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1、pos機(jī)復(fù)制器

pos機(jī)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(duì)其實(shí)現(xiàn)能?和局限性進(jìn)?了探究。復(fù)制證明可能會(huì)無(wú)條件重復(fù)地顯?數(shù)據(jù)的擁有權(quán)，但本質(zhì)上說(shuō)，不能保證數(shù)據(jù)被冗余地存儲(chǔ)。另外，復(fù)制證明是內(nèi)容空間的證明，必須依賴于在線驗(yàn)證程序運(yùn)行時(shí)的理性時(shí)間/空間權(quán)衡或時(shí)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(chǔ)提供 商）為公開(kāi)的可驗(yàn)證的聲明辯護(hù)，宣稱提供了專有物理資源來(lái)存儲(chǔ)?個(gè)或多個(gè)可檢索的數(shù)據(jù)文件副本……

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

復(fù)制證明（PoRep）是?種交互式的證明系統(tǒng)。證明?（Prover，即存儲(chǔ)提供商）為公開(kāi)的可驗(yàn)證的聲明辯護(hù)，宣稱提供了專有物理資源來(lái)存儲(chǔ)?個(gè)或多個(gè)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(duì)其實(shí)現(xiàn)能?和局限性進(jìn)?了探究。復(fù)制證明可能會(huì) ?條件重復(fù)地顯?數(shù)據(jù)的擁有權(quán)，但本質(zhì)上說(shuō)，不能保證數(shù)據(jù)被冗余地存儲(chǔ)。另外，復(fù)制證 明是內(nèi)容空間的證明，必須依賴于在線驗(yàn)證程序運(yùn)?時(shí)的理性時(shí)間/空間權(quán)衡或時(shí)間界限。我們?yōu)?復(fù)制證明引?了?個(gè)名為“ -理性復(fù)制”的理性安全概念?；凇?納什均衡”的理論：即服務(wù)器通過(guò)以任何其他(非冗余)格式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)不會(huì)獲得任何顯著優(yōu)勢(shì)。需要用定義 來(lái)形式化的分析了兩個(gè)分別基于可驗(yàn)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(gè)值得注意的應(yīng)?——?真實(shí)數(shù)據(jù)的復(fù)制證明代替?作量證明運(yùn) ?于中本聰（Nakamoto）共識(shí)機(jī)制，可以同時(shí)刺激和補(bǔ)貼?件存儲(chǔ)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(gè)可驗(yàn)概 念基礎(chǔ)上?？蓹z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(chǔ)空間來(lái)存儲(chǔ)信息。空間證明都 要求證明?使?此空間來(lái)存儲(chǔ)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(chǔ)提供商證明其正在使?最?數(shù)量的存儲(chǔ)空間，同時(shí) 允許其實(shí)際使?此存儲(chǔ)空間來(lái)存儲(chǔ)有?的信息。復(fù)制證明的另?個(gè)關(guān)鍵屬性是，協(xié)議成功 所需的存儲(chǔ)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(chǔ)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(gè)冗余副本，其存儲(chǔ)成 本應(yīng)該與在 n個(gè)不同的數(shù)據(jù)?件上運(yùn)?協(xié)議的成本相同。直覺(jué)上，將導(dǎo)致以下屬性：即 使復(fù)制證明的證明?可以在沒(méi)有冗余存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的情況下通過(guò)協(xié)議驗(yàn)證（例如，通過(guò)刪除 n個(gè)副本），這樣做也沒(méi)有什么好處。換句話說(shuō)，對(duì)于這個(gè)場(chǎng)景中復(fù)制證明的存儲(chǔ)提供商來(lái) 說(shuō)，誠(chéng)實(shí)地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的n 個(gè)副本是理性?為。

我們做?個(gè)?法達(dá)到上述?標(biāo)的假想實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)將可檢索性證明協(xié)議和空間證明協(xié)議 簡(jiǎn)單組合。協(xié)議要求證明?總共使?2n個(gè)空間。證明?空間中的? 半來(lái)產(chǎn)?空間證明（即運(yùn)??個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的空間證明協(xié)議，需要?隨機(jī)數(shù)據(jù)填充此空間)，使用另外?半來(lái)實(shí)際存儲(chǔ)大小為 的有用數(shù)據(jù)?件，并生成?件的可檢索性證明。實(shí)驗(yàn)僅使用存儲(chǔ)就同時(shí)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(jí)的存儲(chǔ)并且檢索感興趣的數(shù)據(jù)。然而，沒(méi)有達(dá)到“獨(dú)立成本”的標(biāo)準(zhǔn)。更明確的說(shuō)， 是證明?在有用數(shù)據(jù)上運(yùn)行該協(xié)議的成本（需要2n空間來(lái)存儲(chǔ)有用的數(shù)據(jù)和隨機(jī)數(shù)據(jù)）比只是空間證明存儲(chǔ)了一些?用的隨機(jī)數(shù)據(jù)并且提供這些隨機(jī)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(yàn)證者被要求存儲(chǔ)同?文件D的k個(gè)冗余副本，使用 此假想實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單協(xié)議來(lái)證明：（a）使用至kn 空間來(lái)存儲(chǔ)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(chǔ)文件D的k 份副本，以及kn空間用于存儲(chǔ)空間證明所需要的隨機(jī)數(shù)據(jù)。但是最理性的方案只需要存儲(chǔ)隨機(jī)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(guò)協(xié)議驗(yàn)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(guò) 程中客戶端將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器之前先對(duì)手中的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。它們的安全性依賴于非合謀客戶端私下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。對(duì)于數(shù)據(jù)重復(fù)的證明來(lái)說(shuō)，復(fù)制證明比標(biāo)準(zhǔn)可檢索性證明的?個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，多個(gè)客戶機(jī)向單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)，不需要信任任何? 個(gè)客戶機(jī)來(lái)預(yù)處理數(shù)據(jù)。復(fù)制證明還可用于提供公開(kāi)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)證明。例如，在大規(guī)模分布式和開(kāi)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(gè)復(fù)制證明，用于存儲(chǔ)狀態(tài)機(jī)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(chǔ)“鏈” 的“完整節(jié)點(diǎn)”）。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(guò)的公共副本（這將導(dǎo)致不實(shí)用的通信）。

復(fù)制證明為數(shù)據(jù)復(fù)制提供了?個(gè)可公開(kāi)驗(yàn)證的證據(jù)，確保數(shù)據(jù)復(fù)制過(guò)程?對(duì)那些遵守“c- 理性”誠(chéng)實(shí)戰(zhàn)略的對(duì)手是安全的。在博弈論中，“c -均衡”的概念是納什均衡的實(shí)現(xiàn)。均衡狀態(tài)下沒(méi)有任何?個(gè)玩家能通過(guò)單方面改變他的策略而取得超過(guò)原先收益ε的收益。方案的概念適用于?個(gè)惡意而懶惰的對(duì)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(gè)不可思議的脆弱的安全性屬性。但是非常簡(jiǎn)單的原因，?少用于加密分析的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算模型中，它實(shí)際上是復(fù)制證明能夠?qū)崿F(xiàn)的最好的安全性。簡(jiǎn)而言之，任何存儲(chǔ) k個(gè)文件獨(dú)立副本的證明?都可以有意地將這些副本關(guān)聯(lián)起來(lái)，以使其仍然能夠高效地以原始格式檢索每個(gè)副本。例如：證明?可以加密這些副本并存儲(chǔ)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(lì)復(fù)制的存儲(chǔ)系統(tǒng)。復(fù)制證明所具有的特性使其獨(dú)特地適用于中本聰共識(shí)機(jī)制(也被稱為區(qū)塊鏈共識(shí))。復(fù)制證明作為? 個(gè)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(shí)機(jī)制及其變體是?種特殊類型的狀態(tài)機(jī)復(fù)制過(guò)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(jī)本身對(duì)可交換的價(jià)值通證（token）進(jìn)行編碼。共識(shí)機(jī)制的?個(gè)確定特征是，它們能夠在狀態(tài)機(jī)中創(chuàng)建新的通證，以獎(jiǎng)勵(lì)和激勵(lì)共識(shí)的參與者(稱為礦?)，并認(rèn)為這些通證代表真實(shí)世界的資產(chǎn)。

引?ε-理性復(fù)制的?途顯而易見(jiàn)了：它表明將數(shù)據(jù)復(fù)制策略從弱均衡策略推到強(qiáng)均衡策略所需的成本為ε 。它代表了在忽略其他市場(chǎng)變量的經(jīng)濟(jì)模型中，客戶必須?付的ε成本。此成本用以說(shuō)服礦?將真實(shí)數(shù)據(jù)而不是隨機(jī)生成的無(wú)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(bǔ)貼存儲(chǔ)成本的程度。當(dāng)前，復(fù)制證明正處于經(jīng)濟(jì)學(xué)和密碼學(xué)令?激動(dòng)的交叉路口。

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

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