Un artículo para entender la función única de la tecnología Filecoin: almacenamiento verificable

Esta es la segunda publicación de blog de una serie que se centra en las características específicas del protocolo Filecoin.

Los mercados de Filecoin funcionan de manera eficiente porque los clientes pueden estar seguros de que sus datos están siendo almacenados correctamente por los mineros de almacenamiento en la red. Esta confianza proviene del propio sistema de prueba único de Filecoin, que garantiza que el almacenamiento en la red de Filecoin funcione según lo contratado.

Con Filecoin, el almacenamiento de los mineros se puede auditar públicamente. En otras palabras, nuestra Prueba de almacenamiento brinda seguridad a todos los usuarios de la red de Filecoin de que todos los mineros están almacenando datos según lo prometido. Storage Validation es el pegamento que mantiene unido el mercado de Filecoin; asegura la integridad de todos los datos almacenados en la red.

Para que estas verificaciones de integridad de datos brinden a los usuarios de almacenamiento la seguridad que necesitan, las verificaciones deben ser parte del protocolo más fundamental de Filecoin. Ahí es donde entra en juego el sistema de prueba de Filecoin (escribimos otra publicación de blog sobre las pruebas de Filecoin aquí).

Un sistema de prueba es un protocolo criptográfico utilizado por actores (generalmente mineros) para verificar los servicios de almacenamiento. El sistema de prueba de Filecoin resuelve un problema previamente intratable para el almacenamiento descentralizado: ¿cómo pueden los mineros demostrar que realmente están almacenando datos en el momento en que dicen que lo están y en un espacio físico dedicado a ellos? Para comprender esto, debemos observar cómo Filecoin permite el almacenamiento descentralizado y qué hace que su sistema de prueba sea único.

Cómo Filecoin realiza almacenamiento descentralizado

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En los servicios de almacenamiento centralizado confiamos en empresas o entidades acreditadas que puedan garantizar la integridad y seguridad de sus sistemas. Esta entidad de terceros es clave para mantener la confianza en la red. Por ejemplo, cuando usamos Amazon S3 para el almacenamiento en la nube, realmente no confiamos en la red de servidores de datos que usa Amazon. Por el contrario, confiamos en Amazon para garantizar que la red funcionará según lo prometido y que nuestros datos almacenados en Amazon estarán seguros y disponibles de acuerdo con los acuerdos de nivel de servicio de la empresa.

La confianza en una red de almacenamiento descentralizada es más difícil de lograr. En la red de Filecoin, cualquier persona del mundo puede proporcionar espacio de almacenamiento. Pero para mantener la confianza en una red descentralizada como Filecoin, necesita una forma de establecer confianza en la propia red global.

El sistema de prueba de Filecoin se logra estableciendo confianza en la capa de protocolo de la cadena de bloques de Filecoin. El protocolo de Filecoin utiliza la prueba de almacenamiento como mecanismo central para llegar a un consenso en la cadena de bloques de Filecoin.

En cada cadena de bloques pública, el "consenso" define un acuerdo con respecto a las entradas de datos que existen en la cadena de bloques. Para lograr el consenso, las cadenas de bloques se basan en algoritmos de consenso para generar nuevos bloques y proteger la cadena de bloques de la entrada de datos fraudulentos. Estos algoritmos determinan con precisión cómo contribuyen los mineros a construir y mantener la cadena de bloques.

Sin embargo, mientras que otras cadenas de bloques se basan en algoritmos de consenso que requieren que los mineros realicen un trabajo inútil (por ejemplo, cadenas de bloques de prueba de trabajo), el mecanismo de consenso de Filecoin permite a los mineros realizar un trabajo útil para proporcionar y verificar la integridad de los datos almacenados. de almacenamiento, a saber, pruebas de replicación y pruebas de espacio-tiempo).

Esto significa que la propia cadena de bloques de Filecoin verifica el comportamiento de almacenamiento realizado por los mineros. Así es como Filecoin genera confianza en la capa de protocolo de su red descentralizada. En el corazón del algoritmo de consenso de Filecoin hay dos mecanismos de prueba que juntos hacen que el almacenamiento de datos sea verificable públicamente en la cadena de bloques de Filecoin: Prueba de replicación y Prueba de espacio-tiempo.

Prueba de replicación y Prueba de tiempo y espacio

Para validar el almacenamiento en la red descentralizada de Filecoin, debe probar dos cosas.

Primero, debe demostrar que el conjunto de datos correcto está almacenado en el espacio de almacenamiento dado. En segundo lugar, debe demostrar que el mismo conjunto de datos se almacenó de forma contigua durante un período de tiempo determinado.

El algoritmo de prueba de Filecoin puede realizar estas tareas de verificación. La prueba de replicación prueba que un minero determinado está almacenando una copia físicamente única de los datos originales de un cliente, mientras que la prueba de espacio-tiempo prueba que los datos de un cliente se almacenan continuamente a lo largo del tiempo.

Ambas pruebas funcionan de la siguiente manera:

La prueba de replicación (PoRep) comienza con un proceso llamado "sellado". Los mineros dedican una parte del espacio de almacenamiento disponible, llamado "sector", para almacenar los datos de los clientes. Después de llenar el sector, se sella. El sellado es un conjunto de operaciones que convierten progresivamente un sector en una copia única de los datos originales. Esta copia está asociada con la clave pública del minero de Filecoin. Para ejecutar el PoRep final, el minero envía el hash criptográfico de la réplica (su CommR) a la cadena de bloques pública de Filecoin.

Con PoRep, los mineros pueden proporcionar una prueba pública de que están almacenando una codificación única de los datos del cliente al realizar la prueba. Solo los mineros con acceso completo a los datos originales pueden enviar CommR correctos (compromisos en cadena con réplicas) a la cadena de bloques de Filecoin. Sin embargo, solo un PoRep no verifica que el almacenamiento sea contiguo a lo largo del tiempo.

Aquí es donde entra en juego la Prueba de espacio-tiempo (PoSt). Con PoSt, los mineros seleccionados al azar deben proporcionar PoReps para los sectores de almacenamiento seleccionados al azar que mantienen. Esto se realiza a través del procedimiento de emisión de desafíos criptográficos a los mineros, los cuales solo pueden ser respondidos correctamente consultando directamente al departamento de sellado. Los mineros deben enfrentar este desafío dentro de un marco de tiempo estricto. Cada minero tiene que dar fe de todo su almacenamiento todos los días, y los mineros también se seleccionan al azar para dar fe del almacenamiento para ganar bloques. La dificultad computacional del sellado garantiza que los mineros deban mantener un acceso e integridad constantes a las áreas selladas.

PoRep y PoSt juntos constituyen el sistema de prueba único de Filecoin, que es una combinación de prueba de almacenamiento y prueba de espacio.

Además del sistema de prueba, la red Filecoin también se basa en incentivos de teoría de juegos para disuadir actividades maliciosas o negligentes. Todos los mineros que aceptan almacenar datos en la red de Filecoin deben proporcionar una garantía en forma de Filecoin en el momento del acuerdo. Cualquier minero de almacenamiento que falle en los controles de PoSt será penalizado, y cada vez que se imponga una multa, se perderá una parte de esa garantía. Después de multas excesivas, se pierde toda la garantía, lo que impide que los mineros vuelvan a ofrecer almacenamiento a los clientes. Puede leer más sobre algunas de estas mecánicas criptoeconómicas aquí.

Resumen

El protocolo Filecoin adopta una tecnología de encriptación novedosa, un protocolo de consenso y un diseño de mecanismo de incentivo de teoría de juegos, lo que proporciona una red de almacenamiento descentralizada y un mercado que los clientes y los mineros pueden usar con confianza. El núcleo es el enfoque único de Filecoin para la verificación del almacenamiento. Puede leer más sobre la validación del almacenamiento en Filecoin en nuestro último tutorial de ProtoSchool.

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