后比特幣時代，展望Filecoin的未來！
后比特幣時代比特幣的到來帶來了分布式賬本技術的蓬勃發(fā)展，開創(chuàng)了現(xiàn)代區(qū)塊鏈時代。在此期間，基礎技術和重疊應用領域都出現(xiàn)了許多創(chuàng)新。
比特幣的實際突破是其工作量證明共識算法，該算法創(chuàng)建了一個可靠的系統(tǒng)，用于管理和跟蹤分布式系統(tǒng)中的通證所有權。這是一個類似于打破跑步中的“四分鐘一英里的局限”：一旦確定切實可行的解決拜占庭將軍問題的方案，區(qū)塊鏈開發(fā)人員便立即開始對共識問題進行進一步的創(chuàng)新。
基于工作量證明共識協(xié)議（Ethash）推出的以太坊（白皮書，2013），?該網(wǎng)絡打算轉換為Eth 2.0中的權益證明協(xié)議。以太坊明確地展望了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡作為去中心化應用程序平臺的潛力，從而幫助建立了去中心化文件存儲市場以及其他新穎的區(qū)塊鏈應用程序。以太坊的區(qū)塊鏈即平臺模型創(chuàng)建了一個充滿活力的第三方dApp生態(tài)系統(tǒng)（去中心化應用程序），并激發(fā)了一些關于去中心化網(wǎng)絡（包括Filecoin）可以支持的應用程序類型的創(chuàng)新思維。
2014 Filecoin白皮書Filecoin的第一個版本是一種加密貨幣和文件存儲網(wǎng)絡，可將數(shù)據(jù)存儲外包給服務提供商的分布式網(wǎng)絡，于2014年發(fā)布。Filecoin的目標是使數(shù)據(jù)廣泛且廉價地獲取，并重新部署被浪費的硬盤資源來執(zhí)行有用的工作。要實現(xiàn)這一愿景，就需要在網(wǎng)絡的協(xié)議和服務層上進行創(chuàng)新，F(xiàn)ilecoin的主要概念發(fā)展之一就是使通過共識達成的有效工作與網(wǎng)絡目的相關：存儲和檢索文件。
在2014年的提案中，F(xiàn)ilecoin有用的存儲服務基于比特幣式的工作量證明共識之上：除了解決密碼難題之外，F(xiàn)ilecoin節(jié)點參與者還將完成可恢復性證明，以確保他們正在存儲特定文件。2014年的白皮書指出，工作量證明的包含是次優(yōu)的，并以提出從Filecoin協(xié)議中刪除工作量證明共識的建議作為結尾。這種構想構成了未來幾年Filecoin證明系統(tǒng)上大部分工作的基礎。
2017 Filecoin白皮書2017年，協(xié)議實驗室發(fā)布了Filecoin，這是2014年的白皮書中首次設想的分布式存儲網(wǎng)絡和市場。2017年，在2014 Filecoin前身的基礎上，引入了幾個重要的概念和技術進步:
1.打造一個日益增長的生態(tài)系統(tǒng)
2014年至2017年間，與Filecoin網(wǎng)絡相關的最重大的進步之一是通過不同的技術實現(xiàn)的：IPFS的發(fā)布——用于在分布式文件系統(tǒng)中存儲和共享數(shù)據(jù)的對等超媒體協(xié)議。2015年，IPFS（白皮書）用作內(nèi)容尋址實際應用的概念驗證：通過數(shù)據(jù)的內(nèi)容（通過哈希指紋）而不是其在網(wǎng)絡中的位置來引用數(shù)據(jù)。IPFS中的內(nèi)容尋址使對等方可以在本地交換數(shù)據(jù)（這是Filecoin存儲模型中央的數(shù)據(jù)訪問分散化的重要組成部分），而無需連接到中央集成器。與IPFS的共同工作還有助于Filecoin開發(fā)人員提供有關市場結構和激勵措施以及隱私保護的數(shù)據(jù)和反饋。
IPFS以及以太坊的存在也創(chuàng)造了對Filecoin的市場需求。因此，2017年白皮書建立了Filecoin模型的加密經(jīng)濟基礎，正式將Filecoin網(wǎng)絡定義為去中心化存儲網(wǎng)絡，并引入了可驗證的存儲和檢索市場的概念。這些創(chuàng)新使Filecoin成為了在開放市場中進行交互的技術社區(qū)的一部分。
除了對Filecoin在更廣泛的分布式服務經(jīng)濟中的地位進行創(chuàng)造性思考外，這一時期協(xié)議實驗室對Filecoin核心技術進行了重大重新構想。通過查看對證明系統(tǒng)和共識機制所做的更改，可以了解這段時間對Filecoin協(xié)議所做的改進的程度。
Filecoin證明系統(tǒng)2017年，F(xiàn)ilecoin白皮書提出了兩個新的存儲證明：復制證明（PoRep）和時空證明（PoSt）。這些證明的動機是提供更好的保護以防止女巫攻擊、外包攻擊和發(fā)電攻擊。Filecoin的PoRep（復制證明）允許存儲提供者（Filecoin網(wǎng)絡上的節(jié)點參與者）驗證性地證明他們正在將數(shù)據(jù)副本存儲在物理上獨立的位置。Filecoin的PoSt（時空證明）算法用于證明在商定的整個時間段內(nèi)都存儲著特定的數(shù)據(jù)副本。時空證明算法是本質(zhì)上有用的工作量證明的基礎，這是2014 Filecoin白皮書中明確提出的目標之一。
2.重構共識
Filecoin協(xié)議的核心進步之一在于其共識機制——網(wǎng)絡節(jié)點就網(wǎng)絡狀態(tài)達成一致的方式。與比特幣形式的共識相比，Filecoin共識具有兩個效率優(yōu)勢：運行成本低于比特幣；該協(xié)議需要為真實客戶提供經(jīng)過密碼驗證的真實數(shù)據(jù)云存儲，而不是直接用于區(qū)塊鏈維護。
當前，Filecoin共識還代表著對2014 Filecoin白皮書中描述的系統(tǒng)的創(chuàng)新。2017年的Filecoin提案提出了一項基于有效工作的共識協(xié)議，其中選擇節(jié)點參與者來創(chuàng)建新區(qū)塊的概率與其相對于網(wǎng)絡其余部分的活動存儲成正比。此新的共識協(xié)議旨在激勵節(jié)點參與者投資存儲能力，使他們的激勵措施與網(wǎng)絡目標保持一致，并允許將存儲證明計算重新用于參與共識，從而提高節(jié)點參與者的效率。節(jié)點參與者提交給網(wǎng)絡的時空證明可用于計算節(jié)點參與者能力，從而使Filecoin中的能力公開且可公開驗證。
共識經(jīng)濟學的這些技術進步是由加密經(jīng)濟學方面的大量概念性工作提供動力的，尤其是激勵措施的協(xié)調(diào)一致：Filecoin的領導人選舉及其基于有益工作的整體獎勵制度創(chuàng)建了一個激勵措施，使節(jié)點參與者和客戶保持一致，網(wǎng)絡的目標是：提供有用的存儲空間。
建設未來
2020年10月，F(xiàn)ilecoin網(wǎng)絡爆炸式地出現(xiàn)在區(qū)塊鏈領域，為新生的Web 3.0空間引入了令人興奮的新技術配置和激勵措施。但是，并不意味著構建安全高效的數(shù)據(jù)存儲技術的工作已經(jīng)結束：研究人員已經(jīng)在Filecoin的開發(fā)工作中開辟了一個新階段：將現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)集成到研究和部署周期。
預測和塑造新技術的軌跡是一個復雜的過程。協(xié)議實驗室的研究人員，包括CryptoLab、ResNetLab和即將成立的ConsensusLab的成員，以及更廣泛的研究社區(qū)，對研究領域有一些想法，這些想法將來可能會引起關注：
zk-SNARKs目前是活躍研究的焦點，包括使用SNARK聚合技術和設計新的矢量承諾方案以減少Filecoin SNARKs中Merkle樹的成本。研究重點包括為涉及多方計算（MPC）的SNARK設計更好的系統(tǒng)，該技術允許網(wǎng)絡中的多個節(jié)點在其輸入上共同計算功能，同時將這些輸入保持私有。
VRF（可驗證的隨機函數(shù)）可實現(xiàn)可公開驗證的確定性預先承諾。在Filecoin中，VRF用作驗證節(jié)點參與者存儲數(shù)據(jù)完整性的系統(tǒng)的一部分。Filecoin中產(chǎn)生的每個塊都包含從兩個隨機性源（VRF和drand隨機性信標）中提取的值。節(jié)點參與者提交有關其存儲數(shù)據(jù)的證據(jù)，并結合在特定時期添加的對隨機性的引用，以確保節(jié)點參與者在特定時間點生成證據(jù)。VRF的未來工作將改善隨機性產(chǎn)生系統(tǒng)。
VDF（可驗證的延遲功能）在某些硬件假設和少量要求的情況下，保證了隨機延遲。VDF在公共隨機信標，共識協(xié)議的領導者選舉以及復制證明中發(fā)揮作用。VDF目前尚未在Filecoin規(guī)范中實現(xiàn)，但它是一個活躍的 研究領域。
當原始數(shù)據(jù)被編碼到副本中并提交到區(qū)塊鏈時，Filecoin的復制證明步驟將生成深度有力圖（一種有向無環(huán)圖結構的一種形式）。DRG的工作是對證明系統(tǒng)和圖形結構正在進行的研究的一部分。
向量承諾是Filecoin可驗證的去中心化存儲模型的重要組成部分，它是使秘密的預先承諾能夠稍后透露的加密原語，是Filecoin可驗證的分散存儲模型的重要組成部分，新的向量承諾技術是CryptoLab研究的活躍領域。
BLS簽名是數(shù)字簽名的一種形式：一種用于驗證數(shù)字數(shù)據(jù)真實性的方案。drand隨機信標使用閾值BLS通過組合由參與者獨立產(chǎn)生的各個部分簽名來共同計算簽名。安全的協(xié)作計算是不可偏性的重要組成部分，也是未來研究的主題。
當然，這并不是Filecoin項目未來研究方向的詳盡列表。正如密碼學家和區(qū)塊鏈專家Dan Boneh在Filecoin Liftoff Fireside聊天中指出的那樣：區(qū)塊鏈的變化速度更快，因而區(qū)塊鏈是“部署密碼工具的絕佳測試場”。研究社區(qū)中的人們?yōu)轫椖康耐黄贫械脚d奮，這些突破將加速Filecoin網(wǎng)絡的發(fā)展。但是，真正的技術促進因素將是Filecoin不斷被更廣泛的Web 3.0社區(qū)廣泛采用，從而使研究與現(xiàn)實聯(lián)系起來，創(chuàng)建新技術和應用程序。?
