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pos機維修原理圖
想要了解Filecoin出塊原理，首先要熟悉其共識機制（區(qū)塊鏈的核心），F(xiàn)ilecoin常被提及的兩個證明機制是復制證明和時空證明，不過它所包含的證明機制并不只有兩個，我們首先來看看主要包括哪些。
Filecoin建立在空間證明制（Proof of Space）的改進之上。這與股權證明制（Proof of Stake）有關，因為股權不是僅作為持有的通證，而是以證明存儲的形式確定礦工開采區(qū)塊的可能性。通俗來說，PoS代表有效存儲空間，即存儲能力。
預期共識（Expected Consensus）是Filecoin區(qū)塊鏈的主要出塊共識，是一種概率拜占庭容錯共識機制，它的目標是使得礦工出塊的權益，與自己對存儲的貢獻成正比。也就是說，礦機（礦池）被使用的有效存儲空間，在整個網(wǎng)絡中的總使用空間中所占比例，就是此礦機（礦池）能夠出塊的概率。
其他主要證明方式還包括：
復制證明 Proof-of-Replication，PoRep
PoRep是PoS的進階版，可以證明礦工已將數(shù)據(jù)（data）存儲，并保證每份數(shù)據(jù)存儲的獨立性，同時防止女巫攻擊、外源攻擊和生成攻擊。復制證明避免讓礦工可以透過不同方法讓自身存儲數(shù)據(jù)小于承諾存儲數(shù)據(jù)，以獲得額外報酬。
時空證明 Proof-of-Spacetime，PoSt
礦工證明自己花費了Spacetime資源，即一定時間內的存儲空間的使用，PoSt是基于復制證明實現(xiàn)的。即使驗證者不在線，也能夠在未來去驗證礦工在該段時間內生成了證明鏈，有效防止臨時生成數(shù)據(jù)攻擊。
數(shù)據(jù)持有性證明Provable-Data-Possession，PDP
礦工完成了用戶存儲數(shù)據(jù)的訂單后，為了證明數(shù)據(jù)已經被自己存儲，用戶可以多次驗證礦工是否將其數(shù)據(jù)保持存儲的狀態(tài)。
可檢索證明 Proof-of-Retrievability，PoRet
與PDP類似，證明礦工存儲的數(shù)據(jù)是可以用來查詢的。
總結：在預期共識中，礦工贏得選舉的可能性跟礦工當前的存儲能力成正比，而存儲能力則由復制證明和時空證明來衡量。
再用一張圖來詳解這幾個證明機制之間的關系。
對Filecoin共識機制有了大體了解之后，我們循序漸進，來看看Filecoin的出塊流程，包含3個階段：
階段一 密封
礦工會先獲取存儲訂單，把數(shù)據(jù)切成256KB的小塊，用特定算法(Stacked DRG)進行密封生成副本。
這個過程最耗時, 數(shù)據(jù)越多, 時間越長。初期, 大家硬盤都是空的, 就比誰存儲速度更快, 即"密封速度", 這會涉及軟件算法的優(yōu)化、CPU、內存、以及硬盤的讀寫能力。這個過程會讓硬盤幾周內就被寫滿。
階段二 復制證明
接下來就是生成"復制證明zksnark"的過程,用特定算法對存儲數(shù)據(jù)生成一個"零知識證明", 以驗證密封的數(shù)據(jù)來源于客戶的源數(shù)據(jù), 需要在指定時間內(30秒)完成, 并廣播到全網(wǎng)，讓別人確認該出塊的有效, 然后上鏈。
這個過程要用到GPU加速, 如果30秒內完不成, 將得不到塊獎勵。
階段三 Sector（扇區(qū)）證明
礦工會將客戶提供的數(shù)據(jù)存放于網(wǎng)絡中，這個區(qū)域稱為扇區(qū)Sector。每個扇區(qū)會包含存儲文件內容及承諾存儲時長，確?？蛻粼诩s定存儲時長中，可以自由運用自身存儲的數(shù)據(jù)。礦工添加一個扇區(qū)至 Filecoin 網(wǎng)絡時，需要質押一筆鎖定幣（自身持有的 FIL 通證以及部分區(qū)塊獎勵）。
鏈上的miner智能合約會驗證提交的證明是否正確，這可以達到毫秒級處理速度。
以上是完整Filecoin出塊流程基本介紹，礦工在贏得區(qū)塊獎勵后，仍然需要持續(xù)證明存儲的數(shù)據(jù)沒有丟失，因此就到了最后一環(huán)時空證明。
時空證明：礦工必須每1小時左右，提交一次復制證明，證明數(shù)據(jù)還在。鏈上也會在每個出塊時間隨機發(fā)出挑戰(zhàn)challenge，來驗證數(shù)據(jù)是否存在。如果失敗，則被扣除抵押幣。
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