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前言

Filecoin 最终的释放日期虽然还没有定，但是应该也快了，所以这篇文章简单介绍一下它，这是一个我认为未来非常有前途的区块链公链项目。

介绍

了解过 IPFS 的朋友肯定知道，这个项目是有野心想要颠覆 HTTP 模式的，暂且不说它最终能达到什么程度，但在我看来，绝对是一次大胆又有创造性的想法。

作为在存储方向写过几行代码的我来说，天然的对这个东西是极度感兴趣的，也有幸的是过去的很长一段时间我也在这个方向做着事情。IPFS 大胆的提出了在网络中进行分件高效分发和存储的实践，大量基于 IPFS 的应用也在到处开花。但是它有个缺陷，那就是缺乏一个有效的数据交易市场，有价值的数据如果缺乏一个有效的交易市场的就容易变成价值孤岛，Filecoin 也就应运而生了。它对 IPFS 提供了一个很好的补充，那就是激励机制，这个机制简单来理解就是类似于比特币那样的挖矿可以获得比特币奖励的机制，Filecoin 想要构建一个全局的 DSN （Data Storage Network）系统，创造一个整合了所有可用存储提供商（ storage provider ）的云存储市场，这些存储提供商通过达成某种共识协议来维持整个网络的运作，这种方式的合作可以有效的降低存储的价格，同时，数据也变得更加安全。

当然，要构建这样的 DSN 所需的挑战是巨大的，必须要满足：

1）有一个市场能够撮合存储交易
2）有一种机制使得网络参与者可以在哪种交易是允许的达成一致
3）有一种可靠的方式加密数据
4）有一种方式让客户相信他们的数据确实按要求保存了多个备份。
5）对存储提供商的服务记录有一个公开的共识，即使那个存储提供商在网络中是匿名的。

Filecoin 主要提供了下面两大解决方案

1、提出了 POS 和 POSt 两种共识算法

注意，这里的 POS 是指 Proof of Storage（而不是区块链技术中广义的 Proof of Stake 权益证明）。而 POSt 全称是 Proof of Spacetime，时空证明。

简单来说，Filecoin 提供了一个区块链账本用于记录数据存储的所有交易信息。

对于不明原理的用户来说，肯定会想知道为什么 Filecoin 可以提供比传统的直接销售存储空间更好的分布式存储解决方案。

简单来说，使用 Blockchain 的技术来做分布式存储有一个重大优势就是：Storage Provider 可以通过检查由其他 providers 历史提交的 proofs 来判断数据是否被完好的保存。

同时，一旦出现 provider instance 失败，网络也可以做出响应（移除 provider 或者 reallocating data），同时对 Provider 做出惩罚。而这些是传统的数据中介服务商（data brokage service）是做不到的。

至于共识算法方面，BTC 和 ETH 都浪费了大量的算力在毫无意义的挖矿计算上。而 Filecoin 则基于 Storage Provider 单位时间提供给网络的空间来决定他们的投票权，这种机制就叫 PoSt，Proof Of Spacetime。

这种设计也把 Filecoin 与它的直接竞争者区分开来，比如 Sia 是基于 POW 的，而 Storj 和 MaidSafe 使用的共识算法类似，他们也是基于 Proof of Storage 的，分别是 Proofs-of-Retrievability 和 Proofs-of-Resources。

由于物理保存的资源（数据）用来完成一个 PoSt 就是实际的数据，也就是说， PoSt 可以很简单的由这个数据得来，因此，无需额外的电力和计算消耗，美妙！

实际上， PoSt 是由一系列 Proof of Replication（PoReps）推算得来。因为存储了所要求的数据的 replicas 的 Provider 需要向客户出示证明（ Proofs），方式就是通过解决 Client 提出的密码学问题（Cryptographic Problems），这根比特币的挖矿形式上是一样的，不同之处在于，这个密码学问题是基于数据文件（sealed version of data）的，而作为存储提供商，必须在其实际保存了客户的全部文件副本的情况下才能解决该问题，因为只有 Provider 可以轻易访问这些数据 。当他们提出证明时，可以很容易的被其他节点验证，而这些节点无需存有数据。当然，除此之外，PoReps 被设计成可以防止存储提供商提供假数据证明来获得不当利益（undue rewards）。

2、提供了一个挂单市场（BID-ASK Market）

这是 Filecoin 另一个重要的方面，也就是数据的存储和检索市场，简单来说，就是数据的卖方和买房交易市场。

这个市场包含了 client bids，provider asks 以及后续的 BID-ASK 匹配算法，这些信息都会计入区块链账本（blockchain ledger）。

默认的 BID-ASK 结构最终得到一个双方认可的协议，这些协议是由如下来定义的：

1）一些周期性的 payments to providers 用来换取 PoReps
2）一定数量的 collateral，由 providers 提交

除了默认的由网络自动驱动的匹配策略（matching scheme） 和数据协议，filecoin 还提供 smart contract 功能，复杂的文件合约以及其他与存储无关的交易。

说了这么多 Filecoin 的原理和优势，下面来说一下它潜在的缺陷和可能致命的问题。

Collateral 抵押金机制的风险

Filecoin 在面对代币价格的（重大）波动会导致不可避免的存储合约违约风险。

因为我们知道，Filecoin 存储网络中，客户与存储提供商是基于交易市场中的合约的，在一个基本的存储合约中，一个重要的部分就是存储提供商需要提交一笔抵押金 Collateral。当 Filecoin 价格出现剧烈下滑时（比如华尔街砸盘），这笔 Collateral 的价值就会迅速下降，简单来说，这时候它对于存储提供商来说可能变得价值小到可以放弃了。这样的话，存储提供商就失去了继续保管用户数据的动机，他完全可以选择放弃这笔价值大幅下跌的 Collertal，而不去保存客户数据，也就是说，一旦 Filecoin 价格剧烈下跌，那么随之而来的就是大量的合约违约，整个市场就是非常混乱。

当然，这个风险并不是只有 Filecoin 才会遇到，其他类似的竞争者也会遇到，有些就提出了一些解决方案，比如 Storj，它提出了使用其他数字资产（BTC，ETH 等）或者其他可以用数字货币计价的法币（Fiat currencies）来作为支付手段。又比如，Sia 就提出了把 Siacoin 价格锚住 BTC 的想法，这些想法虽然不错，但是目前来看，还只是设想阶段，具体实施可能还会面临各种困难。


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