「区块链」Filenet(FN)第一条主网上线的分布式存储应用公链

原创 青黛  |  文章来源:币圈达人发布时间:2020-05-24 01:42  阅读 133 次 评论 0 条
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摘要:

自人类社会进入互联网时代以来,为保障网络世界的自由、平等、开放,实现信息的充分流动,科学、技术、工程人员通过不间断的创新或技术变革来突破种种人为的管制与分割。
Filenet 致力于成为分布式存储赛道的领导者,Filenet 自成立以来,已

自人类社会进入互联网时代以来,为保障网络世界的自由、平等、开放,实现信息的充分流动,科学、技术、工程人员通过不间断的创新或技术变革来突破种种人为的管制与分割。

Filenet 致力于成为分布式存储赛道的领导者,Filenet 自成立以来,已经创造了多个第一,是第一个上线主网的分布式存储公链,是第一个上线交易所的分布式存储公链,第一个采用 DPOS+POC 共识机制挖矿的分布式存储应用公链。同时,Filenet在创建出低成本且高效率的数据分发网络同时,也将成为未来区块链网络世界的技术基石。

它尊重互联网用户“免费”的行为习惯,无需支付任何代币即可获得存储资源,保证早期开发者能免费开发出各种 DApp。

数据开放共享是推动数据产业产业发展的源动力,数据是未来世界的石油和源动力,然而现在的数据市场,数据提供方将数据存在在单方私有的数据存储中心,其他需求方下载数据以实现分析。这种模型已经被证实存在较大的弊端,数据交易缺乏透明性,数据所有者的数据所有权和控制权依赖于单方存储节点的职业道德,无法保证数据的安全。

Filenet 的理念就是要改变目前数据交易缺乏透明的弊端,让数据能够自由流通,自由的存储、分析和使用,同构不同安全级别不同宽带的存储节点,分级存储可公开验证和可匿名验证的不同类型的不同等级的数据,从而推动人类公共数据的共享和共有,从而做到共享分布式存储带来的巨大利好。

1. Filenet 是什么

Filenet 是全球分布式存储第一应用公链,以奖励矿工共享自己的存储资源和网络资源,是一种基于分布式存储分发网络提供内容共享的超级云系统,致力于存储和分发有价值内容。

Filenet 因为其独有的共识机制、商业模型、经济模型、生态策略和治理结构成为分布式存储领域的领跑者,使得区块链存储可以突破桎梏发展到全新格局,并为其它区块链存储系统的发展提供关键作用。

在共识层面上,Filenet 在 POC 存储挖矿的前提下,采用了 DPOS+POC 机制作为分发的共识机制,完美避开了设备效率与资源配置的直接矛盾,极大改善了区块链3.0 时代的挖矿模式。DPOS 算法具体运作过程是由利益相关者(stakeholders)也即由 Token 的持有者、矿工进行投票,通过选举程序选出 Filenet 超级节点(FilenetSuper Nodes),然后区块的超级节点们会被确定性随机打(pseudorandomly),在规定的时间内 Filenet 超级节点可以选择是否出块。

在经济模型上,Filenet 采用贡献资源挖矿的模式,以及由资产背书的 资源通证与总数固定的流通币构成的双层通证模式。通过巧妙的设计保证商业用 户购买存储空间价格稳定在低价,但流通币价值会长期不断推高;

在治理结构上,Filenet 第一次提出了一个完备的去中心化治理结构, 解决彻底去中心化时“谁定规则”、“规则如何执行”、“出现任何一个人作恶 或不作为时由谁来管理”等问题。

Filenet 独有的激励模式使得存储资源拥有者将其硬盘空间贡献给 Filenet 后,反而可以获得更多的存储空间,并得到额外的数字货币奖励, 而且该模式无需任何补贴,是长期可无限持续的;

在商业模型上,Filenet 具有强大的与企业用户对接的专业能力,包括 技术上与中心化存储的应用无缝对接的专业能力、深刻了解市场需求和用户痛点 的专业能力、与商业用户销售模式打通的专业能力和调动企业存储行业资源切入 市场的专业能力,能够形成商业闭环,可直接无缝迁移现有中心化存储市场,兑 现区块链存储的强大优势;

FN 商业模式成熟,落地场景巨大。在流量分发领域,我们创新性的使用了多节点共享带宽的模型,可以为字节跳动、腾讯微视、SNAPCHAT 等有高频流量分发需求的内容平台提供一站式解决方案。在大规模云存储领域商业落地场景巨大,在冷数据存储领域,而 FN 能将云存储的平均成本降低至阿里云存储成本的 20%。

在生态发展上,Filenet 一方面可直接迁移现有数百万种 IT 应用,另一 方面提供开放平台将自有核心能力开放出来,并且让开放平台上的区块链存储系 统可以共享去重红利,第三方区块链存储系统加入 Filenet 生态即可获得关 键技术能力,还能马上实现收入倍增。

2. Filenet 技术背景

2.1 共识机制

区块链的核心技术是共识机制。

目前比较常用的共识机制有 PoW(Proof-Of-Work,工作量证明)、PoS(Proof- Of-Stake,权益证明)、DPoS(Delegated-Proof-of-Stake,委托权益证明)、PoC(Proof-of-Contribution,贡献证明)。

PoW 机制,需要矿工解决复杂的密码数学难题,依赖计算能力,优点是系统安全可靠,缺点是消耗能源和计算能力、有 51%算力攻击可能、吞吐量小。

PoS 机制,根据权益选举矿工打包数据,优点是不消耗资源,缺点是安全性较低,股权越多的人话语权越高。

DPoS 机制,多数有投票权的人将投票权委托给少数节点来代理,优点是系统效率高,吞吐量和并发数高,缺点是话语权掌握在少数节点手上,不安全。

PoC 机制,根据节点所作的贡献来分配打包权,优点是不浪费资源、按劳分配,缺点是贡献计算方法要根据具体的场景来定。区块链 3.0 时代,共识机制朝着不浪费资源、适当考虑安全性、提高吞吐量和并发数方向发展。

2.2 有向无环图

比特币的区块链结构是一个单向链表,这种结构是区块链早期采用的,存在很多问题,如区块存储容量小、交易速度慢、数据总量大、单节点存储压力大、每秒交易数少。

DAG(Directed Acirclic Graph,有向无环图)是一种新型的区块链数据结构。DAG 和链表结构都能由上一个节点来确定下一个节点,所不同的是,链表结构只能是一对一,而 DAG 支持一对多、多对一,只要不产生回环就行,也就是通过前面节点来验证后面节点二者是否一致,但链表结构同一时间只能有一个分支,而 DAG 结构可以有多个分支,所以 DAG 结构并发数更高,同时存储的数据更多。

同时,DAG 记账是一个异步的过程,数据是弱同步,可以接受一定程度的数据差异,在后续异步确认过程中再来修正。这样可以大大节省确认时间,提高交易速度。

2.3 默克尔树

默克尔树是快速验证数据的一种方式,在比特币中有采用,在点对点数据传输等领域也广泛采用。默克尔树将数据分成很多小块,每一块计算出一个 hash 值,多个数据块合并生成一个 hash 值(一般是两个),并最终生成汇集到一个根节点,生成一棵树(一般是二叉树)。

由于数据分块,并且提供了 hash 值索引,在数据很大,或者是点对点系统中,无需得到所有数据,再验证数据是否正确。哪怕只得到了一小块数据,只需要在这棵树上找到数据所在的位置,确定树上关键位置上的数据和 hash 值,就能验证数据是否正确。

2.4 星际文件系统

IPFS(Interplanetary File System,星际文件系统)是一种点对点的分布式文件系统,旨在连接所有相同的文件系统的计算机设备。在某些方面,IPFS 类似于 web,但 web 是中心化的,而 IPFS 是一个单一的 Bittorrent 集群,用 Git 仓库分布式存储。换句话说,IPFS 提供了高吞吐量的内存寻址块存储模型——具有内容寻址的超链接。

这形成了一个广义的 Merkle DAG 结构,可以用这个结构构建版本文件系统、区块链甚至是永久性网站。IPFS 结合了分布式哈希表、带有激励机制的块交换和自我认证命名空间,IPFS 没有单故障点,节点之间不需要相互信任。

未来,IPFS 将会在 WEB、文件系统、区块链三个领域发挥巨大的作用。

首先,在互联网中用 IPFS 取代传统的 HTTP 协议,IPFS 的优势在于节省存储与带宽资源,大幅度节省成本,同时还提高传输效率。分布式 web 站点的设计让 IPFS更安全,更稳定,更开放。

其次,IPFS 将构建一个面向全球的分布式文件系统,它将全人类公开的文件全部组织起来,并且通过版本管理,使文件各个历史版本得以保留,形成一个非常全面的文件宝库。

IPFS 将与区块链技术紧密结合,将区块链带入一个全新的时代。IPFS 的底层数据结构完美兼容区块链数据结构,目前常见的区块链数据都能表示成统一的 IPFS 底层数据结构,各种异构的区块链都可以选择 IPFS 作为存储媒介,从而解决目前区块链技术面临的最大难题:数据存储问题。在此基础上,各种性能更好,更方便的区块链产品应运而生。

3. 应用共识

Filenet 提出了一种全新概念——“应用共识”。“应用共识”定义了 Filenet 通证在现实世界的公允价值及其价值体现。

这种概念的提出源于一个关于 IPFS 实际使用场景的问题:如何在用户免费浏览网页的同时,给予矿工有价值的激励?

区块链发展到今天,不止有一种通证流转的逻辑被提出。一种主流的情况是,一些基于某种特定业务的去中心化项目,其内生的业务场景将支撑通证的流转,其中部分项目还将业务的盈利与通证价值锚定。

在 IPFS 的系统中,主要的业务场景将是如何存储和下载数据。如果在这些行为中加入代币的流转生态,或许将意味着,用户即便浏览网页,也需向矿工支付代币——事实上,已经有激励层进行了这样的尝试。

数年的互联网历史可以验证,这种商业模式几乎是不可持续的。经过数年的激烈竞争,中心化的大型互联网企业为人类提供了海量的免费服务,并通过流量、数据等其他衍生业务进行盈利。这些企业在众多互联网企业中脱颖而出,代表了市场需求。

一个新的技术变革理应以人类的需求为出发点,所以从现实角度出发,可以想象如果使用 IPFS 的系统需要高频且高额的付费,那么受众将会显著减少。我们期待去中心化的变革不止在于“反垄断”、“自由”、“安全性”的考量,也理应从商业角度出发来契合大众使用习惯。

由此,Filenet 从 BTC 的价值中得到启发,并提出了“应用共识”的概念。

BTC 的核心价值在于其“共识价值”,这是在其市值上区别于其他 POW 区块链加密系统的核心原因。

“应用共识”的内核是,基于应用的影响力对其释放的加密通证进行价值背书。拥有以下四点特质的项目将具备建设“应用共识”的潜质:

具备颠覆性创新;

潜在的影响力覆盖面广泛;

对一个独立个体的潜在影响深远;

加密通证的释放对其系统维护有着不可磨灭的作用。

IPFS 在性能、安全性及“去中心化”内核的特质上,较之 HTTP 有显著的优势。

然而如前述,用户如果承担高频高额的费用将会对其生态造成毁灭性的打击——免费地使用系统反而会更高效地扩大其影响面积,进而形成应用共识。

Filenet 认为,Filenet 通证的价值主要体现在对 Filenet 的应用以及维护 Filenet系统运转矿工对人类潜在贡献的认同性,并通过对通证价值的认同以形成保障 Filenet系统持续运转的主观支持。

诚然,在缺乏通证交易场景的 IPFS 体系里,存储数据和下载数据的有效性需要更有力保证,以避免恶意挖矿。Filenet 将通过矿工分配的随机性规避对某特定矿工的恶意挖矿行为,并通过数据晋升制度规避无价值数据的恶意上传,浪费网络资源,此部分将在后续的共识机制中详述。

Filenet 作为一种基于去中心化项目发行的、自由流通的通证,基于“应用共识”,其可能衍生的交易场景涵盖人类社会绝大多数支付行为。

比如,在文件传输领域,Filenet 也将提供支持,如用于支付指定文件的版权费用等场景。

4.架构

分布式数据存储、P2P 网络传输、分布式计算等底层功能由 IPFS 协议和 Mine 物理设备一起完成。

在 IPFS 中,包含两种类型的节点:普通节点和专属节点,各节点通过 P2P 网络互联互通。专属节点一般是用户的私有节点,上传数据时,数据首先被存储于专属节点,待数据被多次检索至一定阈值,专属节点上的数据才能进入 IPFS 网络中的任意节点,即数据晋级制度。

在 Filenet 的设计中,数据流入节点没有代币奖励,数据流出节点才有代币奖励。数据流出节点的目标既可以是 DApp,也可以是 IPFS 中其它节点。

Filenet 作为激励层,需要完成区块管理、共识机制、智能合约。DApp 运行在Filenet 之上,用户可以直接通过 Filenet 和 DApp 上传数据。

Filenet 去中心化存储网络(Decentralized File Network)(DFN),提供数据晋级制度。当用户通过一个设备上传数据,此数据存储在本地,当数据被检索次数越来越多,就会逐步进入公开网络,成为热门数据,此时该数据才可以参与挖矿。

5. 数据结构

Filenet 区块保存所有数据痕迹参数,上传至 Filenet 数据种类多、数量大。传统的链表结构会使区块冗余,表达繁琐复杂,而 Filenet 采用的是 Merkle 树和 DAG(有向无环图)结构的区块链数据结构。DAG 结构比传统区块链链式结构更灵活,性能更高,速度更快,极大地提高了区块打包的效率,从而提高了 Filenet 网络的性能。Merkle 树不需要完整的区块信息,只需要关键的 Merkle 节点信息,就能对区块链数据进行验证,从而让节点变得更轻巧,将更多精力与资源用于业务处理和为 Filenet 网络提供服务。同时 Merkle 树也能简化验证流程,进一步提高网络性能。

6. 角色

· 使用者

使用者即使用客户端上传文件的用户。用户可以通过 Filenet 客户端(DApp)直接参与数据存储和检索。用户的存储和检索操作均为免费。

· 服务者

服务者即矿工。矿工提供存储资源、存储数据、为用户提供数据检索分发,通过被检索使用获取收益。

矿工存储了用户的数据,根据特定的时间生成分发证明并提交到区块链网络来证明在这段时间内数据分发量及活跃度。根据分发量在全网占比获得 Filenet 奖励,如果不能提供证明或者证明无效,则不能获得奖励。

矿工存储了用户数据间断性向区块链网络上报自己的运行状态,当用户检索数据时,Filenet 会依照网络状态和设备状态去检索数据,如果矿工不能在规定的时间内上报当前状态或者状态有虚假,将可能会影响矿工的收益。

要获取数据资源,矿工需要不间断提供自己的空间、带宽、运行状态,这些参数共同保存在一个表格里,我们称之矿工的信任表。Filenet 会依照信任情况来分配数据,如果数据容量小但是使用频次很高,我们会将它保存在网络环境稳定的矿工设备中;如果数据容量大但是使用频次低,我们会将它保存在空间很大的设备中;如果矿工设备出现故障或者环境不稳定,Filenet 将会减少数据派发量。

7. 协议

我们把用户和矿工抽象成两种实例,实例均有属性和状态。用户和矿工遵守共同的 Filenet 协议规则。

8. 挖矿(mining)

Filenet 为高频数据提供更好的存储和分发,同时也不会让低频数据占用系统的存储资源。所有的用户都是通过 DApp 将自己原文件发布,这些文件随着逐渐被用户检索,流传到 Filenet 网络中而分配到矿机中。这些 DApp 可能是一个云盘、社交软件、新闻客户端等。文件被上传的同时,其 hash 值将被记录到 Filenet 网络。

共识机制

1. 基于 DPOS 机制的检索分发证明

Filenet 在 POC 存储挖矿的前提下,采用了 DPOS 机制作为分发的共识机制,完美避开了设备效率与资源配置的直接矛盾,极大改善了区块链 3.0 时代的挖矿模式。DPOS 算法具体运作过程是由利益相关者(stakeholders)也即由 Token 的持有者、矿工进行投票,通过选举程序选出 Filenet 超级节点(Filenet Super Nood),然后区块的超级节点们会被确定性随机打散(pseudo-randomly),在规定的时间内Filenet 超级节点可以选择是否出块。

Filenet 依据 DPOS 最长链原则(longest-chain rule),也就是说在相同时间内,拥有最多矿工拥护的那条链会比其他链生长得更快,也就是说如果存在两条链,则生长速度快的这条链,最后一定会成长为最长链。

传统的 DPOS 算法和 POW 一样都是依循最长链原则,在这种原则下,只要在一个时刻任何人生产出了一个合理的最长链,那么剩余的所有节点都会切换到这条链上。

就 DPOS 相对于 POC 的优点,好处就是其达成共识的效率被大大提升了,同时所能提供的不可逆保证也是相似的。因为不再是由全网达成共识,而是由被选举出来的生产者之间达成共识,所以效率得到了极大地提升,这对于应用而言是比较重要的,因为对于类似高频的场景和小额的情况,用户难以忍受长时间的等待。

Filenet 去中心化的同时,速度、效率和节点数量是没法同时得到的。Filenet 选择了 DPOS,倾向于选择了速度和效率。

分发证明 Podt(Proof-of-distribution)是一种新型的证明方式。这是一种适当减少了实现难度的方案,无须构建复杂机制防止攻击难题,只需证明数据分发的频次和使用度,即可与挖矿系统结合,形成完整方案。

在 Filenet 中有两种证明,状态证明(Proof-of-state)及检索量证明(Proof-ofretrieval),用以反映矿工的即时状态及其已创造的价值。

Proof-of-retrieval,简称 Pore,是一个汇总矿工数据分发频率的协议,它将间接反映 CDN 的消耗并在每个周期内定时更新。这种方法是单向的,无法相互检查矿工的真实情况。这些协议依赖零知识证明机制(Zero-Knowledge Proof),证明者(被验证者)能够在不向验证者提供任何有用的信息的情况下,使验证者相信某个论断是正确的。

2. 信用度度量

Filenet 网络选举矿工执行数据检索、数据分发、区块打包的任务时,依据的是各矿工的信用度值。

为保证各信用度等级的矿工都有机会被选中,同时发挥信用度的作用,我们采取了如下策略:信用度分等级,首先按照信用度等级进行初次选举,信用度等级越高,被选中的概率越高;初次选举后,即对同一级信用度的矿机实行等概率选举。矿工的信用度值计算公式:

信用度曲线

Filenet 的去中心化存储网络可以建立在诸多共识协议上,只要符合分发证明的验证即可。

3.通过 Podt 方式计算矿工的算力

因为在每个周期都会产生一个区块,矿工 Yn 都会被要求生产一个分发证明到网络,只有网络中的大多数验证通过,分发证明才会被添加到区块链中,随之 Filenet 全节点将更新矿工的空间信息,并将失效的记录删除,因此矿工的 Yn 的算力可以通过累加并检验矿工的分配情况确定。

对于大型节点,Yn 的算力可通过累计从创世区块到当前区块的关于 Yn 的所有分发记录得出。

同时,小型节点可以从可信的大节点处获取信息。矿工 Yn 的分发记录,将从最新的区块头部到创始块,在哈希树中进行排序——Merkle 路径将保证其真实性和完整性。通过这个方式,小节点可以把验证 Podt 证据的工作委托给网络。

如果矿工要恶意伪造自己的算力,就需要伪造自己的分发证明,这将执行 send 操作,并在操作中伪造虚假证明到区块链上。由于 send 有校验过程,如果能成功 send操作,那么 Filenet 就认为是真实的证明。因此 Filenet 完全是依靠 Podt 协议维护真实性,而在分发证明章节已经证明了 Podt 是安全的。

Filenet 通过算力达成共识。算力将采用 PoC+PoS 的模式,并把信任度、保证金额度和时长视作一种权益(Stake)。Filenet 将在每一个周期内通过概率选举出多名矿机共同出块,同时被选举的矿工会增值信任分。

POC+POS 是一种随机选举,无法预测,选举出矿工作用就是在一个区块周期创建区块并广播到全网,数据块以 DAG 的数据结构管理,因此区块越多主链越安全。

4. 共识机制算法

矿工通过上面的不等式来确认自己当前自己是否被选为出块者,其中公式 1 表达当前出块的时间生成一个随机数。根据时间生成一个随机数 hash,Yn 对 hash 值签名,然后再做一次 hash2 将 hash2 除以 2 的 L 次方,得到一个 0~1 之间的数字。

表达式 2 是本矿机在全网的算力比例,由此体现此共识机制的公平性。

每个参与者在一个出块周期内只有一次选举机会,所有选举都为随机选举。Random(t)是无法预测的。计算无法并行且不能被恶意操控。

由于需要私钥验证,恶意矿工将无法伪造其他矿工签名。

同时,挖矿过程是可公开验证的。如果矿机计算出自己为胜出者,那么他需要向全网提交验证证据,而任何时候矿机的算力和他产生的随机数 hash 值都可以被验证。

智能合约

Filenet 是面向开发者的一条公链,它为 DApp 提供了特殊的编程原语与存储的数据交互。这些原语包含在 EVM(以太坊智能合约虚拟机)内。由此,在智能合约中也可以访问有关数据位置,存储节点和矿工的信息。

全球首款基于 Filenet 网络开发的分布式存储 DApp“纸条”目前已经面市,该应用内所有聊天数据将以碎片化形式存储于全球任意节点、凭私钥调取,且应用内生态均以Fn 为支付代币进行流通、结算。

在该 DApp 内,所有用户数据(包括实时传输与存储)都将以高度隐私的安全级别得以留存。由于 IPFS 网络的特殊性,即使单个/小面积服务器遭遇不测,损失数据将完全能够通过私钥重新恢复并再次得以存储,不存在任何风险。

纸条 DApp 将颠覆当前互联网中心化社交 App 中的隐私及数据存储安全等问题。Filenet 的智能合约主要应用于矿工的持币。我们所开发的智能合约可能会通过 EVM(以太坊智能合约虚拟机)及 Solidity 来快速实现。

Filenet 本身具有实现智能合约机制的潜力,我们相信未来版本的 EVM 和 WASM 将会与 Filenet 的功能天然整合,并允许其他的主链在 Filenet 上受益。

1. 生态应用开发

目前大部分区块链项目都是基于 Ethereum 开发,在面对大数据并发和大存储的应用时束手无策,比如当需要开发去中心化的视频、游戏、直播平台,以及更广阔的物联网应用时。而基于 Filenet 的技术特点,能提供有效的解决方案。

我们开发这条公链是希望开发者能轻松开发自己的超级应用,践行自己改变世界的梦想,公链将持续优化开发语言,并提供 DApp 运行必要的存储空间和网络。

2. 通证分配

Filenet 总计 10 亿,其中:

80%作为矿工挖矿回报,根据挖矿进度逐渐分配,每 5 年减半。

10%作为技术社区代码贡献者研发费用,10 年内逐步解禁,线性释放。

7%用于投资 Filenet 生态 DApp。

3%用于奖励早期社区成员

关于更多Filenet信息:http://filenet.io/

更多区块链项目介绍:http://www.qukuaiwang.com.cn/news/xiangmu

风险提示:区块链投资具有极大的风险,项目披露可能不完整或有欺骗。请在尝试投资前确定自己承受以上风险的能力。区块网只做项目介绍,项目真假和价值并未做任何审核!

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