Filecoin为什么需要“复制证明”和“时空证明”？

Filecoin的有效运行，来源于其独特的证明系统，该系统可以有效的帮助客户证明网络上完整的存储着他们的数据。而且Filecoin还有一整套的惩罚机制确保所有矿工按照他们的合同规定行事。

通过Filecoin可以对矿工的存储进行公开审核，换言之其存储证明可以为Filecoin网络的每个用户提供保证，确保每个矿工都按照承诺存储数据。存储验证是将Filecoin市场整合在一起的粘合剂，以保证整个网络的数据完整性。

为了确保整个Filecoin的有效运行，检查机制是Filecoin网络必不可少的一部分，重要性不言而喻。证明系统是参与者即矿工节点，是用来验证存储服务的加密协议。

Filecoin的证明系统解决了去中心化存储以前难以解决的问题：矿工如何证明他们确实存储了他们所说的时间数据以及他们专用的物理空间？为了理解这一点，我们需要看一下Filecoin 如何实现分散存储，以及使其证明系统与众不同的原因。

1、如何实现分布式存储

在传统的中心化存储模式中，我们可以信任选择的存储服务公司。例如当你选择阿里云进行数据存储的时候，我们相信的是阿里云可以保证网络按照你们签订的合同进行运行，根据你们之间的协议，你存储在阿里云上的数据是安全和可用的。

和中心化存储模式相比，分布式存储对于用户来说其信任度更低，因为任何人都可以提供存储空间，我们无法确保提供存储数据的人在合同期内退出。所以Filecoin需要在整个网络中建立这种信任。

Filecoin的证明系统通过Filecoin区块链协议中建立信任来做到这一点，Filecoin协议利用存储证明作为在Filecoin区块链中达成共识的核心机制。

在每个公共区块链上，“共识”定义了有关存在于区块链上的数据条目的协议。为了达成共识，区块链依靠共识算法生成新的区块，并保护区块链免受欺诈性数据输入的侵害。这些算法精确地确定了矿工如何为建立和维护区块链做出贡献。

与其他区块链不同的是，Filecoin的共识机制使矿工参与了提供和验证存储数据完整性的有用工作。这意味着Filecoin区块链本身会验证矿工执行的存储行为，这就是Filecoin在其分散式网络的协议层中建立信任的方式。

2、复制证明和时空证明

从上文中我们看到Filecoin网络的两个建立信任的核心机制：复制证明和时空证明。

作为矿工节点，需要向Filecoin网络证明两点：您的设备有足够的存储空间而且在给定的时间中存储了相关的数据集。

在Filecoin网络中，存储矿工需要生成“存储证明”（pos）提交到区块链网络来进行验证用户的所需要存储的数据是否被存储矿工给所存储。Filecoin系统中采用了“复制证明”与“时空证明”来解决此问题。

复制证明（PoRep）

“复制证明”是一个新型的存储证明，存储矿工需要向验证人证明自己把相应的数据存储在一个特定的设备上面，而不是把多份数据存储在一个设备上面。Filecoin采用复制证明阻止了女巫攻击、外部数据源攻击、生成攻击。

（1） 女巫攻击（Sybil Attack）：所谓的女巫攻击，就是作恶矿工创建多个女巫身份假装自己的设备存储了多份文件的副本（存储文件的数量与得到的奖励是成正比的），但实际上只存储了一次。

（2） 外部数据源攻击(sourcing Attack）：当攻击者矿工收到检验者要求提供数据D的证明的时候，攻击者矿工从别的矿工那里生成证明，证明自己一直存储了数据D，而实际上没有存储，攻击成功。

（3） 生成攻击（Generation Attack）：攻击者A可以使用某种方式生成数据D，当检验者验证的时候，攻击者A就可以重新生成数据D来完成存储证明，攻击成功。

时空证明（Post）

存储证明方案允许用户可以请求检查存储矿工，是不是在特定的时间内存储了用户的数据。Filecoin系统采用了Post方案来证明数据在一定的时间内被存储矿工给存储。

Filecoin系统允许用户可以检查该数据并向存储矿工发送请求进行验证，这种请求检查的方式会成为Filecoin系统的瓶颈，也因此Filecoin系统要求存储矿工提交存储证明到区块链网络上面来进行验证真实性。

“时空证明”，就是让存储矿工提供存储证明，证明自己在相应的时间内存储了用户的数据。

从这个过程，我们可以看出，整个系统中，从“空间证明“，到”数据持有性证明“，”可检索证明“，到”复制证明“，”时空证明“这是个层层递进，越来越严格的要求。

通过要求的一步步严格，使得系统能够防范各种攻击和欺诈，得以良性运行。在这个层层递进的证明系统中，”复制证明“和”时空证明“就是最关键的两个因素也是最强大的两个证明。