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1、pos機復(fù)制器

pos機復(fù)制器

摘要： 本文詮釋了各種復(fù)制證明方案（PoReps）的基礎(chǔ)，并對其實現(xiàn)能?和局限性進?了探究。復(fù)制證明可能會無條件重復(fù)地顯?數(shù)據(jù)的擁有權(quán)，但本質(zhì)上說，不能保證數(shù)據(jù)被冗余地存儲。另外，復(fù)制證明是內(nèi)容空間的證明，必須依賴于在線驗證程序運行時的理性時間/空間權(quán)衡或時間界限。

復(fù)制證明（PoRep）是?種交互式的證明系統(tǒng)。證明人（Prover，即存儲提供 商）為公開的可驗證的聲明辯護，宣稱提供了專有物理資源來存儲?個或多個可檢索的數(shù)據(jù)文件副本……

復(fù)制證明（Proof-of-Replication）允許存儲提供商來證明數(shù)據(jù)已經(jīng)被復(fù)制到單一的物理存儲器上。強制性單一物理拷貝可以檢查和確保提供商沒有將多余拷貝放到同一存儲器。

復(fù)制證明（PoRep）是?種交互式的證明系統(tǒng)。證明?（Prover，即存儲提供商）為公開的可驗證的聲明辯護，宣稱提供了專有物理資源來存儲?個或多個可檢索的數(shù)據(jù)?件副本。也可以理解成：復(fù)制證明既是空間的證明（PoS），也是可檢索性的證明（PoR）。本?詮釋了各種復(fù)制證明?案（PoReps）的基礎(chǔ)，并對其實現(xiàn)能?和局限性進?了探究。復(fù)制證明可能會 ?條件重復(fù)地顯?數(shù)據(jù)的擁有權(quán)，但本質(zhì)上說，不能保證數(shù)據(jù)被冗余地存儲。另外，復(fù)制證 明是內(nèi)容空間的證明，必須依賴于在線驗證程序運?時的理性時間/空間權(quán)衡或時間界限。我們?yōu)?復(fù)制證明引?了?個名為“ -理性復(fù)制”的理性安全概念。基于“ 納什均衡”的理論：即服務(wù)器通過以任何其他(非冗余)格式存儲數(shù)據(jù)不會獲得任何顯著優(yōu)勢。需要用定義 來形式化的分析了兩個分別基于可驗證延遲函數(shù)和深度魯棒圖的復(fù)制證明構(gòu)造?案。深?討論了復(fù)制證明的?個值得注意的應(yīng)?——?真實數(shù)據(jù)的復(fù)制證明代替?作量證明運 ?于中本聰（Nakamoto）共識機制，可以同時刺激和補貼?件存儲的成本。

復(fù)制證明（PoRep）建?在可檢索性證明（PoR）和空間證明（PoS） 兩個可驗概 念基礎(chǔ)上。可檢索性證明中，證明?演?了其檢索?件的能?；在 空間證明中，證明?演?其使?了最?數(shù)量的存儲空間來存儲信息?？臻g證明都 要求證明?使?此空間來存儲僅與空間證明協(xié)議相關(guān)的信息。復(fù)制證明本質(zhì)上是在空 間證明中嵌?可檢索性證明：它讓存儲提供商證明其正在使?最?數(shù)量的存儲空間，同時 允許其實際使?此存儲空間來存儲有?的信息。復(fù)制證明的另?個關(guān)鍵屬性是，協(xié)議成功 所需的存儲成本僅僅取決于數(shù)據(jù)輸?的??，與數(shù)據(jù)輸?的其他性質(zhì)?關(guān)。特別是，協(xié)議 成功所需的存儲成本不應(yīng)取決于該數(shù)據(jù)是由私有預(yù)處理（例如由客戶端加密）還是由服務(wù) 器本??成。另?種特殊情況是，協(xié)議的輸?是同??件的 n個冗余副本，其存儲成 本應(yīng)該與在 n個不同的數(shù)據(jù)?件上運?協(xié)議的成本相同。直覺上，將導(dǎo)致以下屬性：即 使復(fù)制證明的證明?可以在沒有冗余存儲數(shù)據(jù)的情況下通過協(xié)議驗證（例如，通過刪除 n個副本），這樣做也沒有什么好處。換句話說，對于這個場景中復(fù)制證明的存儲提供商來 說，誠實地存儲數(shù)據(jù)的n 個副本是理性?為。

我們做?個?法達到上述?標的假想實驗，實驗將可檢索性證明協(xié)議和空間證明協(xié)議 簡單組合。協(xié)議要求證明?總共使?2n個空間。證明?空間中的? 半來產(chǎn)?空間證明（即運??個標準的空間證明協(xié)議，需要?隨機數(shù)據(jù)填充此空間)，使用另外?半來實際存儲大小為 的有用數(shù)據(jù)?件，并生成?件的可檢索性證明。實驗僅使用存儲就同時滿足可檢索性證明和空間證明：證明?使用最少數(shù)量 Ωn量級的存儲并且檢索感興趣的數(shù)據(jù)。然而，沒有達到“獨立成本”的標準。更明確的說， 是證明?在有用數(shù)據(jù)上運行該協(xié)議的成本（需要2n空間來存儲有用的數(shù)據(jù)和隨機數(shù)據(jù)）比只是空間證明存儲了一些?用的隨機數(shù)據(jù)并且提供這些隨機數(shù)據(jù)的可檢索證明的成本要 昂貴（只需要 n空間）。此外，如果驗證者被要求存儲同?文件D的k個冗余副本，使用 此假想實驗的簡單協(xié)議來證明：（a）使用至kn 空間來存儲這些副本，（b）能夠檢索D。 按照協(xié)議規(guī)定需要2kn空間：kn 空間用于存儲文件D的k 份副本，以及kn空間用于存儲空間證明所需要的隨機數(shù)據(jù)。但是最理性的方案只需要存儲隨機數(shù)據(jù)和?份文件D的副本。這樣的話總共需要（k+1) 空間就可以讓證明?通過協(xié)議驗證。

盡管可檢索性證明可以在私有審核?的設(shè)置中提供數(shù)據(jù)重復(fù)的證明，在此過 程中客戶端將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器之前先對手中的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。它們的安全性依賴于非合謀客戶端私下對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。對于數(shù)據(jù)重復(fù)的證明來說，復(fù)制證明比標準可檢索性證明的?個優(yōu)點是，多個客戶機向單個數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)，不需要信任任何? 個客戶機來預(yù)處理數(shù)據(jù)。復(fù)制證明還可用于提供公開數(shù)據(jù)的存儲證明。例如，在大規(guī)模分布式和開放的狀態(tài)復(fù)制系統(tǒng)（例如比特幣）中的?致服務(wù)器可以提供?個復(fù)制證明，用于存儲狀態(tài)機轉(zhuǎn)錄本的完整歷史（例如，比特幣這樣的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，被稱為存儲“鏈” 的“完整節(jié)點”）。與可檢索性證明不同的是，復(fù)制證明可以用于提供這種證明，而不需要 所有審核?向服務(wù)器發(fā)送他們自己預(yù)先處理過的公共副本（這將導(dǎo)致不實用的通信）。

復(fù)制證明為數(shù)據(jù)復(fù)制提供了?個可公開驗證的證據(jù)，確保數(shù)據(jù)復(fù)制過程?對那些遵守“c- 理性”誠實戰(zhàn)略的對手是安全的。在博弈論中，“c -均衡”的概念是納什均衡的實現(xiàn)。均衡狀態(tài)下沒有任何?個玩家能通過單方面改變他的策略而取得超過原先收益ε的收益。方案的概念適用于?個惡意而懶惰的對手，或者是與現(xiàn)狀偏差（status-quo-bias）假設(shè)相結(jié)合：你在沙發(fā)上，電視遙控器在房間的另?邊，你只能看同樣的頻道。加密協(xié)議 中，這是?個不可思議的脆弱的安全性屬性。但是非常簡單的原因，?少用于加密分析的標準計算模型中，它實際上是復(fù)制證明能夠?qū)崿F(xiàn)的最好的安全性。簡而言之，任何存儲 k個文件獨立副本的證明?都可以有意地將這些副本關(guān)聯(lián)起來，以使其仍然能夠高效地以原始格式檢索每個副本。例如：證明?可以加密這些副本并存儲密鑰。

復(fù)制證明的主要用途很可能不是證明這種微弱地鼓勵復(fù)制的存儲系統(tǒng)。復(fù)制證明所具有的特性使其獨特地適用于中本聰共識機制(也被稱為區(qū)塊鏈共識)。復(fù)制證明作為? 個有用的空間證明，可以代替比特幣的?作量證明，以抵抗?巫攻擊。中本聰共識機制及其變體是?種特殊類型的狀態(tài)機復(fù)制過程。由協(xié)商?致的參與者組成的、未受允許的、異步的、分布式的?絡(luò)管理，附加特性是狀態(tài)機本身對可交換的價值通證（token）進行編碼。共識機制的?個確定特征是，它們能夠在狀態(tài)機中創(chuàng)建新的通證，以獎勵和激勵共識的參與者(稱為礦?)，并認為這些通證代表真實世界的資產(chǎn)。

引?ε-理性復(fù)制的?途顯而易見了：它表明將數(shù)據(jù)復(fù)制策略從弱均衡策略推到強均衡策略所需的成本為ε 。它代表了在忽略其他市場變量的經(jīng)濟模型中，客戶必須?付的ε成本。此成本用以說服礦?將真實數(shù)據(jù)而不是隨機生成的無用數(shù)據(jù)編碼于復(fù)制證明中，因而體現(xiàn)了系統(tǒng)（例如Filecoin）補貼存儲成本的程度。當前，復(fù)制證明正處于經(jīng)濟學和密碼學令?激動的交叉路口。

（作者：IPFS原力區(qū)，內(nèi)容來自鏈得得內(nèi)容開放平臺“得得號”；本文僅代表作者觀點，不代表鏈得得官方立場）

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