網(wǎng)上有很多關(guān)于pos機(jī)如何解碼,技術(shù)解碼丨復(fù)制證明的知識(shí)，也有很多人為大家解答關(guān)于pos機(jī)如何解碼的問(wèn)題，今天pos機(jī)之家(www.tjfsxbj.com)為大家整理了關(guān)于這方面的知識(shí)，讓我們一起來(lái)看下吧!
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pos機(jī)如何解碼
摘要： 技術(shù)解碼丨復(fù)制證明（PoRep）發(fā)展現(xiàn)狀你想要安全，因?yàn)檫@是一個(gè)不受掌控的世界，你不知道攻擊來(lái)自哪里，你依賴的是你心中多數(shù)人的誠(chéng)實(shí)和利己主義；你需要層層裝甲，但你又不想付出太大的代價(jià)，高昂的保護(hù)意味著對(duì)人群的疏遠(yuǎn)。怎么辦？也許該尋得一套軟甲。價(jià)格親民，刀槍不如。
眾所周知，F(xiàn)ilecoin的存儲(chǔ)證明體系是Filecoin網(wǎng)絡(luò)的精髓，也是Filecoiini研究團(tuán)隊(duì)投入最多的部分，其中主要包括復(fù)制證明（PoRep）和時(shí)空證明（PoSt），而復(fù)制證明又是其中的重中之重，關(guān)鍵之中的關(guān)鍵。時(shí)至今日，盡管Filecoin的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，共識(shí)，其他算法都基本定型，但是復(fù)制證明仍然處于完善階段。仍然在苦苦尋求更加完善的方案。
復(fù)制證明到底證明什么？簡(jiǎn)單地說(shuō)，F(xiàn)ilecoin的復(fù)制證明就是礦工證明你真的存儲(chǔ)了用戶的數(shù)據(jù)。
詳細(xì)一點(diǎn)講，那就可以直接采用復(fù)制證明研究專(zhuān)家、證明算法的發(fā)明者 Ben Fisch 的話：
復(fù)制證明（PoRep）是一個(gè)交互式證明系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，存儲(chǔ)的提供者需要提供可公開(kāi)驗(yàn)證的證明，來(lái)表明其為一個(gè)數(shù)據(jù)文件副本分配了獨(dú)有的空間資源，而且所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是可檢索的。也就是說(shuō)，復(fù)制證明是一個(gè)把可檢索證明（PoR）嵌入進(jìn)容量證明（PoC）中的一種證明機(jī)制。
進(jìn)一步說(shuō)，PoRep使證明者能夠證明他們正在使用不低于需要的最小空間來(lái)存儲(chǔ)信息（這一點(diǎn)等同于空間證明：PoS），并實(shí)際使用該空間來(lái)存儲(chǔ)有用的信息（這與大多數(shù)空間證明不同）。同時(shí)，PoRep可以有效地提取存儲(chǔ)的任何數(shù)據(jù)（如可檢索性證明）。
在一個(gè)帶激勵(lì)的網(wǎng)絡(luò)中，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)以證明者的身份參與并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件，因?yàn)檫@樣做可以使他們獲得網(wǎng)絡(luò)獎(jiǎng)勵(lì)。
PoRep的一項(xiàng)重要特性是，證明者如果不能證明他們聲稱的那樣存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件的復(fù)制副本，那么他們將不能獲得獎(jiǎng)勵(lì)。這是通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在一個(gè)合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，即使是那些重復(fù)的數(shù)據(jù)文件，也需要分別證明其每一個(gè)復(fù)制都需要根據(jù)協(xié)議被單獨(dú)證明。
這里幾個(gè)名詞解釋一些：
- PoRep：Proof of Replication (前面講過(guò)了)
- PoC：Proof of Capacity - 容量證明，證明自己有足夠的容量
- PoS：Proof of Storage - 存儲(chǔ)證明，注意，這里沒(méi)有包括檢索部分（與PoC類(lèi)似）
- PoR：Proof of Retrievability - 檢索證明，證明數(shù)據(jù)可被讀取
綜上所述，我們知道： PoRep = PoS + PoR
復(fù)制證明的使用PoRep方案旨在用于云存儲(chǔ)和分布式存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，重要的是要確保確實(shí)獨(dú)立地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件的復(fù)制。
Ben Fisch 作為 Filecoin 研究團(tuán)隊(duì)中的重要一員，他在2018年發(fā)表了兩篇重要論文，用于探索復(fù)制證明在 Filecoin 網(wǎng)絡(luò)中的使用，分別是：
Tight Proofs of Space and Replication
PoReps: Proofs of Space on Useful Data
Filecoin 網(wǎng)絡(luò)的復(fù)制證明的設(shè)計(jì)基本上基于上述論文，但做了更多的探索。其中包括，從 Zigzag DRG 到 WinSDR 再到 SDR 的改變。
復(fù)制證明的安全性當(dāng)復(fù)制證明用于區(qū)塊鏈系統(tǒng)，這里就涉及到一個(gè)重要的問(wèn)題，這種證明是否可偽造？答案是肯定的。因?yàn)樽C明不過(guò)就是一些運(yùn)算，也可以看成一個(gè)函數(shù)，當(dāng)所有輸入都知道的情況下，函數(shù)值也就可計(jì)算了。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，一切鏈上的信息都是透明的，即使不透明，對(duì)于需要發(fā)起證明的存儲(chǔ)服務(wù)方而言，證明所需要的所有信息也是已知的。
然而，復(fù)制證明要求必須在存儲(chǔ)的時(shí)候發(fā)起，同時(shí)，要一直保持承諾。也就是說(shuō)，必須：
1）按照規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成證明；
2）證明完成后，不能刪除數(shù)據(jù)。
上面的第 1）點(diǎn)，可以通過(guò)交易和上鏈信息來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，而第 2）點(diǎn)，就需要通過(guò)時(shí)空證明來(lái)保證。那么很簡(jiǎn)單的一個(gè)問(wèn)題就是，能不能不保留數(shù)據(jù)，而在需要時(shí)空證明的時(shí)候再做一次復(fù)制證明來(lái)生成數(shù)據(jù)呢？答案是，可以，如果你能夠滿足網(wǎng)絡(luò)的要求的話。
這里所提到的網(wǎng)絡(luò)要求在實(shí)踐中就是時(shí)間要求，為了這個(gè)安全性，一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)原理就是，讓時(shí)空證明必須在很短的時(shí)間內(nèi)完成，否則無(wú)效；而復(fù)制證明如果不能在很短的時(shí)間內(nèi)完成的話，就不能做假。
那么，當(dāng)這兩個(gè)時(shí)間的差距越大，安全性就越高。
Filecoin網(wǎng)絡(luò)中的要求：
時(shí)空證明（PoSt）要求在小于一個(gè)區(qū)塊時(shí)間內(nèi)完成（25s～45s，具體數(shù)值待定）；注意，這里只考慮WinningPoSt （之前叫ElectionPoSt）。為什么可以不考慮 WindowedPoSt，讀者自己想想做假的動(dòng)機(jī)就差不多明白（當(dāng)然全面的安全考慮不僅僅是這么簡(jiǎn)單）。
復(fù)制證明（PoRep）通過(guò)設(shè)計(jì)，在一般用戶可承受成本之下，使得其不可能小時(shí)級(jí)別內(nèi)完成。一般為數(shù)小時(shí)
注意，PoSt的時(shí)間是網(wǎng)絡(luò)要求的，而PoRep的時(shí)間消耗，只能通過(guò)算法設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
如何增長(zhǎng)PoRep需要的時(shí)間？如果單純從安全性的角度考慮，復(fù)制證明完成的時(shí)間越長(zhǎng)越好。要延長(zhǎng)計(jì)算的時(shí)間，辦法有很多，可以考慮的因素包括：
算法的長(zhǎng)度：步驟越多的算法，可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間
算法的可并行性：并行度可以通過(guò)增加資源減少運(yùn)算時(shí)間
算法的可簡(jiǎn)化性：算法本身如果能夠簡(jiǎn)化，那么復(fù)雜度就存疑
PoRep要在這幾個(gè)方面都要有足夠的強(qiáng)度。就目前的SDR算法而言，對(duì)應(yīng)上面的幾點(diǎn)，F(xiàn)ilecoin采用的方案是：
算法的長(zhǎng)度通過(guò)多步驟計(jì)算實(shí)現(xiàn)：比如在整個(gè)SDR的算法過(guò)程中，計(jì)算Column Hash之前，要計(jì)算11層 labels，這個(gè)層數(shù)可以調(diào)整，層數(shù)越多，步驟越多，時(shí)間越長(zhǎng)；
采用每一步的強(qiáng)依賴關(guān)系來(lái)去并行化：在計(jì)算labels時(shí)，每一步的計(jì)算都依賴上一步的結(jié)果，完全不能并行；因此不能通過(guò)增加資源的方式來(lái)縮短時(shí)間；
采用大量的密碼哈希算法來(lái)抗簡(jiǎn)化：我們知道，密碼學(xué)中的哈希算法是單向函數(shù)，而且是難以破解和簡(jiǎn)化的（實(shí)踐中可以看成是不可破解的）。
安全和成本的折衷但是，安全和成本是一個(gè)硬幣的兩面。如果不計(jì)成本，當(dāng)然可以很安全。但是，F(xiàn)ilecoin的愿景是做一個(gè)存儲(chǔ)市場(chǎng)，是希望與 Amazon，阿里云抗衡的，如果PoRep的成本太高，那么整個(gè)存儲(chǔ)的成本也就會(huì)高，在這個(gè)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力就降低了。
如何在盡量不增加成本的情況下，提高安全性，這是Filecoin團(tuán)隊(duì)考慮的最多的一個(gè)問(wèn)題。其實(shí)，對(duì)于PoRep性能的提升，F(xiàn)ilecoin團(tuán)隊(duì)一直在做，而且性能也一直在提升，這些提升的措施包括：采用更高效的hash算法 Poseidon 來(lái)提升零知識(shí)證明效率；利用SHA Extension指令來(lái)提升每一層的計(jì)算速度；采用八叉樹(shù)來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算周期和存儲(chǔ)需求；利用內(nèi)存和存儲(chǔ)的均衡來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率的計(jì)算等。
這些考慮，更多的在于對(duì)于CPU，內(nèi)存和存儲(chǔ)資源的消耗上盡量降低，從而帶來(lái)成本的降低，但是，前面提到過(guò)了，為了安全性不降低，計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)度上不下降。換句話說(shuō)，盡管你可以使用更少的資源，更低的成本來(lái)做復(fù)制證明，但是，你還是要花很長(zhǎng)時(shí)間。
這里有一個(gè)問(wèn)題要澄清一下：做復(fù)制證明花比較長(zhǎng)的時(shí)間，并不意味著存儲(chǔ)和檢索的時(shí)間就長(zhǎng)了，也并不意味著會(huì)很大地影響網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間。這是兩回事情。對(duì)存儲(chǔ)用戶而言，存儲(chǔ)和檢索都是直接和礦工打交道的，礦工對(duì)用戶的響應(yīng)時(shí)間并不依賴于Filecoin區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。礦工完全有很多的方案還為用戶提供快速的響應(yīng)。因此，千萬(wàn)不要因?yàn)閺?fù)制證明需要花的的時(shí)間長(zhǎng)，就認(rèn)為Filecoin網(wǎng)路的服務(wù)會(huì)有問(wèn)題。
進(jìn)一步的優(yōu)化空間PoRep算法一直在進(jìn)步，但仍然不能令人滿意。安全性也許可以，但效率還是不夠好。一方面，目前的算法對(duì)于不帶 SHA Extension 的芯片不夠友好，這可能造成大量存量設(shè)備不能高效地為Filecoin網(wǎng)絡(luò)提供存儲(chǔ)；另一方面，如果要充分利用現(xiàn)有設(shè)備來(lái)進(jìn)行計(jì)算，現(xiàn)在的算法要么需要大量的內(nèi)存消耗、要么需要高帶寬、大量高速I(mǎi)O消耗。
到目前未知，盡管已經(jīng)非常臨近測(cè)試網(wǎng)第二階段，但是，F(xiàn)ilecoin團(tuán)隊(duì)仍在積極研究，希望進(jìn)一步優(yōu)化。就目前而言，團(tuán)隊(duì)對(duì)這個(gè)算法的滿意度還可以，一個(gè)共識(shí)是：目前算法是安全的，而且也工作的很好。第二階段可以采用這個(gè)算法。同時(shí)，希望有更好的算法，如果經(jīng)過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)新的不降低安全性，同時(shí)需要的成本可以更低，那么算法將會(huì)被替換。
這也是團(tuán)隊(duì)一直反復(fù)強(qiáng)調(diào)不要買(mǎi)硬件的原因。再等等吧，不用多久，就可以基本定型。不好意思，再說(shuō)一句，優(yōu)化無(wú)止境，改變總在發(fā)生。
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