailures),是由萊斯利.蘭伯特提出的點對點通信中的基本問題。

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含義是在存在消息丟失的不可靠信道上試圖通過消息傳遞的方式達到--致性是不可能的。因此對致性的研究一般假設信道是可靠的,或不存在本問題。

2、網絡面臨各種攻擊,常見的三種攻擊方法:

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

?l 女巫攻擊:惡意礦工通過創建多個女

巫身份,假裝存儲了很多拷貝(并從中獲取獎勵),但實際上只存儲了一次。

l?外包攻擊:由于可以快速地從其他存儲提供商獲取數據,惡意礦工可能提交比他們實際的物理存儲容量更大的存儲能力。

l?生成攻擊:惡意礦工會宣稱要存儲大量的數據,但相反,他們使用一-些小體積程序有效地生成請求。如果這個程序體積小于他們所宣稱的儲存容量,就會導致惡意礦工在Filecoin獲取區塊獎勵的可能性增加。獎勵本身是應該和當前的存儲量正相關的。

兩種質押方式

Filecoin網絡的質押系統和執行層面的算法還沒有完全定型。本文所依據的主要是目前的討論稿和部分實現,這些討論已經基本建立起了一套體系,

對Filecoin網絡的積極參與者,可以作為參考。我們將做持續跟進更新,以適應變化。

Filecoin網絡中質押分為兩類:

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A:PledgeCollateral(承諾質押):即礦工在挖礦時承諾給網絡的可用空間時提供的質押,比如說提供8T空間,質押1000FIL。

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?B:StorageCollateral(存儲質押):即礦工在存儲用戶數據時,為保證用戶數據在規定的時間內被存儲而提供的質押,比如接受用戶1G數據存1年,質押100FIL。

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以對礦工的懲罰不僅僅來自于對質押的沒收,還有更強大的手段。

舉例:扣除礦機當前的算力,對礦工進行除名等。

經濟活動中兩種質押的實現

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Filecoin網絡獎勵的實現

質押是Filecoin的獎懲機制設計中一個重要基石。Filecoin網絡通過區塊獎勵和服務收費來為誠實礦工帶來收益,同時,也通過質押和罰沒機制來激勵礦工提供優質服務。

誠實礦工獎勵(即礦工收益)來自于以下方面:

l?區塊獎勵:按照一-定的算法進行全網線形遞減釋放

l?存儲收費:為用戶存儲數據的收益(來自于用戶付費)

l?檢索收費:為用戶檢索數據的收益(來自于用戶付費)

l?交易費用:交易收費,燃料費用

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Filecoin與其他公鏈系統的最大的不同在于,這是一個去中心化的存儲網絡,在這個網絡中,礦工必須首先提供可靠的數據服務,才能獲得收益。

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Filecoin網絡懲罰的實現

當一個礦工行為不當或沒能完成自己應盡的義務時,通常會受到懲罰。懲罰的機制在代碼中會詳細實現,通過去中心化的機制進行,無需權威的中心化機構干預。

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礦工的不當行為或未盡義務,主要反映在兩個方面:

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(1)共識失當:主要是指在區塊鏈的維護中有不當行為,指可能危害Filecoin網絡區塊鏈共識的攻擊行為。

當一個礦工在一個出塊周期內發布兩個或以上區塊,且滿足預期共識所定義的處罰條件時。(嚴格地說,一個獲得出塊資格的礦工只能產生一個區塊),當這種情況發生時,任何其他礦工都可以報告,網絡通過檢驗屬實后,會罰沒涉嫌攻擊網絡的礦工的所有抵押,并且扣除所有現有算力,因為對網絡的攻擊行為被視為不可接受的。這基本上是最嚴重的處罰了。

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(2)存儲市場失當:主要是指未能或未及時提供存儲證明,或未能履行與用戶的合約。

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存儲市場失當主要表現為:

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◆遲交時空證明(PoSt)

每一個礦工需要在每一個證明周期(ProvingPeriod)內提交證明,否則,就會被罰。這里所說的遲交,不是沒交,而是提交時間超過了一個證明周期,但仍然在一個生成攻擊閾值(GenerationAttackThreshold,超過這個時間,則可能不能鑒別生成攻擊)范圍內提交了。

◆未能提交時空證明(PoSt)

礦工不僅沒有在一個證明周期內提交證明,而其延遲的時間甚至超過了生成攻擊閾值。這種情況下,就被視為沒有提交時空證明。在這種情況下,任何其他礦工都可以報告這種情況,網絡通過檢查屬實后,采取嚴厲的懲罰措施。目前計劃的實現是:罰沒所有質押物;算力清零。

◆存儲錯誤

需要礦工主動報告丟失(或著說發生錯誤)的扇區(Sectors)給網絡,這可以在時空證明中進行,協議中有定義,包含在“MissingSectors”字段即可。作為一個礦工,需要周期性地檢測數據,這也是時空證明過程的一部分工作。網絡通過檢測礦工提供的證明,驗證屬實,將根據丟失(錯誤的)扇區數量來罰沒相應的質押物(FIL),同時罰沒此礦工相應的算力。

◆違背合約

礦工未能按照合約在規定的時間內存儲用戶數據。比如用戶要求存儲半年,而礦工存儲3月就把數據刪了。用戶可以馬.上報告給網絡,附上當初簽訂的合約,在網絡確認屬實( 即礦工在其證明中不再包含此數據所在扇區)后,將對礦工進行處罰。處罰來自礦工的承諾質押,同時用戶的未支付費用將被返還,礦工的相應存儲質押將被自然地沒收掉。

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PS:在當前正在進行的代碼實現中,用戶必須在礦工刪除數據后一個證明周期(Proving Period)內向網絡提出報告。這一點對客戶而言是一個負擔。是否之后會有更完善的實現,需要持續跟進。

懲罰FIL的通證去哪里了?

真是一不小心就質押的FIL 就沒了。在Filecoin 網絡的初期,由于礦工經驗不足,這種質押被罰沒的情況會屢見不鮮。這都是白花花的銀子,這些罰款都去哪兒了?

被罰沒的質押將分為兩個部分:

l?直接銷毀

l?獎勵給報告者和執行者

FIL的銷毀會使網絡中的FIL總量減少,在需求不變的情況下,會使得網絡的FIL增值。從價值的角度而言,銷毀和按比例分發給所有用戶是一樣的。

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6.?IPFS/Filecoin生態系統

1.?2014年5月,Juan Benet發起IPFS項目

2.?2015年1月,IPFS協議實驗室成立,并發布IPFS

3.?2016年,IPFS團隊創建了libp2p、IPLD、multiformats、Orbit等模塊

4.?2017年6月,IPFS已儲存50億份文件

5.?2017年7月,IPFS團隊宣布成立Filecoin項目

6.?2019年3月,Filecoin項目上線

IPFS生態系統分布

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IPFS的團隊在開發時,采用高度模塊集成化的方式。協議實驗室團隊2015年創立,到17年的這段時間里都在做IPLD、LibP2P、Multiformats這三個模塊的開發,它們服務于IPFS底層。

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Multiformats是一系列hash加密算法和自描述方式(從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種主流的加密方式,用以加密和描述nodeID(節點編號)以及指紋數據的生成。

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LibP2P是IPFS的核心,面對各式各樣的傳輸層協議以及復雜的網絡設備,它可以幫助開發者迅速建立一個可用P2P網絡層,快速且節約成本。

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IPLD是一個轉換中間件,將現有的異構數據結構統一成一種格式,方便不同系統之間的數據交換和互操作。現在IPLD支持的數據結構,是比特幣、以太坊的區塊數據,也支持IPFS和IPLD。IPLD中間件可以把不同的區塊結構統一成一個標準進行傳遞,為開發者提供了成功性比較高的標準,不用擔心性能、穩定和bug。Filecoin把以上這些應用的數據價值化,通過類似比特幣的激勵政策和經濟模型,讓更多的人去創建節點,提供服務,去讓更多的人使用IPFS。

Filecoin生態系統四類角色:

開發團隊、用戶、礦工、持幣者;

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◆開發者:

從協議構想到技術實現,從低層生態到應用拓展,他們幫助鑄造未來并指導整個社區,在維護區塊鏈的生命周期過程內發揮了至關重要的作用,目前開發人員包括官方團隊及技術社區的愛好者。

◆用戶(應用場景)

圍繞數據的業務使用著,用戶使用通證,激勵網絡帶來升級,這不僅會增加現有通證的價格、提高系統的核心功能、更能體現整個生態存在的意義。

◆礦工組織:

礦工是網絡的骨干,創造價值且獲得回報,有助于網絡的維持;他們的激勵

措施包括區塊爆塊獎勵和交易費用,同時提供和提升存儲網絡資源與服務。

◆持幣者:

在整個生態之中保有通證的角色的統稱,往往附帶代幣流通與交易。

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在Filecoin 網絡里,各個角色互相兼容、互相促進,多重身份與關系復雜化對Filecoin來說是向更好的方向推進。

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7.?IPFS/Filecoin 共識機制

Filecoin繼承了IPFS的技術及特點,同時Filecoin承載了區塊鏈的特性,其中最具代表性、最重要、最難的技術要點主要有以下(部分) :

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?復制證明

復制證明為了驗證存儲礦工遵循合約真實地存儲了對應文件;

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?時空證明

時空證明為了驗證存儲礦工在合約期持續性的存儲著對應文件;

?零知識證明

在保證安全性的前提下實現數據確權

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IPFS挖礦機制

IPFS系統下挖礦所得為FIL(Filecoin),Filecoin是一個去中心化的存儲網絡,Filecoin有兩個市場: 存儲市場和檢索市場。這兩個市場結構相同但設計不同。

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l?存儲市場上,客戶付費給存儲礦工,令其存儲數據。

l?檢索市場上,客戶向檢索礦工付費后取回數據。

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這兩種情況下,客戶和礦工都可以設置報價或接受報價。整個交易是由網絡來運行—Filecoin中的所有節點構成了擬人化的網絡。網絡保證了礦工在提供服務時可以得到客戶的獎勵。存儲的需求和供給在兩個Filecoin市場進行:存儲市場和檢索市場。

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這兩個市場屬于去中心化交易所, 簡而言之,客戶和礦工們通過向各自的市場提交訂單來為服務定價。交易所為客戶和礦工們提供了匹配交易和牽線的方法。運行管理協議后,如果服務請求被成功提供,網絡會確保礦工得到獎勵,客戶得到服務。

IPFS挖礦參與者

IPFS礦工分為存儲礦工、檢索礦工,客戶在請求存儲或檢索數據時需要支付相應代幣。

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存儲礦工為網絡提供數據存儲,存儲礦工通過提供磁盤空間和響應客戶請求來參與Filecoin運作。要想成為存儲礦工,用戶必須用與存儲空間成比例的抵押品來抵押。(抵押品為扇區,扇區指存儲礦工向網絡提供的磁盤空間。礦工將客戶的數據片段存儲到扇區,并以此賺取代幣。為了存儲片段,礦工們必須向網絡抵押他們的扇區。)

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存儲礦工通過在特定時間內存儲數據,來響應用戶的存儲請求。存儲礦工生成證明并提交到區塊鏈網絡,來證明他們在特定時間內存儲了數據。如果數據失效或丟失,存儲礦工將被罰沒部分抵押品。存儲礦工也可以挖掘新區塊,如果挖到了新區塊,礦工就能獲得挖取新塊的獎勵和新區塊中的交易費用。

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檢索礦工為網絡提供數據檢索服務,檢索礦工通過提供用戶檢索請求所需要的數據來參與Filecoin運作。和存儲礦工不同,他們不需要抵押品,不需要提交存儲數據,也不需要提供存儲證明。存儲礦工同樣可以擔任檢索礦工,檢索礦工可以直接從客戶或者從檢索市場賺取收益。

存儲礦工工作流程

1、存儲礦工在區塊鏈中存放抵押品,來保證向網絡提供穩定的存儲。抵押品為了保證服務而存在,如果礦工為所存儲的數據生成了存儲量證明,抵押品就會被退回。如果沒有成功生成存儲量證明,礦工將失去抵押品。

2、一旦抵押交易在區塊鏈中出現,礦工就可以在存儲市場中提供存服務。礦工們設置價格,并響應市場訂單簿中的訂單要求

3、一旦訂單匹配,客戶就將數據發給存儲礦工。存儲礦工數據接收完成后,礦工和客戶簽署交易訂單并提交到區塊鏈。

4、當存儲礦工被分配了數據時,必須重復生成存儲量證明來確保他們正在存儲數據證明被發布

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在區塊鏈中,并由網絡來驗證。

5、驗證成功后,存儲礦工將會獲得相應的獎勵

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檢索礦工工作流程

1、檢索礦工設置價格并發送到市場訂單簿,并通過向網絡發送報價。

2、然后檢索礦工檢查是否與客戶的訂單報價匹配。

3、一旦訂單匹配,檢索礦工就將數據發送給客戶。數據接收完成后,礦工和客戶就簽署交易訂單提交到區塊鏈。

4、當交易被驗證后,檢索礦工也將獲得相應獎勵

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8. IPFS/Filecoin工作機制

IPFS工作機制分析

IPFS為每一個文件分配一個獨一無二的哈希值(文件指紋:根據文件的內容進行創建),即使是兩個文件內容只有1個比特的不相同,其哈希值也不相同。這個方式使得IPFS可以支持基于文件內容進行尋址。

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IPFS在整個網絡范圍內去掉重復的文件, 并且為文件建立版本管理——每一個文件的變更歷史都將被記錄。版本管理是版本控制工具git,svn等的重要特性,依靠它系統可以很容易地查看文件的歷史版本中的數據。

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當查詢文件的時候,IPFS網絡根據文件的哈希值(全網唯一)進行查找。由于每個文件的哈希值全網唯一,查詢的執行很容易,效率也?較高。

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如果僅僅使用哈希值來區分文件的話,會給內容的傳播造成困難,因為哈希值不容易記憶,這點和IP地址不容易記憶一樣。同樣,類似于域名,IPFS利用IPNS將哈希值映射為容易記的IPNS名字。

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每個節點除了存儲自己需要的數據,還存儲了一張哈希表,用來記錄文件存儲所在的位置、進行文件的查詢下載。

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IPFS工作機制與HTTP工作機制對比

1、下載速度

HTTP:低效,成本高。使用HTTP協議每次需要從中心化的服務器下載完整的文件(網?、視頻、圖片等),速度慢,效率低。

IPFS:高效,低成本。整個IPFS系統是一個分布式的文件存儲系統,在下載相關數據的時候,可以從多個節點同時下載。這點與P2P下載(比如: 迅雷、BitTorrent)一致。與HTTP從中心服務器下載相比較, P2P下載速度要快很多。

2、存儲

HTTP:成本高,易丟失。基于HTTP的存儲方式主要依賴于中心化的云存儲,占用大量空間,且

容易丟失。HTTP?面平均生存周期大約只有100天,Web文件經常被刪除(由于存儲成本太高,無法永久保存。

IPFS:低成本,不易丟失。由于IPFS使用的是區塊鏈技術,一方面利用 FileCoin來激勵礦工分享自己的硬盤,另一方面IPFS從全網去掉了冗余存儲(?5.1),提升了存儲使用效率,節省無效網絡存儲空間。FileCoin將采用供需對價的方式解決市場對接,存儲通過挖礦獲得收益,檢索通過對價認可提供服務獲得收益。作為IPFS生態的基礎能力網絡存儲,因為持續的投放形成的供需平衡而非常便宜。

3、安全

HTTP:易受攻擊,無法保護隱私。中心化服務器目前很難抵擋DDoS(分布式拒絕)攻擊,當大量的訪問請求涌來,中心化的服務器幾乎會在一瞬間癱瘓。中心化云存儲一旦遭到竊取,海量用戶數據及文件將被泄露,無法保證用戶隱私。

IPFS:不易攻擊,保護隱私。IPFS擁有抵擋DDoS攻擊的能力:所有的訪問將會被分散到不同的節點,甚至攻擊者自己也是節點之一。為了實現安全,IPFS中每一份用戶的數據都進行了加密、分片,并且有多分冗余在全網的節點中。黑客在進行攻擊時,無法得知哪些數據對應著哪位用戶,即使黑客找到了相應數據,也無法解密數據。和數字貨幣一樣,只有持有私鑰的人才能夠拿到數據,對數據進行解密,查看數據。

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9.?IPFS/Filecoin 挖礦的影響因素

?Filecoin的“算力”即“有效存儲力”。如何影響有效存儲,即決定了該礦工的經濟效益。

影響有效存儲的因素:

?硬件能力

作為存儲挖礦類項目代表,存儲力首當其充的重點在于內存(即硬盤),硬盤大小、硬盤質量影響存儲力高度、存儲效率。

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一塊(機械)硬盤的好與壞,可以從這幾個參數考量:

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a.容量

b.讀寫速度

c.緩存

d.主控芯片

知識點

機械硬盤:?主流硬盤接口分類 --ATA、SATA、SAS

a. ATA外部接口傳輸速度最大為133MB/s,并口線物理設計,抗干擾性差,排線占空間,不利散熱,逐漸被SATA取代。

b. SATA串口硬盤,能對傳輸指令進行檢查,如發現錯誤自動矯正,提高數據傳輸可靠性。且結構簡單、支持熱插拔。

c. SAS引入SCSI技術,和SATA硬盤相同,都是采取序列式技術以獲得更高的傳輸速度可達到3Gb/s。SAS硬盤可與SATA硬盤共享同樣的背板,固在同一個SAS存儲系統中,可用SAT A硬盤取代部分SCSI硬盤,節省整體存儲成本。

固態硬盤:存儲介質為”閃存顆粒“,包含--SLC、MLC、TLC

a. SLC壽命長,讀寫次數在10萬次以上,造價高,主要用在企業級高端產品;

b. MLC壽命長,造價一般,多用民用高端產品;

c. TLC是MLC閃存延伸,造價成本最低、壽命低,是當下主流廠商首選閃存顆粒;

?系統環境

作為存儲挖礦分布式存儲的大未來是創造靜默閑置存儲成本來創造價值,那么一切附有存儲空間的智能系統都應該有機會參與其中。目前的主流智能系統包括不限于:

手機:安卓/IOS/鴻蒙....

PC: Windows / Mac OS / LinuX /麒麟...

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

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當前Filecoin (開發網)所處的運行系統為: Mac OS、LinuX,系統只是運行環境,不直接影響運行結果( 就像外包裝不影響食物),但從經濟成本的角度來看,同樣配置與出塊概率,Mac的硬件成本必高于LinuX及以后的Windows,所以未來系統的選擇也是一個必要的因素。

?軟件/運維

基于Filecoin 源代碼的理解,一套定制化的軟件,從各個角度優化運行狀態,自動化運維運轉的高效與自適應,配合運維工程師的實時監測,實現可預期、可調整。以ForcePool系統為例,集群化節點,帶來的直接影響有但不限于:分攤“無效”風險即提升FIL的獲取概率;完善全套系統風控,完全可控;

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?系統體量

回歸數據量,回歸存儲本質。這里有兩個參數:

①節點有效存儲(Proven Storage) ;

②網絡總存儲;

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有效存儲是你為Filecoin 網絡已經提供的有效存儲空間,這與承諾的存儲空間不是一個概念。網絡總存儲即為當前整個Filecoin網絡已經存儲的數據量。

節點有效存儲/網絡總存儲= ? % (理論出塊概率 )

?節點時空

礦工節點參與的早晚對出塊收益結果總量的影響明顯;節點所處地理位置作為存儲礦工節點的地理位置影響礦工所擁有的“訂單池”,當“訂單池”很小的時候,已經限制的出塊總量高度;

ForcePool集群化系統架構

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定制化Filecoin 網絡定挖礦架構,應對硬件迭代快、軟件/運維要求高、高可用靈活應對網絡算力變化;

10. IPFS/Filecoin 開發路線圖

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2017年7月公私募

2019年2月14日開發網上線

2019年12月11日測試網上線

2020年第一季度主網 上線

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里程碑

舊的預期完成時間

新的預期完成時間

啟動長期運行的alphanet

2019年9月25日

啟動第一個Filecoin測試網

2019第二季度

2019年12月11日

使用大量礦機進行測試

2019第二季度

2019第四季度

安全審查和審核

2019第二和三季度

2019第四季度

go-filecoin v1.0.0功能凍結

2019第二和三季度

2020第-季度

啟動Filecoin主網

2019第三和四季度

2020第一季度

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當前版本狀態:

0.5.X Alphanet 版本,測試網上線之前版本迭代算力不清零;

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11. IPFS/Filecoin應用實例

OpenBazaar

OpenBazaar是IPFS上的一個應用,中文名為開放集市,于年初獲得比特大陸500萬美元的投資。

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應用IPFS前:利用ZeroMQ來實現P2P交易,一定程度也繞過了中心化的檢查,把交易的手續費作為紅利給用戶。同時它整合了比特幣作為支付渠道,用戶數量在短時間內迅速提升。

應用IPFS后:官方加入審查機制,同時支持了比特幣之外的BCH等數字貨幣,并且整合和重構IPFS,取代了之前的ZeroMQ。由于利用了IPFS,商戶在OpenBazaar市場的產品可以通過其他用戶進行上傳,從而實現即使當商店不與互聯網直接相連的情況下也能進行購買。以前必須同時登陸才可以交易,現在利用IPFS相當于實現了離線店鋪。這同時意味著,訪問你的店鋪的人越多,店鋪數據被復制越多,越有利于優質的店鋪宣傳和推廣。

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Mediachain

Mediachain則是一種基于IPFS的開放媒體庫,支持多種區塊鏈,包括比特幣和以太坊。這個區塊鏈應用將會幫助用戶找到高質量的和正確歸屬的圖片,可用于滿足任何視覺成像需求——網站, 博客和演講——同時允許出版商和創造者保護他們的數字內容的所有權。 Mediachain同時推出Mediachain Attribute Engine(Mediachain內容歸屬引擎)。Mediachain項目目前的參與者包括現代藝術博物館(MoMA), 蓋蒂圖片社(Getty Images),美國數字公共圖書館 (DPLA) 。

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Mediachain Attribute Engine的創建是基于Mediachain的開放媒體庫項目。它允許發布者和內容創建者上傳他們的內容和附加信息到他們的媒體,然后在區塊鏈上加上時間戳并存儲在IPFS。然后,這些信息可以通過感知搜索進行查看。

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用戶可以使用Attribution Engine來搜索Mediachain開放數據庫中他們想要分享的圖片。一旦他們找到喜歡的圖片,他們可以復制粘貼鏈接的HTML碼到他們的博客或者網站。這個圖片的歸屬信息被嵌入到了html碼本身,因此無需手動添加。

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結 語

l?IPFS架構分為八層子協議棧,從上至下為身份、網絡、路由、交換、對象、文件、命名、應用, 每個協議棧各司其職,又互相搭配。IPFS生態系統分為五大模塊,覆蓋八個層級的子協議棧。Filecoin利用激勵政策和經濟模型將IPFS中的生態模塊價值化,鼓勵更多人去創建節點。

l?IPFS礦工分為存儲礦工和檢索礦工,人人可成為礦工,使用內存挖礦并獲取獎勵。

l?IPFS擁有去冗余機制,自動刪除重復文件,保證區塊鏈網絡空間的合理分配。IPFS將文件分片存在子節點上,提取文件并行抓取,保證區塊鏈網絡的高效性。IPFS中所有的訪問將會被分散到不同的節點,能有效防止DDoS攻擊,保證區塊鏈網絡安全性。

IPFS已擁有部分成熟應用及大量存儲文件,生態布局較為廣泛。

IPFS特殊的挖礦機制容易導致類似于比特幣中的大型礦池控制大量算力的情況,存在一定隱患。IPFS欲顛覆HTTP統治地位,但激勵系統尚未完善,實際落地情況有待考證。

Filecoin分布式存儲網絡生態(亦區塊鏈),由來自公/私募啟動的經濟激勵機制推動,基于預期(EC)共識,推動生態內四大類角色在其兩個價值流動市場的價值交換Filecoin擁有去冗余機制,保證區塊鏈網絡空間的合理分配;將文件分片存于節點,提取文件并行抓取,保證區塊鏈網

絡的高效性; Filecoin網絡的數據訪問會分散到大量節點,防止DDoS攻擊,保證網絡安全性。?

Filecoin網絡礦工的存在及其初心指導著網絡的走向,礦工的多樣性影響著網絡挖礦數據。

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目前,Filecoin發 展尚處生態初期,但官宣的項目排期牽動了項目進程的確定以及推進,每一個此刻,都是進入Filecoin生態的最佳時間。

?法律聲明

知識產權聲明

本報告為中科云創制作,報告中所有數據、表格、圖?片均受有關商標和著作權法律律保護,部分數據采集?自公開信息,知識產權為原作者所有。

免責條款

此報告中所有內容均為工作人員通過市場調查、數據分析及其他合法渠道獲得,通過數據分析師建立相關模型得出,僅供參考,不構成任何投資或交易建議。

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?中科云創(河南)數據科技有限公司,是一家專注IPFS&Filecoin技術應用、策略集群挖礦軟件開發、存儲器研發銷售、IDC搭建運維等全生態建設服務商。

我們堅持以用戶為中心,服務至上,快速傳遞市場信息,加大技術投入,為客戶利益保駕護航。同時秉承區塊鏈共享精神,籌人籌智,與共實者共同迎接數據暴增的5G時代,在下一代互聯網Web3.0時代共鑄輝煌!

公司優勢

1、在filecoin上線前可以享有比特幣算力收益,年化25左右;

2、簽訂正規銷售托管合同和交接清單;

3、與戴爾、河南聯通等品牌合作搭建IDC機房;

4、經營許可證齊全一IDC服務 器托管、ISP互聯網接入、CDN互聯網數據中心業務、云計算等;

5、重視后期技術應用和研發(Golang、 Rust、 C++、JAVA等技術性人才)

6、設有不同階段的退出機制和保障計劃。

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行業展望

政府/企業:2B市場,對IPFS挖礦軟件二次開發,優化挖礦效率,為礦場提供挖礦軟件業務,針對企業、政府開發企業級私有云服務,降低企業費用開支,針對共有市場整合各地現有閑置資源,產生效益。

家庭/個人:2C市場,IPFS礦機+家用私有云,對普通用戶有吸引力,而這也是分布式存儲的要義----即越多分布式存儲節點,越能形成效應。

公司致力構建Web3.0基礎設施,讓存儲更安全,更高效,更開放。

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