Filecoin Spec 翻译 —— 【1】概述（下）

原文链接：filecoin-project.github.io/specs/#intr…

本文由星际联盟Boni Liu翻译，转载请注明出处。

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。