Speicher- und Abrufdienste für Filecoin-Whitepaper

Das Wirtschaftsmodell von Filecoin basiert auf Datenspeicherung, und Storage-Miner spielen eine zentrale Rolle bei der Sicherstellung des Konsenses in der Kette und der Bereitstellung von Speicherdiensten. Die Filecoin-Blockchain nutzt ihre Blockbelohnungen, um die Teilnahme am On-Chain-Konsens zu subventionieren und verfügbare Speicherdienste bereitzustellen. Dieser Artikel beschreibt die Bereitstellung von Speicherdiensten im Filecoin-Netzwerk und erläutert die Konzepte und Rahmenbedingungen für die Übernahme von Speicher, der auf verschiedenen Geräten auf verschiedenen Maschinen vorhanden ist, und dessen Umwandlung in handelbare Waren in einem verteilten Speichernetzwerk. Eine Übersicht über den Speicherdienstbereitstellungsprozess ist in der Abbildung dargestellt.
Abbildung 1: Lebenszyklus eines Miners, einen Miner in der Kette erstellen, Token erhalten und Kapazität für das Netzwerk bereitstellen, mit der Produktion von Blöcken beginnen, wenn die Mindestgröße des Miners erreicht ist, Transaktionen mit Benutzern durchführen, Sektoren mit zugesicherter Kapazität auf Sektoren mit Transaktionen aktualisieren Verdienen Sie zusätzliche Handelseinnahmen, reklamieren Sie Fehler und beheben Sie sie.
Dieser Artikel geht auf sieben Aspekte ein:
1 Was ist ein Sektor?
2-Sektor-Paket
3 Sektorlebenszyklus
4 Bergmannsversprechen
5 Datenredundanz
6 Schnellsuche
7 Offline-Datenübertragung
Was ist ein Sektor?
Der Sektor ist die grundlegende Speichereinheit auf Filecoin mit einer Standardgröße und einem klaren Verpflichtungszeitraum, ähnlich wie Container im globalen Güterverkehr zur Bereitstellung digitaler Speicherdienste. Die Sektorgröße sorgt für ein Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Verfügbarkeit. Der Lebenszyklus eines Sektors wird durch den Speichermarkt bestimmt und gibt die Dauer des Engagements des Sektors an.
Wenn Storage Miner und Benutzer auf dem Filecoin-Speichermarkt zusammengeführt werden, wird ein Transaktionsauftrag erstellt. Das Protokoll unterscheidet nicht zwischen Aufträgen, die Transaktionen mit echten Benutzern generieren, und Aufträgen, die Miner selbst handeln.1 Allerdings kann eine „Committed Capacity“-Architektur Eigengeschäfte unnötig und wirtschaftlich irrational machen.
Wenn nur ein Teil der Kapazität eines Sektors aus Transaktionsaufträgen besteht, betrachtet das Netzwerk den Rest als „zugesagte Kapazität“. Ebenso werden Sektoren ohne Transaktionsaufträge als Sektoren mit festgeschriebener Kapazität bezeichnet; Miner weisen dem Netzwerk lediglich die Kapazität nach, die sie für die Speicherung bereitstellen, und werden dafür belohnt, und das Protokoll ermutigt Miner, den Speicherbedarf der Benutzer zu ermitteln. Wenn Bergleute Speicherbedarf feststellen, können sie ihre zugesagten Kapazitätssektoren aufrüsten, um zusätzliche Einnahmen zu erzielen, ein Prozess, der derzeit das Umpacken und Generieren einer eindeutigen Identität für die gespeicherten Daten durch einen intensiven Rechenprozess umfasst. Zukünftige Upgrades versprechen eine Kapazität, die letztendlich ohne Umpacken erreicht wird.
Die Festlegung von Kapazitätssektoren kann den Anreiz für Bergleute erhöhen, Benutzerdaten zu speichern, löst das Problem jedoch nicht vollständig. Das Speichern echter Benutzerdateien erhöht die Betriebskosten von Storage Minern. In einigen Fällen (z. B. wenn der Miner glaubt, dass der Wert der Blockbelohnung den Wert des Transaktionsauftrags bei weitem übersteigt) kann sich der Miner dennoch dafür entscheiden, die Daten des Benutzers vollständig zu ignorieren und nur die zugesagte Kapazität zu speichern, um seinen Speicher durch Empfangen zu erhöhen Der Block belohnt so schnell wie möglich Rechenleistung. Dadurch wird Filecoin weniger effizient und die Fähigkeit der Benutzer, Daten im Netzwerk zu speichern, wird eingeschränkt. Filecoin löst dieses Problem durch die Einführung des Konzepts authentifizierter Benutzer. Authentifizierte Benutzer werden über ein verteiltes Netzwerk von Validatoren authentifiziert. Nach der Verifizierung können sie abhängig von der Größe ihres Datenvolumens eine vorgegebene Menge verifizierter Benutzertransaktionsdaten auf dem Speichermarkt veröffentlichen. Sektoren, die Transaktionen mit verifizierten Benutzern durchführen, erhalten mehr Speicherrechenleistung und damit mehr Blockbelohnungen als Sektoren, die Transaktionen mit nicht verifizierten Benutzern durchführen. Dies bietet Storage-Minern einen zusätzlichen Anreiz, Benutzerdaten zu speichern.
Es ist nicht schwer, sich verifizieren zu lassen, es ist sehr einfach für jeden, der echte Daten auf Filecoin gespeichert hat. Validatoren können die Menge der verifizierten Benutzerdaten frei (aber verantwortungsbewusst und transparent) zuweisen, was ihnen den Beitritt erleichtert, aber der Gesamteffekt sollte darin bestehen, den Anteil der in Filecoin gespeicherten nützlichen Daten erheblich zu erhöhen. Verifizierte Benutzertransaktionen werden in Abschnitt 4 ausführlicher beschrieben.
Im frühen Netzwerkdesign konnten nur Transaktionsaufträge die Chancen der Miner auf Blockbelohnungen erhöhen. Dies führt dazu, dass Miner gleichzeitig als Speicherplatzanbieter und Benutzer fungieren, um das Netzwerk anzugreifen und zu nutzen, um böswillige falsche Selbsttransaktionen zu erstellen. 2) Um dieses Ziel zu erreichen, ist ein präzises und öffentlich überprüfbares Schema erforderlich, um zu beweisen, dass der Verpflichtungsraum korrekt durch replizierte Daten ersetzt wird. Dieser Mechanismus erfordert vor der Implementierung eine weitere Spezifikation, um die Netzwerksicherheit und die Anreizstruktur sicherzustellen.
 Abbildung 2: Transaktionsarten und ihre Auswirkungen auf die Sektorqualität Es ist erwähnenswert, dass sich die Sektorqualität während des Lebenszyklus des Sektors nicht ändert. Die Branchenqualität ist der gewichtete Durchschnitt verschiedener Aufträge und deren Qualitätsmultiplikatoren in der Branche entsprechend ihrem zeitlichen und räumlichen Verhältnis.
Abhängig vom Sektorinhalt haben nicht alle Sektoren den gleichen Nutzen für das Netzwerk. Das Konzept der Sektorqualität unterscheidet verschiedene Sektoren dadurch, dass es darauf hinweist, dass sie wertvolle Daten enthalten. Diese Unterscheidung wird verwendet, um größere Subventionen höherwertigen Sektoren zuzuweisen. Um den Beitrag von Sektoren zur Konsensfähigkeit des Netzwerks zu quantifizieren, werden im Folgenden einige relevante Parameter beschrieben.
- Sektorraum und -zeit: bestimmt durch die Sektorgröße multipliziert mit dem Sektorbindungszeitraum (in Byte-Epochen-Einheiten).
- Gewichtung der Transaktionsreihenfolge: Diese Gewichtung wandelt die von der Transaktionsreihenfolge belegte Zeit und den Platz in Konsens-Rechenleistung um. Das Gewicht der Transaktionsaufträge verifizierter Benutzer in einem Sektor wird als Gewicht verifizierter Transaktionsaufträge bezeichnet und ist größer als das Gewicht normaler Transaktionsaufträge. Weitere Einzelheiten finden Sie in Abschnitt 6.
- Qualitätsmultiplikator der Transaktionsreihenfolge: Verschiedene Transaktionsreihenfolgekategorien (zugesagte Kapazität, normale Transaktionen und verifizierte Benutzertransaktionen) haben unterschiedliche Qualitätsmultiplikatoren, um Belohnungen zu differenzieren.
- Sektorqualitätsmultiplikator: Die Sektorqualität wird zugewiesen, wenn ein Sektor aktiviert wird (der Zeitraum, in dem Miner beginnen zu beweisen, dass sie Dateien speichern). Der Sektorqualitätsmultiplikator wird als Durchschnitt des Transaktionsqualitätsmultiplikators (zugesagte Kapazität, normale Transaktionen und verifizierte Benutzertransaktionen) berechnet und wie folgt mit der Zeit und dem Platz gewichtet, die jeder Transaktionstyp im Sektor einnimmt:- Rechenleistung in Rohbytes: Die Rohbytes eines Sektors, seine Sektorgröße.
- Gewichtete Byte-Rechenleistung: Rohbyte-Rechenleistung * Sektorqualitätsmultiplikator. Dies ist auch die Konsens-Rechenleistung.
Die Multiplikatoren für zugesagte Kapazität und gewöhnliche Handelsaufträge im aktuellen Protokoll machen den Eigenhandel irrational. In Zukunft könnten aufgrund der Entstehung anderer Möglichkeiten zur Verhinderung eigennütziger Angriffe andere Werte angenommen werden.
Der größere Qualitätsmultiplikator und der einfache Verifizierungsprozess für „verifizierte Benutzertransaktionen“ können tatsächlich die Dezentralisierung der Rechenleistung der Miner fördern. Im Gegensatz zu anderen Proof-of-Work-Protokollen wie Bitcoin wird die zentralisierte Kontrolle des Netzwerks nicht allein durch die Ressourcen bestimmt, die neue Teilnehmer einbringen. Bei Filecoin erfordert die Anhäufung von Kontrolle entweder eine größere Menge an Ressourcen oder eine große Anzahl verifizierter Benutzer und Miner, die nach und nach die Kontrolle über das Netzwerk zentralisiert haben, um Transaktionen durchzuführen und so ihren Einfluss zu erhöhen. Der authentifizierte Benutzermechanismus fügt einem rein ressourcengesteuerten Netzwerk eine Schicht sozialen Vertrauens hinzu. Solange der Prozess fair und transparent ist, die Bereitschaft besteht, Verantwortung zu übernehmen und begrenztes Vertrauen besteht, kann Missbrauch eingedämmt und minimiert werden. Große Qualitätsmultiplikatoren können den Benutzern einen Anstoß für Speicheranbieter geben, eine Leistung aufzubauen, die für das gesamte Netzwerk nützlich ist, und einen Hebel bieten, um den langfristigen Wert des Netzwerks zu steigern. Der Verifizierungsprozess und die Verteilung des Datenvolumens werden sich im Laufe der Zeit weiterentwickeln, da die Community diesen Prozess weiter lernt und verbessert. Abbildung 6 zeigt Branchen mit unterschiedlichen Inhalten und ihren jeweiligen Branchenqualitäten.
2-Sektor-Verpackung
Die Kapselung eines Sektors durch Proof of Replication (PoRep) ist ein rechenintensiver Prozess, der einen eindeutigen Identifikationscode für den Sektor generiert. Sobald die Daten gekapselt sind, wird der Storage Miner: den Beweis generieren; SNARK ausführen, um den Beweis zu komprimieren, und schließlich das komprimierte Ergebnis als Beweis für die Speicherverpflichtung übermitteln; Basierend auf den Sicherheitsparametern des PoRep-Algorithmus und -Protokolls werden die Kosten- und Leistungsmerkmale unterschiedlich sein, sodass Kompromisse hinsichtlich der Verpackungskosten, der Sicherheit, des in der Kette belegten Platzes, der Abrufverzögerung usw. eingegangen werden müssen. Allerdings können Sektoren mit handelsüblicher Hardware verpackt werden, und es ist zu erwarten, dass die Verpackungskosten im Laufe der Zeit sinken. Das Filecoin-Protokoll wird mit Stacked Depth Robust (SDR) PoRep gestartet, wobei ein Upgrade auf Narrow Stacked Expander (NSE) PoRep geplant ist, um die Kosten und die Abruflatenz zu verbessern. Abbildung 3 veranschaulicht die Kompromisse und Eigenschaften dieser beiden PoRep-Algorithmen sowie zukünftige Forschungsrichtungen.Abbildung 3: Darstellung der Kosten- und Leistungsmerkmale verschiedener Replikationsnachweise im Vergleich des Replikationsnachweises Stacked Depth Robust (SDR) mit dem Replikationsnachweis Narrow Stacked Expander (NSE).
3 Sektorlebenszyklus
Sobald ein Sektor generiert und Transaktionsaufträge an die Filecoin-Blockchain übermittelt wurden, beginnen Storage Miner mit der Erstellung von Proofs of Time and Space (PoSt) für den Sektor, um die Chance auf Blockbelohnungen und Speichergebühren zu gewinnen. Durch die Festlegung von Parametern müssen Bergleute die Stabilität des Sektors innerhalb der Gültigkeitsdauer des ursprünglichen Vertrags sicherstellen, um mehr Einkommen zu generieren und zu erzielen. Um die Netzwerkleistung zu verbessern, werden jedoch einige Einschränkungen für den Lebenszyklus von Sektoren festgelegt. Wenn kurzlebige Sektoren dem Netzwerk beitreten, kann es zu Kapazitätsengpässen im Netzwerk kommen. Dies liegt daran, dass die Bandbreite der Kette durch neue Sektoren belegt wird, die einfach die Kapazität der gerade abgelaufenen Sektoren ersetzen. Daher wird die minimale Sektorlebensdauer auf 6 Monate festgelegt, um die Bandbreite der Kette effizienter zu nutzen. Bergleute haben auch Anreize, Sektoren mit längerer Lebensdauer zu verpflichten. Die maximale Lebensdauer des Sektors wird durch die Sicherheit der aktuellen Beweisstruktur begrenzt. Für einen bestimmten Satz von Beweisen und Parametern wird erwartet, dass die Sicherheit des Proof of Replication (PoRep) von Filecoin mit zunehmender Sektorlebensdauer abnimmt. Das Netzwerk plant, die Algorithmen regelmäßig zu aktualisieren, um die Lebensdauer und Effizienz des Netzwerks zu verbessern. Zukünftige Verbesserungen des Netzwerks werden einen Sicherheitsnachweis für unbegrenzte Sektorlebensdauern umfassen, die erste Iteration des Protokolls enthält diese Funktion jedoch noch nicht.
Die erste Iteration des Protokolls unterstützte 32-GiB- und 64-GiB-Sektoren. Der längste Sektorlebenszyklus wird durch den Proof-Algorithmus bestimmt. Vorläufig beträgt der längste Sektorlebenszyklus 18 Monate. Diese Parameter werden auch angepasst, wenn neue Nachweise oder neue Handelsfunktionen verfügbar sind.
Sektoren verfallen natürlicherweise am Ende ihres Lebenszyklus. Darüber hinaus können Miner auch die Laufzeit ihrer Sektoren verlängern. Erst wenn die Bergleute ihre Verpflichtungen erfüllt haben, können sie Blockbelohnungen erhalten und ihre ursprünglichen Zusagen zurückerhalten.
Betriebsrisiken und Ausfälle sind im Speichergeschäft häufig. Es ist jedoch wichtig, Speicheranbietern Anreize zu geben, Fehler proaktiv an die Kette zu melden und ihr Bestes zu geben, Fehler zu beheben, um den Speicher der Netzwerkbenutzer aufrechtzuerhalten. Ohne diesen Anreiz wäre es unmöglich, den tatsächlichen Hardwareausfall eines Miners von böswilligem Verhalten zu unterscheiden, was auch dem Grundsatz der fairen Behandlung von Minern entspricht. Die Höhe der Ausfallgebühr hängt von der Schwere des Ausfalls und den Einnahmen ab, die die Bergleute aus dem Sektor erhalten, um die Kompatibilität mit dem Anreizmechanismus sicherzustellen. Die drei Arten von Gebühren für Sektorspeicherausfälle sind:
- Sektorausfallgebühr: Diese Gebühr wird pro Sektor und Tag gezahlt, wenn sich ein Sektor in einem ausgefallenen Zustand befindet. Die Höhe der Gebühr liegt geringfügig über den erwarteten Einnahmen der Branche. Bleibt ein Sektor länger als zwei aufeinanderfolgende Wochen fehlerhaft, zahlt der Sektor eine Kündigungsgebühr und wird aus der Kette entfernt. Für fehlerhafte Sektoren beträgt der Anfangswert dieser Gebühr 2,14 Tage Blockbelohnungen. Wenn die Zuverlässigkeit von Storage Minern über einen angemessenen Schwellenwert steigt, werden die mit diesen Gebühren verbundenen Risiken schnell abnehmen.
- Sektorfehler-Erkennungsgebühr: Wenn der Miner den Fehler nicht wahrheitsgetreu meldet, aber ein nicht gemeldeter Fehler in der Kette entdeckt wird, ist dies eine einmalige Gebühr, die bei Auftreten des Fehlers gezahlt wird. Unter Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeit von PoSt-Schecks entspricht die Gebühr der 5-Tage-Blockprämie, die ein bestimmter Sektor erhalten kann.
- Sektorbeendigungsgebühr: Beenden Sie einen Sektor, bevor er abläuft, entweder durch automatische Fehlererkennung oder eine Entscheidung des Miners. Die erhobene Kündigungsgebühr entspricht im Prinzip den Einnahmen, die der Sektor bisher erzielt hat, es gibt jedoch eine Obergrenze, um Sektoren zu ermutigen, sich länger zu engagieren. Bei der aktiven Kündigung beschließen die Miner, in Verzug zu geraten und den Bergbau einzustellen, eine Kündigungsgebühr zu zahlen und das Unternehmen zu verlassen. Wenn sich ein Sektor bei einer Fehlerbeendigung zu lange (14 Tage) in einem Fehlerzustand befindet, beendet die Kette die Transaktion, erstattet dem Benutzer die verbleibende Auftragsgebühr und bestraft die Bergleute für die Zahlung dieser Gebühr. Derzeit ist die Kündigungsgebühr jedes Sektors auf die 90-Tage-Blockprämie begrenzt, die dieser Sektor erhält. Bergleute sind für die Einhaltung lokaler Vorschriften verantwortlich und müssen möglicherweise manchmal Kündigungsgebühren akzeptieren, um den gesetzlichen Vorschriften zu entsprechen.
Viele der oben genannten Konzepte und Parameter nutzen das Konzept des „Gewinns eines Sektors pro Tag“, um die Anreize für die Teilnehmer zu verstehen und anzupassen. Dieses Konzept wird in der Kette verfolgt und abgeleitet.
Die Abbildung zeigt einen vereinfachten Prozess des Sektorlebenszyklus.Abbildung 4: Darstellung des Lebenszyklus eines Sektors, einschließlich der Verpackung des Sektors mit Transaktionen, des Replikationsnachweises (PoRep) als Teil der Initialisierung des Sektors, der Generierung von Raum- und Zeitnachweisen (PoSts) zum Nachweis der dauerhaften Speicherung und zwei mögliche Endzustände.
4 Bergmannsversprechen
Die meisten zugriffsfreien Blockchain-Netzwerke benötigen Ressourcen, um am Konsens teilzunehmen. Je mehr Rechenleistung eine Person im Netzwerk hat, desto größer ist der Anteil an den Gesamtressourcen, den sie in Form von physischen Ressourcen und/oder eingesetzten Token besitzen muss. Dadurch wird sichergestellt, dass immer eine Kapitalinvestition in den Mining-Prozess erfolgt. Bitcoin und andere Blockchains, die Proof-of-Work verwenden, neigen dazu, ASICs auszuwählen, die schwer weiterzuverkaufen sind, wodurch sichergestellt wird, dass Kapitalinvestitionen spezifisch für das Netzwerk sind und sich nach einem Angriff nur schwer wieder amortisieren lassen. Der Proof-of-Stake-Mechanismus verwendet eine große Anzahl von Token, die verpfändet werden, um die gleiche Funktion zu erfüllen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein Angreifer, der eine große Anzahl von Token kauft, den Token-Vorrat verbraucht, wodurch der Preis in die Höhe getrieben wird, was den Angriff erheblich erschwert teuer.
Auch Filecoin muss durch die Bereitstellung von Ressourcen an Sicherheit gewinnen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Filecoin so konzipiert ist, dass es mit handelsüblicher Hardware-Ausrüstung mit geringen amortisierten Kosten und einfacher Wiederverwendung abgebaut werden kann, was bedeutet, dass wir uns nicht ausschließlich auf Hardware verlassen können, um die Kapitalinvestition des Angreifers zu erhöhen, wie beim Proof of Stake Gemäß der Vereinbarung verwendet Filecoin auch anfängliche Token-Zusagen, die proportional zur zugesagten Speicherhardwareausrüstung sind. Dies wirkt sich gegenseitig aus: Ein Angriff auf das Netzwerk erfordert sowohl die Anschaffung und den Betrieb von Hardware als auch den Erwerb großer Mengen an Token.
Um die Belastung der Miner auf ein Minimum zu reduzieren und die vielfältigen Anforderungen an das Abstecken zu erfüllen, verfügt Filecoin über drei verschiedene Absteckmechanismen: anfängliches Abstecken, Blockbelohnung als Pfand und Pfand des Speichertransaktionsanbieters. Die erste besteht darin, dass Miner als erste Verpflichtung Filecoin für jeden Sektor bereitstellen müssen. Der zweite Mechanismus besteht darin, die anfänglichen Token-Einsatzanforderungen durch Blockbelohnungseinsätze zu reduzieren. Der dritte Typ besteht darin, einen Anreizmechanismus zwischen Bergleuten und Nutzern einzurichten, um Bergleute auf dem Markt hervorzuheben. Der Rest dieses Abschnitts beschreibt jeden Mechanismus im Detail.
4.1 Erstpfand
Filecoin-Miner müssen Ressourcen investieren, um an der wirtschaftlichen Entwicklung teilzunehmen; das Protokoll kann das Eigenkapital der Miner im Netzwerk nutzen, um rationales Verhalten zu gewährleisten, das dem Netzwerk zugute kommt – indem es die Wertschöpfung belohnt und böswilliges Verhalten bestraft. Die Höhe der Zusage soll einen vollständigen Anreiz für den Abschluss des Engagement-Lebenszyklus des Sektors bieten und eine ausreichende Garantie für Konsenssicherheit bieten.
Daher besteht die anfängliche Zusage aus zwei Teilen: der Speicherzusage und der Konsenszusage. Das Abstecken von Speicher garantiert den Benutzern die Servicequalität des Netzwerks und bietet Startgarantien für Sektoren im Falle von Strafen. Der Speicheranteil muss klein genug sein, um den Minern den Beitritt zum Netzwerk zu ermöglichen, aber dennoch groß genug, damit der Anteil frühzeitige Ausfälle, Bußgelder und Gebühren verkraften kann. Durch das Sperren von Blockbelohnungen und die Verwendung freigeschalteter Belohnungen als zusätzliche Sicherheit kann die anfängliche Speicherzusage reduziert werden, ohne dass die Konsistenz der Netzwerkanreize zerstört wird. Dieser Teil wird in den folgenden Unterabschnitten ausführlich besprochen. Der Ausgleich wird derzeit durch die Verwendung eines anfänglichen Speichereinsatzes erreicht, der ungefähr ausreicht, um 7 Tage Sektorausfallgebühren und 1 Sektorausfallerkennungsgebühr abzudecken. Dies wird normalerweise als die Anzahl der Tage berechnet, an denen in Zukunft für den Sektor erwartete Einnahmen erzielt werden.
Wenn die Zusage jedes Sektors jedoch nur von der zukünftigen Blockbelohnung dieses Sektors abhängt, hat die Gesamtmenge der Netzwerkspeicherzusage nichts mit der Gesamtmenge des Netzwerkspeichers zu tun. Das Ergebnis ist, dass der Gesamtbetrag des Netzwerkeinsatzes nur von den zukünftigen Blockbelohnungen des Netzwerks abhängt. Obwohl das Speicherversprechen eine klare Möglichkeit bietet, zu beurteilen, ob Sektoren hinzugefügt werden sollen, kann es daher keine langfristige ausreichende Sicherheitsgarantie für das Netzwerk bieten, da die Blockbelohnung sinkt und die Kosten für das Brechen des Konsenses sinken. Daher hängt die zweite Hälfte des anfänglichen Versprechens, das Konsensversprechen, von der gewichteten Byte-Rechenleistung (QAP) des Sektors und dem zirkulierenden Angebot des Netzwerks ab, was in Abschnitt 6 erläutert wird. Wenn das Netzwerk den Basiswert erreicht oder darüber steigt, besteht das Ziel darin, etwa 30 % des zirkulierenden Angebots des Netzwerks im anfänglichen Konsens-Staking zu binden. Um dieses Ziel zu erreichen, weisen Sie einem Sektor einfach einen kleinen Anteil des Einsatzes zu, basierend auf seinem Anteil an der gewichteten Byte-Rechenleistung des Sektors im Netzwerk. Da die Basislinie weiter wächst, sollte der anfängliche Einsatz pro QAP-Einheit im Laufe der Zeit sinken, genau wie andere Bergbaukosten im Laufe der Zeit sinken sollten.
4.2 Blockprämienversprechen
Benutzer benötigen zuverlässigen Speicher. In einigen Fällen kann es sein, dass Bergleute einer Speichertransaktion zustimmen und diese dann aufgrund erhöhter Kosten oder Änderungen anderer Marktfaktoren aufgeben. Wenn Miner Speicherdateien zu geringen Kosten frei aufgeben können und dadurch schwerwiegende Datenverluste und eine verminderte Servicequalität verursachen, werden Speicherbenutzer Filecoin aufgeben. Um die Anreizkompatibilität so weit wie möglich sicherzustellen, wird Filecoin Bergleute bestrafen, die ihre Verpflichtungsfristen nicht einhalten. Daher kann mehr Einsatz genutzt werden, um Anreize für korrektes Verhalten zu schaffen und die Qualität der Netzwerkdienste zu verbessern. Aber auch ein zu hoher Einsatz kann Miner davon abhalten, dem Netzwerk beizutreten. Die Wirtschaftsstruktur von Filecoin muss beide Bedürfnisse erfüllen.
Um den anfänglichen Einsatz zu reduzieren, den die Miner bereitstellen müssen, werden auch freigeschaltete Blockbelohnungen als Sicherheit verwendet. Dadurch kann das Protokoll einen kleineren, aber dennoch sinnvollen Anfangseinsatz festlegen. Wenn ein Sektor vor Ablauf endet, wird die von diesem Sektor verdiente Blockbelohnung bestraft. Aufgrund der Einschränkungen des Kettenstatus kann das Protokoll jedoch nicht jeden Sektor verfolgen, obwohl dies am fairsten und genauesten ist. Die Alternative besteht jedoch darin, dass die Kette pro Miner geschätzt wird. Die sublineare Blockbelohnung zum Freischalten bietet eine starke Garantie dafür, dass Miner immer motiviert sind, Transaktionen abzuschließen. Ein extremer Freigabeplan könnte die gesamte von einem Sektor verdiente Blockbelohnung sperren und die Token erst dann freigeben, wenn die Verpflichtungen des Sektors erfüllt sind.
Allerdings sollte das Protokoll den Minern Liquidität zur Verfügung stellen, um das Mining zu unterstützen, während die sofortige Freigabe aller Belohnungen auch Auswirkungen auf die Versorgung mit Netzwerk-Tokens haben wird. Darüber hinaus darf der Entsperrzeitraum nicht vom Lebenszyklus des Sektors abhängen, da Miner sonst keinen Anreiz haben, Sektoren mit längeren Lebenszyklen zu speichern. Daher besteht das Blockbelohnungs-Freischaltschema aus einer kurzfristigen Verzögerung und einer festen linearen Freigabeperiode, um die erforderliche sublineare Freigabe zu erreichen. In den anfänglichen Parametern wird empfohlen, die Entriegelungsverzögerungszeit auf 20 Tage und die lineare Freigabezeit auf 180 Tage nach der Verzögerungszeit festzulegen.
Im Allgemeinen wird die Strafgebühr zunächst von der frühesten freigeschalteten Sperrblockbelohnung abgezogen und dann dem Kontostand des Bergmanns hinzugefügt. Wenn der Kontostand eines Miners unter die Mindestanforderung fällt, wird die Fähigkeit des Miners, am Konsens teilzunehmen, Blockbelohnungen zu gewinnen und die Speicherrechenleistung zu erhöhen, eingeschränkt, bis der Miner den Kontostand wieder auflädt und die Mindestanforderung erfüllt. Insgesamt reduziert ein solcher Mechanismus die Vorabverpfändungsanforderungen und stellt eine ausreichend große wirtschaftliche Abschreckung für Ausfälle dar, ohne dass die Kontostände der Bergleute häufig belastet werden.
4.3 Transaktionsversprechen des Speicheranbieters
Die dritte Form der Verpfändung ist die Transaktionsverpfändung des Speicheranbieters. Das Protokoll erfordert eine Mindestverpfändung, um eine Mindestspeichergarantie zu gewährleisten. Wenn der Transaktionsauftrag vorzeitig beendet wird, wird dieser Teil der Verpfändung bestraft. Bergleute können jedoch höhere Transaktionszusagen anbieten, was einen höheren Grad an zuverlässigerem Service für potenzielle Benutzer bedeutet. Unter der Prämisse höherer Zusagen können Nutzer zusätzliche Transaktionszusagen über den Mindestwert hinaus positiv mit der Zuverlässigkeit der Datenspeicherung verknüpfen. Dieser im Sektor verpfändete Transaktionsauftrag wird nach erfolgreichem Abschluss an den Speicheranbieter zurückgegeben.
5 Datenredundanz
Um die Zuverlässigkeit des Speichernetzwerks zu verbessern, bietet das Filecoin-Protokoll Speicherbenutzern unbegrenzte Flexibilität, verschiedene Miner zum Speichern von Sicherungskopien von Dateien zu verwenden und zu überprüfen, ob tatsächlich eine eindeutige Kopie gespeichert wird. Im Gegensatz zu zentralisierten Cloud-Speicherdiensten, bei denen Benutzer Sicherungsdaten nicht ändern oder überprüfen können, können Benutzer mit Filecoin ihre Präferenzen hinsichtlich Zuverlässigkeit und Kosten einfach äußern.
Verifizierte Benutzer können bietende Miner auch bitten, mehrere Kopien ihrer Daten zu speichern. Das Netzwerk wird zusätzlich Speicheranbieter subventionieren, die eine zuverlässige Speicherung mehrerer Kopien relevanter Daten bereitstellen, und so wiederum Dinge und Aktivitäten unterstützen, die einen Mehrwert für das Netzwerk schaffen.
6 Schnellsuche
Da das aktuelle sichere PoRep eine langsame Codierung in beide Richtungen erfordert, kann das Filecoin-Netzwerk Miner dabei unterstützen, zusätzlich nicht gekapselte Klartextkopien von Daten zu speichern, um den schnellen Abruf von Benutzerdaten zu unterstützen. In Zukunft wird der PoRep-Abruf schneller und kostengünstiger sein. Allerdings werden frühe Netzwerke verifizierten Benutzern die Möglichkeit bieten, Miner aufzufordern, nicht gekapselte Kopien zu speichern. Der Anstieg der zusätzlichen Speicherkosten wird durch zusätzliche Blockprämiensubventionen für eine verbesserte Sektorqualität ausgeglichen. Ein Reputationssystem zur Überprüfung, ob Bergleute auf schnelle Abrufanfragen reagieren, ist in der Entwicklung.
7 Offline-Datenübertragung
Bei großen Datenmengen ist es schwierig (teuer und zeitaufwändig), diese Dateien zur sicheren Aufbewahrung über das Internet zu übertragen. Bei Datensätzen im PiB-Maßstab und größer ist die Übertragung der Daten über eine Festplatte die sinnvollste Lösung. Das Filecoin-Protokoll und seine Projekte verfügen über die Tools und Strukturen, um die Offline-Datenübertragung zu unterstützen.
Kosten und Zeit sind zwei wichtige Faktoren, wenn es um die Online- oder Offline-Datenübertragung geht.
Kosten: Bei der Datenübertragung über Internet-Datenströme summieren sich die Übertragungskosten schnell. Die Übertragung von Daten auf PiB-Ebene in heutigen Cloud-Diensten erfordert das Versenden von Daten über mehrere Regionen. Dabei fallen Netzwerk- und regionale Bandbreitengebühren sowie zusätzliche Gebühren an, wenn Sie sich für die Anmietung einer Standleitung entscheiden oder unvermeidliche Wiederholungsversuche durchführen. Eine grobe Berechnung zeigt, dass die Bandbreite, die für die Übertragung von nur 2,5 PiB an Daten erforderlich ist, etwa 140.000 US-Dollar kosten würde, und wenn Sie diese Daten über Regionen hinweg übertragen, werden die Kosten sogar noch höher sein. Zweitens bedenken Sie die Kosten für die Festplatte selbst – das physische Medium, das zum Speichern und Übertragen von Daten verwendet wird. Eine 8-TiB-Festplatte in Serverqualität kostet etwa 200 US-Dollar. Um beispielsweise 2,5 PiB an Daten zu übertragen, würden Sie etwa 315 Festplatten benötigen, was einem Gesamtwert von etwa 63.000 US-Dollar entspricht. Obwohl Sie möglicherweise zusätzliche Versandkosten, Einfuhrgebühren und Wechselkursunterschiede zahlen müssen, sind Ihre Kosten weitaus geringer als die Kosten für die Übertragung Ihrer Daten über den Internet-Datenstrom!
Zeit: Datenstreaming ist sehr zeitaufwändig. Die Übertragung von 500 TB Daten mit 100 Mbit/s würde mehr als ein Jahr dauern. Die Offline-Übertragung derselben Daten über eine Festplatte würde hingegen nur Download- und Versandzeit erfordern – möglicherweise innerhalb einer Woche.
Die Offline-Datenübertragungsfunktion von Filecoin ermöglicht es Benutzern mit sehr großen Datensätzen, den Datenübertragungsprozess offline abzuschließen (z. B. durch den Versand einer Festplatte von der Benutzerseite an einen Storage Miner) und Transaktionen wie erwartet in der Kette durchzuführen. Dies wird durch ein Flag erreicht, das den Benutzer anweist, keine Daten über das Netzwerk zu übertragen. Stattdessen übergeben Benutzer einen CID-Code (eine eindeutige Kennung, die diese Daten beschreibt), mit dem die Miner dann übereinstimmen müssen, um die Transaktion weiterzuleiten. Dies bietet Benutzerknoten die Flexibilität, Transaktionen einzurichten – zum Beispiel indem sie Minern die Daten übergeben, die sie zum Generieren von Segment-CIDs an einem bestimmten Ort auf ihrer Festplatte verwenden.