什麼是存儲證明以及它們如何驗證數據是否正確存儲？

了解區塊鏈系統中的存儲證明

1. 存儲證明是用於驗證數據是否在去中心化網絡中正確存儲的加密機制。這些證明確保節點或存儲提供商實際上正在存儲其聲稱持有的數據，而不需要各方之間的信任。

2. 在區塊鍊和分佈式賬本技術中，特別是在 Filecoin 或 Arweave 等去中心化存儲平台中，存儲證明在維護網絡完整性方面發揮著關鍵作用。它們可以防止惡意行為者在收到付款後謊稱存儲容量或刪除數據。

3. 存儲證明背後的核心思想是挑戰存儲提供商證明在給定時間擁有特定數據。這是通過重複的可驗證挑戰來完成的，這些挑戰要求提供者根據完整的數據集生成證明。

4. 存在兩種主要類型的存儲證明：複製證明（PoRep）和時空證明（PoSt）。 PoRep 確保數據已被複製到唯一的物理或虛擬空間，而 PoSt 證明數據隨著時間的推移持續存儲。

5.這些證明依賴於先進的密碼學，例如零知識證明和 Merkle 樹結構。它們允許在不暴露實際數據的情況下進行驗證，在確保正確性的同時保護隱私。

複製證明如何工作

1. 當用戶將數據上傳到去中心化存儲網絡時，系統要求存儲提供商創建數據的多個唯一副本，即使原始文件跨節點複製。

2. 複製過程涉及對原始數據進行隨機編碼，創建無法從其他副本派生的唯一副本。這可以防止提供商通過刪除重複數據來節省空間。

3. 編碼後，提供者會生成一個加密承諾——代表密封副本的哈希值。該承諾被提交給區塊鏈作為存儲設置的證明。

4. 為了驗證，網絡發出質詢，請求副本的特定段。提供者必須以 Merkle 證明進行響應，顯示所請求的段屬於已提交的副本。

5.使用獨特的密封流程和可驗證的承諾，確保每個存儲提供商都維護一個獨立的副本，使得作弊在計算上不可行。

時空證明的作用

1. PoRep 驗證初始存儲，而時空證明則確認數據隨著時間的推移持續存儲。它將基於時間的檢查點與空間驗證相結合，以證明持續的監管。

2. 網絡定期選擇隨機存儲提供商並發出挑戰，要求他們生成其數據仍然完整存在的證據。

3. 這些挑戰是非交互式的，可以由網絡上的任何節點進行驗證。該證明包括鏈接過去和當前存儲狀態的時間戳和加密證據。

4. 通過聚合多個 PoSt 實例，網絡可以高度確信數據在長時間內持續存在，而無需持續監督。

5.這種持續的審計機制可以阻止偷懶行為，確保去中心化存儲生態系統的長期可靠性。

挑戰和安全考慮

1.一個主要問題是生成和驗證存儲證明所需的計算開銷。提供商必須平衡資源使用和盈利能力，尤其是在競爭激烈的市場中。

2. 另一個風險是潛在的“深度偽造”存儲攻擊，即提供商使用快速重新計算來模擬存儲，而不是保留實際數據。

3. 安全實現需要硬件級密封和時間鎖定難題，從而使實時重建變得不切實際。

4. 網絡延遲和同步問題可能會影響質詢響應時間，可能導致誠實提供商的錯誤削減。

5.穩健的協議包含冗餘、延遲容忍和經濟懲罰，以保持證明驗證的公平性和安全性。

常見問題解答

如果存儲提供商未能通過證明挑戰，會發生什麼？

如果提供商在挑戰期間未能提交有效證明，他們將被視為離線或不誠實。該網絡通常會施加處罰，包括失去質押抵押品或區塊獎勵，以阻止疏忽或欺詐。

存儲證明可以在沒有區塊鏈的情況下工作嗎？

是的，存儲證明的底層密碼學可以獨立於區塊鏈運行。然而，區塊鏈提供了一個無需信任、透明且自動化的環境，用於發出挑戰、記錄證明和執行激勵措施，這使其成為大規模部署的理想選擇。

存儲證明容易受到量子計算的影響嗎？

當前的實現依賴於哈希函數和橢圓曲線密碼學，這在一定程度上容易受到未來量子進步的影響。後量子加密替代方案正在研究中，以確保存儲驗證系統能夠長期抵禦量子攻擊。