شبکه فایل کوین بستری برای ذخیره سازی غیرمتمرکز داده‌هاست. Filecoin یکی از بهترین ایده‌ها در فضای بلاک چین است.
در اینترنت نسل دوم یا اینترنت سنتی، سیستم‌های ذخیره سازی طوری طراحی شده بودند که جوابگوی نیاز‌های محیط‌های سریعا در حال رشد و مشارکتی باشند. این سیستم‌های ذخیره سازی مفتخر بودند که داده‌های زیادی در دست داشتند و از این داده‌ها محافظت می‌کردند. این داده‌ها اغلب فایل‌های بزرگی بودند که توسط کاربر خاصی ایجاد می‌شوند و باید با مناطق جغرافیایی خاصی به اشتراک گذاشته می‌شدند. این طراحی موجب وابستگی به نهادهای متمرکز شد و برای ذخیره داده‌های جهان به نوعی تمرکز نیاز بود.
منظور از واژه غیر متمرکز در شبکه فایل کوین و به طور کلی در فضای ذخیره سازی داده این است که قدرت از نهادهای متمرکز گرفته شود و نوعی سیستم ذخیره سازی فایل همتا به همتا ایجاد شود. به عنوان مثال، Filecoin یک شبکه ذخیره سازی غیر متمرکز است که در طراحی آن از روش‌های رمزنگاری پیشرفته استفاده شده است.
در این نوشتار به بررسی روش‌های رمزنگاری استفاده شده در پروتکل Filecoin می‌پردازیم و نگاهی هم به مکانیسم‌های اجماع و نحوه انگیزه بخشیدن به ذخیره سازی غیر متمرکز می‌اندازیم. قبل از اینکه شروع به بحث در مورد جادوی ذخیره سازی غیر متمرکز توسط شبکه فایل کوین کنیم، به بررسی محدودیت‌های ذخیره سازی سنتی خواهیم پرداخت.
ذخیره سازی غیرمتمرکز در شبکه فایل کوین
یکی از محدودیت‌های اصلی سیستم ذخیره سازی داده سنتی، سیستم آدرس‌دهی مبتنی بر مکان است. سرور‌های متمرکز لیستی از مکان‌های داده را نگه می‌دارند و به عنوان مثال، مسیر و نام فایل‌ها را در یک ساختار داده در اختیار دارند. این آدرس‌های اولیه همان URL هستند. سرور‌ها از این دایرکتوری‌ها برای مکان‌یابی داده‌ها و بازیابی آنها استفاده می‌کنند. اطلاعات در مکان‌های داده شده می‌تواند تغییر پیدا کند و یا اینکه کاملا دوباره نویسی شود، بدون اینکه ردیاب‌های اصلاح بر روی سرور‌ها موجود باشند. اما شبکه‌های جدید مثل فایل کوین چنین محدودیت‌هایی را ندارند.
در سیستم‌های آدرس‌دهی محتوا مانند آنچه که در Filecoin اعمال شده است، انعطاف‌پذیری بیشتری وجود دارد و داده‌ها در این سیستم مصون از تغییر هستند. ذخیره سازی داده سنتی محدودیت‌های دیگری هم دارد که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- آسییب‌پذیری‌های سیستم: آسیب‌پذیری در این سیستم‌ها شامل محدودیت‌هایی به نسبت اتصال شبکه و موانع ترافیک بالا است.
- توزیع قدرت: تمرکز باعث تفاوت‌های عظیمی در توزیع قدرت می‌شود که این می‌تواند منجر به سانسور شود.
- تحمل خطا: بدون چیدمان تحمل خطا و سرور‌های پشتیبان، از دست دادن داده می‌تواند در مواقع شکست سخت افزاری روی دهد.
سیستم ذخیره سازی غیر متمرکز Filecoin همه این مشکلات را در نظر گرفته است و با ملحق شدن تعداد زیادی کاربر به شبکه ارتقا یافته است. این باعث کاهش زمان واکنش و بازیابی می‌شود و همزمان ظرفیت ذخیره سازی را نیز در شبکه فایل کوین افزایش می‌دهد.
روش‌های رمزنگاری در Filecoin
قبل از اینکه داده‌ها بتوانند در شبکه Filecoin ذخیره شوند، باید به صورت یک فایل CAR درآیند و یک معامله ذخیره سازی باید بین ماینر (miner) و کلاینت (client) آغاز شده باشد و این معامله توسط ماینر پذیرفته شده باشد. برای شروع یک معامله ذخیره سازی در شبکه فایل کوین ، کلاینت با استفاده از Piece CID پیشنهادی را مطرح می‌کند که این پیشنهاد حاوی همه جزئیات معامله است.
زمانی که داده‌ها به ماینرهای شبکه فایل کوین انتقال داده شدند، ماینر، داده‌ها را در یک بخش قرار می‌دهد و آنها را تایید کرده و مدارک را در اختیار شبکه قرار می‌دهد. اینک معامله ذخیره سازی بر روی این شبکه غیر متمرکز موجود است. Filecoin از دو مدرک رمزنگاری برای تایید ذخیره سازی بر روی شبکه خود استفاده می‌کند که این دو مدرک گواه اثبات همانند‌سازی (proof of duplicate) و گواه اثبات بعد چهارم proof of spacetime هستند.
گواه اثبات همانند‌سازی در شبکه فایل کوین
در خلال گواه اثبات همانند‌سازی، یک ماینر، مدرک ذخیره سازی یک کپی منحصر به فرد از داده‌ها را فراهم می‌کند. این فرآیند زمانی اتفاق می‌افتد که داده‌ها اول توسط ماینر در دو بخش پر کردن و بخش تایید، ذخیره شده باشند. یک ماینر شبکه فایل کوین در ذخیره سازی برای پر کردن یک بخش باید معامله‌ها و کلاینت‌های زیادی را تایید کند. زمانی که بخش مورد نظر کامل شد، UnSealedSectorCID ایجاد می‌شود. این CID، نود (node) اصلی همه Piece CID در بخش است.
برای تایید یک بخش، شبکه فایل کوین یک فرآیند کدگذاری سنگین محاسباتی را راه‌اندازی می‌کند که این کلاه‌برداری را بسیار مشکل می‌کند. UnSealedSectorCID یا CommD از طریق یک توالی از گراف (graph) و فرآیند‌های هشینگ (hashing) کدگذاری می‌شود تا یک کپی منحصر به فرد ایجاد شود.
هش ریشه‌ای که از درخت مرکل (Merkle) المثنی نتیجه می‌شود، CommRLast نامیده می‌شود که به صورت خصوصی توسط ماینر ذخیره می‌شود و در فرآیند‌های گواه اثبات بعد چهار مورد استفاده قرار می‌گیرد. CommRLast سپس با یک خروجی ریشه مرکل دیگر از گواه اثبات همانند‌سازی ترکیب می‌شود و SealedSectorCID ایجاد می‌شود. این CID، یک تعهد همانند‌سازی یا CommR در بلاک چین عمومی ثبت می‌شود.
هر معامله ذخیره سازی غیر متمرکز در شبکه فایل کوین یک CommR منحصر به فرد ایجاد می‌کند که شامل معاملاتی است که در آنجا همان داده‌ها با ماینرهای ذخیره سازی متعدد و یا معاملات متعدد برای همان داده‌ها، ذخیره می‌شوند.
گواه اثبات بعد چهار در شبکه Filecoin
گواه اثبات بعد چهارم پیوسته اجرا می‌شود و هدف از این کار این است که اثبات شود که ماینر شبکه فایل کوین به صورت مداوم فضای ذخیره سازی به همان داده‌ها اختصاص می‌دهد. این فرآیند نیازمند Merkle Inclusion Proofs است که بررسی‌های منظمی است که انتخاب تصادفی داده‌های کدگذاری شده را تضمین می‌کنند.
در اینجا، ماینر از CommRLast برای تطابق هش ریشه مرکل همانند‌سازی شده با بایت‌های هش تصادفی استفاده می‌کند و در اینجا، ارزش هش آشکار نخواهد شد. بعد از پرداخت یک وثیقه برای ذخیره داده‌های کاربر، اگر ماینر شبکه فایل کوین در هر زمان با شکست مواجه شود، جریمه خواهد شد.
ZK-SNARKs
هر دو فرآیند گواه اثبات همانند‌سازی و گواه اثبات بعد چهار در خلال تایید بخش و اثبات بعد چهار از ZK-SNARKs برای فشرده‌سازی استفاده می‌کنند. ZK-SNARKs به ما اجازه می‌دهد که ثابت کنیم یک مدرک صحت دارد و برای این کار نیازی به افشای جزئیات مدرک و یا داده‌های زیربنایی نباشد. این فرآیند فشرده‌سازی از لحاظ معاملاتی گران است اما محصول نهایی کوچک و فرآیند تایید خیلی سریع است. ZK-SNARKs زنجیره را کوچک نگه می‌دارد و زمان مورد نیاز برای تایید را کاهش می‌دهد.
نتیجه‌گیری
شبکه فایل کوین یا Filecoin علاوه بر استفاده از رمزنگاری پیشرفته و فناوری بلاک چین ، وثیقه‌های قرارداد‌های ذخیره سازی و بازار الگوریتمی را با هم ادغام می‌کند. همه اینها باعث ایجاد یک شبکه غیر متمرکز عالی می‌شود که دسترسی به آن بالاست و دارای انعطاف‌پذیری و قیمت‌های تعیین شده توسط بازار است.
Short link : https://arzmonitor.com/?p=6808
