深度解析IPFD&Filecoin共识机制优越性！

众所周知，区块链被称为价值互联网的基石，而共识机制则是区块链的核心要素，也是区块链的魅力所在，Filecoin作为受投资人热捧的区块链项目，其共识机制着实让不少人着迷。

01什么是共识机制

?区块链，用通俗的话来讲，就是一个去中心化的账本。在这一体系里，人人都可参与记账，而规定大家记账规则的就是“共识机制”，

这个机制是为了解决各节点（记账人）互不信任，但又需要合作而产生的。这样，区块链就可以实现去第三方信任，空前地解放价值流通与价值交换。

区块链的自信任主要体现于分布于区块链中的用户无须信任交易的另一方，也无须信任一个中心化的机构，只需要信任区块链协议下的软件系统即可实现交易。

这种自信任的前提是区块链的共识机制( consensus)，即在一个互不信任的市场中，要想使各节点达成一致的充分必要条件是每个节点出于对自身利益最大化的考虑，都会自发、诚实地遵守协议中预先设定的规则，判断每一笔记录的真实性，最终将判断为真的记录记入区块链之中。

换句话说，如果各节点具有各自独立的利益并互相竞争，则这些节点几乎不可能合谋欺骗你，而当节点们在网络中拥有公共信誉时，这一点体现得尤为明显。

区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法，在机器之间建立“信任”网络，从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。

共识可简单理解为，不同群体所寻求的共同的认识、价值、想法等，在某一方面达成的一致意见。共识机制就是确定达成某种共识和维护共识的方法。

区块链解决了在不可信信道上传输可信信息、价值转移的问题，而共识机制解决了区块链如何分布式场景下达成一致性的问题。

02 Filecoin共识机制

Filecoin采用混合共识机制：以预期共识(EC)为主，复制证明(PoRep)及时空证明(PoSt)为辅。

预期共识每一轮选举一名或者多名矿工来创建新的区块，矿工赢得选举的可能性跟矿工当前的存储能力成正比。预期共识具备公平性、不可预知性及可验证性。

每一轮选举为一个纪元(epoch)，预期共识机制为Filecoin网络预设一个出块的期望值，每一个纪元（epoch）生成区块的期望值为1，意味着一个纪元可能出现空块或多个区块产生的情况。

因此在Filecoin区块链，每个区块高度对应到的是一个区块集合(Tipset)，每个区块集合包含数量不定的区块。这种链式结构为有向无环图 (DAG)。

Filecoin对每个生成的区块赋予权重，权重最大的链成为主链。区块权重取决于两个因素：一是父母块(Parents Block)的数量；二是链的存储能力。由于Filecoin有抵押机制，矿工会倾向挖父母块最多且乘载最高存储能力的链，实现有效收敛。

Filecoin采用预期共识有两个好处 ：第一是交易效率高，矿工工作不会被浪费。第二是可以控制分岔。Filecoin通过权重和抵押机制来促使矿工选择一条最有效的链，对同时挖多个链的矿工进行惩罚。

在预期共识中，矿工赢得选举的可能性跟矿工当前的存储能力成正比。矿工的存储能力则是利用时空证明(PoSt)及复制证明(PoRep)来证明。

时空证明可以利用证明链及时间戳证明矿工在一定时长内存储数据，即使验证者不在线，也能够在未来去验证矿工在该段时间内生成了证明链，有效防止临时生成数据攻击。

复制证明可以证明数据已经在一个特定的扇区创建成功。并且防范三种攻击：一是女巫攻击；二是外部数据源攻击；三是生成攻击。复制证明避免让矿工可以透过不同方法让自身存储数据小于承诺存储数据，以获得额外报酬。

总之，Filecoin系统的复制证明与时空证明是区别于其他区块链项目的核心协议，它们也从根本上定义了Filecoin是一个合理高效、去中心化的系统。

Filecoin的共识机制体现出公平性、保密性和公开可验证性。按照目前的项目进展，Filecoin主网即将上线，届时，Filecoin的共识机制所能带来优越性都将得到验证，让我们拭目以待吧！

本文来源：IPFS先东科技
原文标题：深度解析IPFD&Filecoin共识机制优越性！

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编译者/作者：IPFS先东科技

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