當今的互聯網正處于一股浪潮之中：中心專有式服務正逐漸被去中心式服務所取代；中心式信任方逐漸被可驗證式分布計算取代；脆弱的位置尋址逐漸被彈性的內容尋址取代；低效的整體服務逐漸被點對點算法市場取代。比特幣、以太坊及其他區塊鏈產品已經證明了去中心化交易分賬的有效性。IPFS通過對全球性點對點網絡所使用的數十億文件提供服務，證明了去中心化網絡中內容尋址的效用。

Filecoin是一個去中心化的存儲網絡，它可以將云存儲轉變為算法市場。這個市場運作在一個擁有本地協議記號（也叫做“Filecoin”）的區塊鏈上，在這個市場上，礦工們通過對客戶提供存儲服務賺取Filecoin。相對地，客戶可以使用Filecoin來雇傭礦工存儲或分發數據。

同比特幣相似，Filecoin礦工們會為了追求回報而競相開采區塊，但Filecoin的開采能力與存儲積極性正相關，這可以為客戶提供更有效用的服務（而不像比特幣，為了維持區塊鏈的一致性而限制其效用）。如此就激勵了礦工們盡可能多地積累存儲空間并租借給客戶。本協議可以將積累起來的資源組織成任何人都可信賴的、有自愈功能的存儲網絡。這個網絡通過復制和分發內容建立自身的魯棒性，同時還可以自動偵測和修復復制錯誤。客戶可以通過選擇復制參數防范不同的風險類型。由于協議在客戶方對內容進行了端對端加密，存儲空間的提供者無法得到密匙，所以這種云存儲網絡可以提供足夠的安全性。Filecoin作為IPFS頂端的激勵層，可以為任意數據提供存儲架構，在保存去中心化數據、構建和運行分發應用以及執行智能合約的情況下格外有用。

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本文包含以下內容：

• 介紹Filecoin網絡，概述協議并詳細介紹幾個重要組件。
• 概述去中心化網絡（DSN）的方案和特點，然后通過Filecoin構建一個DSN。
• 基于存儲證明方案，介紹一個名為“復制證明”的新方案，該方案可以使任意的復制數據儲存在獨立的物理空間中。
• 介紹一個基于復制證明和存儲的新型可工作的一致性作為強度的度量。
• 建立可驗證市場概念并構建兩個市場：存儲市場和檢索市場。他們分別管理寫入和讀取來自Filecoin的數據。
• 討論應用場景、與其他系統的連通性以及如何使用協議。

1．介紹

Filecoin是一種協議標記，它是一個運作在叫做“時空證明”的新型證明上的區塊鏈，在這種協議上，礦工通過存儲數據來創造區塊。Filecoin通過一系列相互獨立的存儲提供商來提供存儲和讀取服務，而非通過單一的協調器。其中：（1）客戶通過支付Filecoin來存儲和讀取數據。（2）存儲礦工通過提供存儲服務獲得Filecoin。（3）檢索礦工通過提供數據獲得Filecoin

 （1）基本構成

Filecoin協議由以下四個新型組件構成：

去中心化存儲網絡（Decentralized Storage Network, DSN）：我們通過獨立的存儲提供商構成的抽象網絡來提供存取服務（詳見第2節）。而后我們會闡述Filecoin協議是一個有激勵性的、可審計的、可被證實的DSN架構（詳見第4節）。

新型存儲證明：我們會介紹兩種新興的存儲證明（Proofs-of-Storage）（詳見第3節）：（1）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。強制性單一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。（2）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（Verifiable Markets）我們在兩個基于Filecoin網絡的去中心可驗證市場上對存儲請求和檢索請求進行了建模（詳見第5節）。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。我們還會展示礦工和客戶可以分別獨立提交存儲和檢索命令的存儲市場和檢索市場。

有效的工作量證明（Proof-of-Work）：我們會展示如何在時空證明的基礎上構建一個可以用在共識協議上的有效工作證明。礦工們不需要浪費計算能力來開采區塊，他們只需要在網絡中對數據進行存儲即可。

（2）協議概覽

Filecoin是一個建立在區塊鏈上的，擁有本地記號的去中心化存儲網絡架構。客戶通過消費這些記號存儲和讀取數據，礦工通過存儲和提供數據賺取標記。

Filecoin DSN分別通過兩個可驗證市場進行讀取請求：存儲市場和檢索市場。客戶和礦工協商服務定價，而后將將訂單上傳到市場。

這些市場由Filecoin網絡來運作，Filecoin網絡通過時空證明和復制證明來確保礦工可以執行承諾，正確地存儲數據。

***，礦工們可以參與到新區塊的建造中。礦工在新區塊中的影響力與他們在網絡中提供的存儲量正相關。

（3）白皮書組織

第二節中我們展示我們在理論上對DSN網絡的定義和要求。

第三節中我們發展、定義并展示我們的復制證明和時空證明協議，并按照交易約定，使用Filecoin來加密地核實數據被不斷地存儲。

第四節描述了精確的Filecoin DSN實例，包括數據結構、協議以及參與者交互。

第五節中我們對可驗證市場的概念進行了定義和描述，以及他們的概念實現—存儲市場和檢索市場。

第六節中描述了時空協議的使用，并展示了如何評估礦工對網絡的貢獻，這對擴大區塊鏈以及分發區塊回報至關重要。

第七節簡要描述了Filecoin中的智能合約。第八節我們對未來工作做了一些討論來作為總結。