Filecoin设计规范—【1】概述（下）

2020-03-30 15:34:46 阅读：人来自：挖矿课堂

　　星际联盟提供对Filecoin Spec 的全文翻译，便于Filecoin项目广大中国参与者理解Filecoin的深层原理。文章将定期更新章节，请持续关注"IPFS星际联盟"&"星际联盟Filecoin"公众号。

1.5 更改日志 - 版本历史

　　1.5.1 v1.1 - 2019-10-30 - c3f6a6dd -

　　链上交易

　　存储交易

　　完整的存储市场Actor逻辑：

　　客户和矿工的收支：押金，锁定，费用和取款

　　质押削减

　　完整的StorageMinerActor逻辑：

　　 sector状态，状态转换，状态核算，算力核算

　　故障声明 + 修复Sectors流程

　　提交扇区流程

　　提交选举或SubmitSurprisePoSt流

　　扇区验证，故障，恢复和到期

　　OnMissedSurprisePost流

　　故障扇区，掉电，到期等等

　　StoragePowerActor

　　算力核算基于StoragePowerActor状态的更改

　　抵押品：存款，锁定，提款

　　削减质押

　　Interactive-Post

　　 StorageMinerActor: 预提交扇区和提交扇区

　　Surprise-Post

　　挑战流程为 CronActor -> StoragePowerActor -> StorageMiner -

　　虚拟机

　　从区块链中提取VM系统

　　地址

　　 Actors

　　代码和状态的分离

　　消息

　　方法调用表示

　　运行时间

　　缩小的界面

　　安全状态获取，释放，提交流程

　　退出码 - 完整的调用流程

　　更安全的递归上下文构造

　　错误级别和处理

　　检测和处理gas错误

　　解释程序

　　申请消息

　　 {扣除，存款} -> 转移 - 更安全

　　 gas核算

　　VM系统参与者

　　 InitActor基本流程，插入运行时

　　 CronActor全流程，静态注册表

　　 AccountActor基本流程

　　数据传输

　　完整的数据传输流程

　　 push, pull, 1-RTT pull

　　协议，数据结构，接口

　　图表

　　区块链/链同步

　　链同步协议描述的第一个版本

　　包括协议状态机描述

　　网络引导程序–连接性和状态

　　渐进区块验证 - 渐进区块传播

　　其他

　　细则部分状态指示灯

　　变更日志

　　1.5.2 v1.0 - 2019-10-07 - 583b1d06

　　全面细则重组

　　工具

　　添加了构建系统以编译工具

　　添加了绘图工具(dot, mermaid等)

　　添加了附属图安装

　　添加了Orient以计算协议参数

　　内容

　　 filecoin节点

　　类型 - 不同FileCoin节点类型的概述

　　存储库 - 本地数据结构存储

　　网络接口 - 连接到libp2p

　　时钟 - 挂钟

　　文件和数据

　　 file - 数据的基本表示

　　 piece - 表示存储在filecoin中的数据

　　区块链

　　 blocks - 基本的区块链数据结构(blocks, tipset, chain等)

　　存储算力共识 - SPC的基本算法和加密工件

　　 StoragePowerActor 基础

　　代币

　　骨架部分

　　存储挖矿

　　存储矿工：控制和协调存储挖矿的模块

　　扇区：存储单位，密封，加密工件等

　　扇区索引：描述扇区数量和元数据

　　储存证明：印章，posts等

　　市场

　　交易：存储市场交易基础

　　存储市场：StorageMarketActor基础

　　 Orient

　　确定模型和区块大小的orient模型

　　图书馆

　　 filcrypto-密封，PoRep，PoSt算法

　　 ipld - cids, ipldstores

　　 libp2p - 主机/节点表示

　　 ipfs - graphsync 和 bitswap - 多种格式

　　 multihash，multiaddr

　　图表

　　系统总览

　　完整的协议美人鱼流

　　1.5.3 pre v1.0

　　文件共享协议的扩展写入 - 可见详情

　　查看所有更改日志：github.com/filecoin-pr…

1.6 系统分解

　　1.6.1 什么是系统? 它们如何工作?

　　Filecoin将其功能解构并模块化为松散连接的系统。每个查看重要的功能，通常用来实现一系列重要且紧密相关的目标。

　　例如，区块链系统提供了诸如区块，区块集合、链之类的结构，并提供了诸如区块同步，区块广播，区块验证，链选择和链访问之类的功能。这与文件，片段，片段准备和数据传输分开。这些系统都是与市场分开，提供订单，交易，市场可见性和交易结算。

　　1.6.1.1 为什么系统解耦是有用的?

　　这种解耦对于以下方面很有用：

　　实现边界:可以只用一部分子系统来构建实现Filecoin。这对于实现多样性特别有用：我们需要安全性关键系统(例如，区块链)的许多实现，但不需要可以解构的系统的许多实现。

　　运行解耦:系统耦使后，构建和运行将系统隔离到单独程序甚至单独物理计算机中的Filecoin节点变得更加容易。

　　安全隔离:一些系统比其他系统需要更高的操作安全性。系统解耦使实现能够满足其安全性和功能性需求。一个很好的例子是将区块链处理与数据传输分开。

　　可伸缩性:系统和各种用例可能会为不同的操作者带来不同的性能要求。系统解耦使得操作者更容易根据系统边界来衡量他们的部署。

　　1.6.1.2 Filecoin节点不需要所有系统

　　Filecoin节点差异很大，并且不需要所有系统。大多数系统仅在部分用例中才需要。

　　例如，需要区块链系统来同步链，参与安全共识，存储挖掘和链验证。许多Filecoin节点不需要链，只需从其信任的节点中从最新StateTree中获取内容即可执行其工作。当然，这样的节点：

　　注意：Filecoin不使用在比特币和其他区块链网络中广泛使用的“完整节点”或“轻客户端”术语。在Filecoin中，这些术语定义不明确。最好根据节点的功能来定义节点，因此也要根据它们所运行的系统来定义节点。例如：

　　链验证节点:运行区块链系统。可以同步和验证链;无法挖掘或生产区块。

　　客户端节点:运行区块链。市场和数据传输系统;可以同步和验证链;无法挖掘或生产区块。

　　检索矿工节点:运行市场和数据传输系统;不需要链; 可以进行检索交易(检索提供方);可以发送客户端的数据并得到报酬。

　　存储矿工节点：运行区块链，存储市场，存储挖掘系统。可以同步和验证链。可以进行存储交易(存储提供方)。可以将存储的数据密封到扇区中。可以获得存储共识算力。能够挖掘和生产区块。

　　1.6.1.3 分离系统

　　我们如何确定一个功能是属于哪个子系统?

　　在系统之间划定界限是将紧密相关的功能与无关部分分开的艺术。从某种意义上说，我们试图将紧密集成的组件保持在同一系统中，并远离其他无关的组件。有时这很简单，界限来自数据的结构或功能。例如，我们可以很容易观察到，客户和矿工彼此协商交易与虚拟机执行无关。

　　有时这很难，并且需要整理，添加或删除抽象概念。例如，StoragePowerActor和StorageMarketActor以前是单个Actor。这导致整个StorageDeal制造，StorageMarket，整个市场与存储采矿，扇区密封，PoSt生成等之间的功能耦合。理顺这两组相关功能需要将一个参与者分成两个。

　　1.6.1.4 在系统内分解

　　系统本身分解为较小的子单元。这些有时称为“子系统”，以避免与更大的一流系统混淆。子系统本身可以进一步分解。此处的命名没有严格执行，这些细分与协议和实现工程方面的问题更多地相关，而不是与用户功能有关。

　　1.6.2 实施系统

　　1.6.2.1 系统要求

　　为了使将功能与系统解耦更加容易，Filecoin协议假定了一组可用于所有系统的功能。此功能可以通过实现以多种方式来实现，并应将此处的指南作为建议(应当)。

　　所有的系统，如本文档中定义，要求如下：

　　资料库

　　本地IpldStore。用于数据结构(小型结构化对象)的一定数量的持久本地存储。系统期望使用IpldStore进行初始化，其中的存储数据结构在崩溃中也会持续存在。

　　用户配置值。少量用户可编辑的配置值。这些应该使终端用户易于访问，查看和编辑。

　　本地安全密钥库。用于生成和使用加密密钥的工具，必须对Filecoin节点保密。系统不能直接访问密钥，必须通过抽象(即KeyStore)来实现，该抽象提供了加密，解密，签名，签名验证等功能。

　　本地文件存储。某些文件的持久的本地存储(大字节数组)。系统期望使用能存储大文件的FileStore进行初始化。某些系统(例如Markets)可能需要存储和删除大量较小的文件(1MB-10GB)。其他系统(如存储挖矿)可能需要存储和删除大量的大型文件(1GB - 1TB)。

　　网络。大多数系统需要访问网络，才能连接到他们对应的Filecoin节点。系统会使用libp2p.Node进行初始化，并可以在其上安装自己的协议。

　　时钟。有些系统需要访问当前的网络时间，而有些系统对浮动的容差较低。系统初始化会使用一个时钟来得知网络时间。一些系统(如区块链)需要很少的时钟浮动，并且需要安全的时间。为此，我们使用FilecoinNode数据结构，该数据结构会在初始化时传递给所有系统：

import repo "github.com/filecoin-project/specs/systems/filecoin_nodes/repository"
import filestore "github.com/filecoin-project/specs/systems/filecoin_files/file"
import clock "github.com/filecoin-project/specs/systems/filecoin_nodes/clock"
import libp2p "github.com/filecoin-project/specs/libraries/libp2p"
import message_pool "github.com/filecoin-project/specs/systems/filecoin_blockchain/message_pool"
type FilecoinNode struct {
Node libp2p.Node
Repository repo.Repository
FileStore filestore.FileStore
Clock clock.UTCClock

MessagePool message_pool.MessagePoolSubsystem
}

import ipld "github.com/filecoin-project/specs/libraries/ipld"
import key_store "github.com/filecoin-project/specs/systems/filecoin_nodes/repository/key_store" import config "github.com/filecoin-project/specs/systems/filecoin_nodes/repository/config"
type Repository struct {
Config config.Config
KeyStore key_store.KeyStore
ChainStore ipld.GraphStore
StateStore ipld.GraphStore
}

　　1.6.2.2 系统限制

　　此外，系统必须遵守以下限制：

　　随机崩溃。一个Filecoin节点可能随时崩溃。当崩溃时，系统必须是安全且一致的。这主要是通过限制持久状态的使用，通过Ipld数据结构持久化这种状态，以及通过使用检查状态的初始化例程，以及纠正可能错误来实现的。

　　隔离。系统必须通过定义明确的独立接口进行通信。他们不得在共享内存空间上构建关键功能。(注意：为了提高性能，共享内存抽象化可用于为IpldStore，FileStore和libp2p提供算力，但是系统本身不应该需要它)。这不仅仅是操作上的问题;它还显着的简化了协议，并使之更易于理解，分析，调试和更改。

　　无直接访问主机操作文件系统或磁盘。系统无法直接访问磁盘，而是通过FileStore和IpldStore抽象来进行。这将为最终端用户提供高度的移动性和灵活性，尤其针对于存储矿工和需存储大量数据的客户，这需要能够简单替换其Filecoin节点访问本地存储的方式。

　　无直接访问主机操作系统的网络堆栈或TCP / IP。系统无法直接访问网络-它们通过libp2p库进行访问。不得有任何其他种类的网络接入。这为跨平台和网络协议提供了高度的移动性，使Filecoin节点(及其所有关键系统)在多种设置下可以使用各种协议(例如，蓝牙，LAN等)运行。