Este é o segundo post da série destacando recursos exclusivos do protocolo Filecoin. Acompanhe o primeiro post, que explora a transferência de dados offline.
O mercado Filecoin funciona de forma eficaz devido à confiança que os clientes podem ter de que os mineradores de armazenamento da rede estão armazenando adequadamente seus dados. Essa confiança vem do proof system (sistema de prova) exclusivo da Filecoin que visa garantir que o armazenamento na rede funcione conforme o contratado.
Com a Filecoin, o armazenamento dos mineradores é auditado publicamente. Em outras palavras, nossas provas de armazenamento dão a cada usuário da rede Filecoin a garantia de que todos os mineradores estão armazenando dados exatamente como prometido. A verificação do armazenamento é a cola que mantém o mercado Filecoin unido e que garante a integridade de todos os dados armazenados na rede.
Para que essas verificações de integridade de dados forneçam aos usuários de armazenamento a garantia que desejam, as verificações devem fazer parte dos protocolos mais básicos da Filecoin. É aí que entra o proof system da Filecoin (escrevemos outro post sobre o proof da Filecoin aqui).
Um proof system é um protocolo criptográfico que os participantes – geralmente mineradores – usam para validar os serviços de armazenamento. O sistema de prova da Filecoin resolve um problema anteriormente intratável para armazenamento descentralizado: como os mineradores podem provar que estão realmente armazenando os dados no espaço de tempo que dizem que estão, e que estão dedicando um espaço físico único para tal? Para entender isso, precisamos dar uma olhada em como a Filecoin implementa o armazenamento descentralizado e o que torna seu proof system único.
Como a Filecoin implementa o armazenamento descentralizado
Em um serviço de armazenamento centralizado, depositamos a nossa confiança em empresas ou entidades de renome que garantem a integridade e segurança dos seus sistemas. Essa entidade terceirizada é fundamental para manter a confiança na rede. Por exemplo, quando usamos o Amazon S3 para armazenamento em nuvem, não estamos realmente confiando na rede de servidores de dados que a Amazon emprega. Em vez disso, confiamos na Amazon para garantir que a rede funcione conforme prometido – que os dados que armazenamos com a Amazon estarão seguros e disponíveis de acordo com os acordos de nível de serviço da empresa.
A confiança em uma rede de armazenamento descentralizada é mais difícil de alcançar. Na rede Filecoin, qualquer pessoa no mundo pode oferecer espaço de armazenamento. Mas para manter a confiança em uma rede descentralizada como a Filecoin, você precisa de uma maneira de estabelecer confiança na própria rede global em si.
O proof system da Filecoin faz exatamente isso criando confiança na camada de protocolo da blockchain Filecoin. O protocolo Filecoin utiliza provas de armazenamento como um mecanismo central para obter consenso na blockchain da Filecoin.
Em cada blockchain pública, “consenso” define o acordo sobre entradas de dados que vivem na blockchain . Para alcançar esse consenso, as blockchain contam com algoritmos de consenso para gerar novos blocos e proteger a blockchain de entradas de dados fraudulentas. Esses algoritmos estabelecem precisamente como os mineradores contribuem para construir e manter o blockchain .
Mas enquanto outras blockchain dependem de algoritmos de consenso que exigem que os mineradores executem um trabalho desnecessário (por exemplo, blockchain de Proof-of-Work), os mecanismos de consenso da Filecoin alistam os mineradores no trabalho útil de fornecerem e verificarem a integridade dos dados armazenados (várias provas de armazenamento, ou seja, Proof-of-Replication and Proof-of-Spacetime).
Isso significa que a própria blockchain da Filecoin verifica os atos de armazenamento realizados pelos mineradores. É assim que a Filecoin cria confiança na camada de protocolo de sua rede descentralizada. Em sua essência, o algoritmo de consenso da Filecoin é alimentado por dois mecanismos de prova que, juntos, tornam o armazenamento de dados publicamente verificável na blockchain da Filecoin: Proof-of-Replication and Proof-of-Spacetime.
O Proof-of-Replication e Proof-of-Spacetime.
Para verificar o armazenamento na rede descentralizada da Filecoin, você precisa provar duas coisas. Primeiro, você precisa provar que o conjunto certo de dados está armazenado em um determinado espaço de armazenamento. Em segundo lugar, você precisa provar que o mesmo conjunto de dados foi armazenado continuamente durante um determinado período de tempo.
Os algoritmos de comprovação da Filecoin realizam essas tarefas de verificação. O Proof-of-Replication prova que um determinado minerador está armazenando uma cópia fisicamente exclusiva dos dados originais de um cliente, enquanto o Proof-of-Spacetime prova que os dados do cliente são armazenados continuamente ao longo do tempo. Veja como as duas provas funcionam.
O Proof-of-Replication (PoRep) começa com um processo chamado “selagem”. Um minerador dedica uma parte do espaço de armazenamento disponível, chamado de “setor”, para armazenar os dados de um cliente. Uma vez que este setor é preenchido, ele é selado. A selagem é um conjunto de operações que gradualmente transforma o setor em uma réplica única dos dados originais. Esta réplica está associada à chave pública do minerador Filecoin. Para realizar o PoRep final, o minerador envia um hash criptográfico da réplica (seu CommR) para a blockchain pública da Filecoin.
Por meio do PoRep, os mineradores fornecem prova pública de que estão armazenando uma codificação exclusiva dos dados de um cliente no momento em que a prova foi realizada. Apenas um minerador que possua os dados originais em sua totalidade poderia enviar o CommR correto (o compromisso na cadeia com a réplica) para a blockchain Filecoin. Mas um PoRep sozinho não verifica se o armazenamento é contínuo ao longo do tempo.
É aí que entra o Proofs-of-Spacetime (PoSt). Com o PoSt, os mineradores selecionados aleatoriamente são solicitados a fornecer PoReps para setores de armazenamento selecionados aleatoriamente que eles mantêm. Isso é feito por meio de um procedimento no qual os mineradores recebem um desafio criptográfico que só pode ser respondido corretamente consultando diretamente um setor selado. O minerador deve responder a esse desafio dentro de prazos estritos. Cada minerador deve provar todo o seu armazenamento diariamente, e os mineradores também são selecionados aleatoriamente para provar o armazenamento, para assim ganharem os blocos. E a dificuldade computacional da vedação garante que os mineradores devam manter o acesso imediato e a integridade do setor vedado.
Juntos, PoRep e PoSt compõem o proof system exclusivo da Filecoin, uma combinação de Proof of Storage e Proof of Space.
Além de seu proof system, a rede Filecoin também conta com incentivos da Teoria dos Jogos para desencorajar atividades maliciosas ou negligentes. Todos os mineradores que concordam em armazenar dados na rede Filecoin devem fornecer garantias na forma de Filecoin no momento do contrato. Qualquer minerador de armazenamento que falhe em uma verificação de PoSt é penalizado e partes dessa garantia são perdidas sempre que uma penalidade é aplicada. Após muitas penalidades, todas as garantias são perdidas e um minerador é impedido de oferecer armazenamento novamente aos clientes. Você pode ler mais sobre alguns desses mecanismos cripto-econômicos aqui.
Conclusão
Projetado com nova criptografia, protocolos de consenso e incentivos teóricos de jogos, o protocolo Filecoin fornece uma rede de armazenamento descentralizada e um mercado que clientes e mineradores podem usar com confiança. No centro de tudo isso está a abordagem exclusiva da Filecoin para verificação de armazenamento. Você pode ler mais sobre como verificar o armazenamento na Filecoin em nosso mais recente tutorial na tutorial na ProtoSchool..
Este artigo foi escrito pela Filecoin e traduzido por Adriano P. de Araujo. O original em inglês pode ser encontrado aqui.
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