零知識證明如何與Filecoin網(wǎng)絡結(jié)合的?

zk-SNARK的價值

為了讓Filecoin網(wǎng)絡上的存儲提供者繼續(xù)為用戶提供服務（并在過程中賺取回報），他們必須定期證明自己在鏈上持續(xù)存儲其所承諾存儲的數(shù)據(jù)。將他們放在零知識證明的關(guān)系中理解的話，這些存儲提供者就成為了?證明者(provers).

這個公式的另一邊就是全節(jié)點，他們負責為整個Filecoin網(wǎng)絡維護共識。這些節(jié)點希望確保數(shù)據(jù)被存儲、維護和保管好，而沒有疏忽或損壞。這些參與方——?驗證者（verifiers）?——必須能確保存儲提供者對數(shù)據(jù)被妥善存儲所給出的證明是真實的。這要求在數(shù)據(jù)易手時，存儲提供者和節(jié)點之間有一種形式的通訊。

對每一個區(qū)塊來說，這個過程是（?將是?）對資源要求很高的。今天，個體的存儲提供者為驗證存儲所需要證明的數(shù)據(jù)是海量的，而且隨著時間推移只會增加。Filecoin網(wǎng)絡的區(qū)塊時間是30秒，為了維持這個區(qū)塊時間并允許可擴展的方法，網(wǎng)絡需要一個能提供快速、高效和健壯的驗證過程的解決方案。

對?Filecoin網(wǎng)絡?來說，zk-SNARKs提升了網(wǎng)絡可擴展性和效率，這是通過極大地降低各方驗證存儲的時間來實現(xiàn)的。這對維持Filecoin的30秒?yún)^(qū)塊時間很重要。

對存儲提供者來說，zk-SNARKs降低了他們證明存儲所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，從而降低了在網(wǎng)絡上提供其服務的成本。

zk-SNARKs實踐

為了在Filecoin上驗證存儲，會涉及到兩個證明：?復制證明——Proof of Replication (PoRep)?和?時空證明——Proof of Spacetime (PoSt).?在復制證明中，存儲提供者需證明他們正存儲一份數(shù)據(jù)或信息的獨特副本。復制證明只會發(fā)生一次，這是在用戶和存儲提供者達成最初存儲交易提議且數(shù)據(jù)首次被存儲提供者存儲時發(fā)生的。每一個被鏈上記錄的復制證明包括了10個獨立的的SNARKs證明，它們一起證明了該過程是通過概率挑戰(zhàn)（probabilistic challenges）而正確完成的。

另一方面，時空證明用于證明存儲提供者隨著時間推移依然?持續(xù)?存儲原始的數(shù)據(jù)，而沒有被操縱或損壞。當一個存儲提供者剛開始同意為用戶存儲數(shù)據(jù)時，他們必須以FIL的方式投入質(zhì)押品。如果存儲提供者在這個協(xié)議中間的任何時點無法提供時空證明，他們會被懲罰并可能損失部分或所有的FIL抵押品。

在?證明者（prover）?和?驗證者（verifier）?的鏈上互動中，它們同意數(shù)據(jù)已被正確地存儲和維護，那么這就是一個證明（proof），如前所述如果缺乏讓這些證明足夠小和高效的解決方案，它們就會占據(jù)大量的網(wǎng)絡帶寬并為存儲提供者和礦工帶來很高的運作成本。如果通過使用zk-SNARKs來生成證明，那么所生成的證明就會很小，驗證過程也會非常快。例如，通常要占據(jù)幾百kb來驗證的證明可以使用zk-SNARKs來壓縮到192字節(jié)。前面已經(jīng)提到過，每一個復制證明包括了10個SNARKs，這就意味著它只會占據(jù)1920字節(jié)（10*192字節(jié)）。

zk在Filecoin的過去和未來

從10月份的發(fā)布開始，F(xiàn)ilecoin網(wǎng)絡對zk-SNARKs的使用就已經(jīng)上線了。故事是這樣的：零知識證明長期是Filecoin網(wǎng)絡的一部分，也會繼續(xù)被證明是網(wǎng)絡未來演變的關(guān)鍵一環(huán)。隨著越來越多的數(shù)據(jù)在Filecoin上被存儲、維護和訪問，生態(tài)系統(tǒng)需要繼續(xù)提供高效、劃算和安全的驗證解決方案。零知識證明是Filecoin網(wǎng)絡的游戲規(guī)則改變者，將復雜的驗證流程的大小降低到原始體積的一小部分，而且沒有影響安全性和可信性。

Protocol Labs研究團隊已長期投入了Filecoin網(wǎng)絡上的零知識證明工作。他們的努力已為網(wǎng)絡提供了關(guān)鍵的效率解決方案。隨著新的驗證系統(tǒng)的出現(xiàn)，團隊會繼續(xù)為未來的Filecoin網(wǎng)絡實施最有效率的解決方案。

【星際公鏈】

星際公鏈是一家專注于IPFS&Filecoin 產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和運營的高科技型企業(yè)。蜂池FPool是星際公鏈旗下自主研發(fā)的Filecoin 礦池管理系統(tǒng)及Filecoin存儲服務器品牌，為企業(yè)和個人提供一站式軟硬件解決方案。