Filecoin出块原理解析，让你了解更多关于这项科技的知识

Filecoin建立在空间证明（ProofofSpace）的改进之上。这与股权证明（ProofofStake）有关。股权不仅还以证明存储的形式确定矿工开采区块的可能性。简单来说，PoS代表有效存储空间，即存储能力。

预期共识（ExpectedConsensus）是Filecoin区块链的主要出块共识。它是一种概率拜占庭容错共识机制，目标是使矿工出块的权益与自己对存储的贡献成正比。也就是说，矿机（矿池）被使用的有效存储空间在整个网络中的总使用空间中所占比例，就是此矿机（矿池）能够出块的概率。

其他主要证明方式还包括：复制证明Proof-of-Replication，PoRep和时空证明Proof-of-Spacetime，PoSt。复制证明PoRep是PoS的进阶版，可以证明矿工已将数据存储，并保证每份数据存储的独立性，同时防止女巫攻击、外源攻击和生成攻击。时空证明PoSt是基于复制证明实现的，矿工证明自己花费了Spacetime资源，即一定时间内的存储空间的使用。即使验证者不在线，也能够在未来去验证矿工在该段时间内生成了证明链，有效防止临时生成数据攻击。

另外还有数据持有性证明Provable-Data-Possession，PDP和可检索证明Proof-of-Retrievability，PoRet。矿工完成了用户存储数据的订单后，为了证明数据已经被自己存储，用户可以多次验证矿工是否将其数据保持存储的状态。与PDP类似，可检索证明PoRet证明矿工存储的数据是可以用来查询的。

总结：在预期共识中，矿工赢得选举的可能性跟矿工当前的存储能力成正比，而存储能力则由复制证明和时空证明来衡量。

再用一张图来详解这几个证明机制之间的关系。

对Filecoin共识机制有了大体了解之后，我们循序渐进，来看看Filecoin的出块流程。包含3个阶段：

阶段一密封：矿工会先获取存储订单，把数据切成256KB的小块，用特定算法(StackedDRG)进行密封生成副本。这个过程最耗时，数据越多时间越长。初期，大家硬盘都是空的，就比谁存储速度更快，即"密封速度"。这会涉及软件算法的优化、CPU、内存、以及硬盘的读写能力。这个过程会让硬盘几周内就被写满。

阶段二复制证明：接下来就是生成"复制证明zksnark"的过程，用特定算法对存储数据生成一个"零知识证明"，以验证密封的数据来源于客户的源数据。需要在指定时间内(30秒)完成，并广播到全网，让别人确认该出块的有效，然后上链。这个过程要用到GPU加速，如果30秒内完不成，将得不到块奖励。

阶段三Sector（扇区）证明：矿工会将客户提供的数据存放于网络中，这个区域称为扇区Sector。每个扇区会包含存储文件内容及承诺存储时长，确保客户在约定存储时长中可以自由运用自身存储的数据。矿工添加一个扇区至Filecoin网络时，需要质押一笔锁定币（自身持有的FIL通证以及部分区块奖励）。

链上的miner智能合约会验证提交的证明是否正确，这可以达到毫秒级处理速度。

以上是完整Filecoin出块流程的基本介绍。矿工在赢得区块奖励后，仍然需要持续证明存储的数据没有丢失，因此就到了最后一环时空证明。

时空证明：矿工必须每1小时左右，提交一次复制证明，证明数据还在。链上也会在每个出块时间随机发出挑战challenge，来验证数据是否存在。如果失败，则被扣除抵押币。