Что такое протокол доказательства репликации (PoRep)?

Доказательство репликации описывается как механизм консенсуса, который доказывает экосистемам блокчейнов, что майнер может хранить и представлять копии данных в выделенном пространстве хранения. Он объединяет два протокола консенсуса: доказательство пространства (PoS) и доказательство надежности (PoR).

Доказательство надежности (PoR) позволяет пользователям хранить данные на сервере, проверять, сохранены ли они, и, в конечном итоге, поддерживать извлечение данных. С другой стороны, доказательство наличия места (PoS), пример подтверждения емкости (PoC), позволяет пользователю передать пространство хранения сетевому серверу.

Блокчейн постоянно продвигает свои баннеры как децентрализованное и не требующее доверия финансовое решение. В технологию блокчейна уже было добавлено множество обновлений и инновационных инструментов для сохранения принципа децентрализованности. Блокчейн, будучи общедоступной сетью, работает на основе взаимодействия между операторами узлов, разработчиками, инвесторами и майнерами.

Поэтому важно иметь реализованные соглашения, которые поддерживают взаимное доверие между участниками. Соглашения в основном известны как механизм консенсуса. Они позволяют группам независимых узлов оставаться в курсе событий и проверять изменения в децентрализованной сети.

Соглашения дают операторам узлов право определять и принимать решения о следующих изменениях, которые будут реализованы в сети. В общем, каждый участник блокчейна ведет учет сетевых транзакций, что обеспечивает их синхронизацию и соединение.

В блокчейне активны многие механизмы консенсуса. Некоторые из них включают доказательство доли (PoS), доказательство важности (PoI), доказательство работы (PoW) и делегированное доказательство доли (DPoS). Другие известные механизмы включают доказательство пространства (PoS) и доказательство емкости (PoC).

В системе доказательства репликации участники сети желают присоединиться в качестве проверяющих и хранить много данных, поскольку они получают сетевое вознаграждение в обмен на пространство для хранения.

Некоторые критики систем доказательства или репликации (PoRep) настаивают на следующем. Хотя использование доказательства репликации поставщиками хранилищ повышает надежность (гарантирует, что данные доступны даже в случае сбоя узла), PoRep упускает из виду тот факт, что все реплицированные данные должны быть сохранены и передаваться каждый раз, когда в резервный пул добавляется новый узел, что может занимать дополнительное место.

Протокол доказательства репликации (PoRep) — это механизм консенсуса, который главным образом доказывает сетям блокчейна , что майнер может хранить и представлять копию данных в выделенном пространстве хранения. Он объединяет два других механизма консенсуса: доказательство пространства (PoS) и доказательство надежности (PoR).

Доказательство надежности (PoR) позволяет пользователям хранить данные на сервере, проверять, сохранены ли они, и поддерживать плавное извлечение данных. Напротив, доказательство пространства (PoS), пример доказательства емкости (PoC), позволяет пользователям передавать пространство хранения сетевому серверу.

Большинство механизмов доказательства пространства (PoS) позволяют пользователям демонстрировать наличие места для хранения даже ненужных файлов. В отличие от PoS, Proof of Replication (PoRep) позволяет пользователям хранить много информации в таких пространствах.

Более того, это гарантирует, что все сохраненные данные могут быть эффективно извлечены. Практически доказательство репликации (PoRep) объединяет доказательство надежности (PoR) с доказательством пространства (PoS). Этот комбинированный механизм очень полезен в децентрализованных сетях хранения данных и облачных вычислениях.

При хранении битов ненужной информации в механизме консенсуса Proof-of-Space (PoS) используется только половина доступного пространства для хранения данных. Напротив  протокол доказательства репликации (PoRep) использует доступное пространство для хранения полезной информации.

Обычно комиссии протокола доказательства репликации (PoRep) выше комиссий протокола доказательства пространства (PoS). Подобное обусловлено тем, что PoRep должен хранить полезную информацию вместе с ненужной информацией и извлекать файлы.

Технически пользователю требуется до 2N пространства для работы протокола доказательства репликации (PoRep). Пользователь использует 50% 2N для работы стандартного протокола PoS, который заполняет пространство случайными данными. Оставшаяся половина затем используется для хранения важной информации размером N и создания PoR файлов.

Доказательство репликации (PoRep) требует от пользователя создания k дополнительных копий хранимых файлов. Затем пользователю требуется пространство в кН для  совместного хранения k копий файла, а также еще одно пространство в кН для случайного хранения. Для передачи протокола требуется (k+1) N пространства для эффективного хранения случайных данных и всего одной копии файла.

PoRep имеет различные компоненты и свойства, такие же как и другие схемы ценообразования. PoRep является публично проверяемым, не подлежащим передаче на аутсорсинг, прозрачным и динамичным. Он ограничен по времени и поддерживает эффективную возможность извлечения. Примечательно, что PoRep позволяет любой стороне получить доступ к общедоступным данным через ключ проверки. Однако доступ к частным и тайно созданным данным и информации отсутствует.

Механизм не требует специального процесса для доступа к данным, обеспечивая оптимальную прозрачность. Динамическая функция PoRep позволяет пользователям извлекать и обновлять сохраненные данные и информацию без необходимости перезапуска протокола. Чтобы избежать инцидентов с мошенниками, майнеры должны предъявить и доказать полный PoRep в течение определенного времени.

PoRep также был идеально спроектирован для предотвращения передачи майнерами своих функций другим майнерам. Майнер не может претендовать на право собственности на работу других майнеров, поскольку личность доказывающего проверяется посредством  протокола проверки доказательств.

Примечательно, что механизм PoRep имеет одну основную функцию, которая эффективно работает в облачных хранилищах и децентрализованных сетях хранения. Доказательство репликации (PoRep) гарантирует, что хранимые файлы данных имеют реплику, независимую от исходного файла.

PoRep был разработан и использовался Protocol Labs, командой, стоящей за разработкой Filecoin. Интересно, что Filecoin PoRep был разработан, чтобы служить в первую очередь доказательством ресурса, а не доказательством работы (PoW). Майнерам это выгодно с финансовой точки зрения, поскольку они получают вознаграждение за сдачу в аренду простаивающих хранилищ.

Filecoin функционирует как доказательство хранения и доказательство пространства, которые немного различаются. В Filecoin единицы данных хранятся в секторах. Пользователи запечатывают определенные данные в секторе на диске в процессе постепенного кодирования и передают доказательство этого в блокчейн.

Опечатывание — это очень интенсивный объем работы, затрачиваемый на конкретное доказательство. Чтобы подделать подобное доказательство, ему нужно будет выполнить указанную работу, используя исходные данные, которые клиент хранит в Filecoin, в отличие от числовых хешей в доказательстве работы Биткойна.

Различия  между  протоколами доказательством репликации  и доказательства работы

До сих пор доказательство работы (PoW) считался самым популярным механизмом консенсуса в индустрии блокчейнов. В основном он был популяризирован дебютом сети Биткойн (BTC) в 2009 году. В этом механизме майнер (также называемый доказывающим) должен доказать валидаторам, что были проведены некоторые вычислительные усилия и работа.

PoRep, напротив, позволяет майнерам доказать, что на их оборудовании есть место для хранения и извлечения данных. Обычным примером PoRep является Filecoin (FIL). Filecoin позволяет пользователям сдавать в аренду дополнительное пространство для хранения в качестве вознаграждения за токены FIL.

Оба эти механизма консенсуса не поддерживают никаких самозванцев и эксплуататоров. PoW ориентирован на финансовую децентрализацию, а PoRep — на облачные хранилища. Никто не может вмешиваться в сохраненные данные и проверенные транзакции на PoRep и PoW соответственно.

Оба механизма защищены от организованной кражи данных, хакерских атак, атак Сивиллы и других киберпреступлений. Доказательство работы предотвращает удвоение расходов, а доказательство репликации препятствует де дупликации.

PoRep дает ряд преимуществ, среди которых:

Во-первых, доказательство репликации открывает для пользователя канал найма сервера для хранения дубликатов данных. Во-вторых, PoRep одновременно не позволяет пользователям хранить файлы одного и того же типа на нескольких серверах.

Это позволяет пользователям и серверам формировать единую децентрализованную сеть хранения, в которой хранятся все файлы. В отличие от большинства других централизованных облачных хранилищ, доказательство репликации защищает пользователей от атак аутсорсинга, атак Сивиллы и атак генерации.

Заключение

Интересно рассмотреть еще одно развитие технологии блокчейн. Исследование, внедрение и использование блокчейна расширяются с каждым днем. Такое взаимодействие блокчейна и облачных вычислений поможет ограничить и, в конечном итоге, устранить взломы централизованных банков хранения данных. Таким образом, ожидается, что скорость принятия децентрализованного пространства среди традиционных технологических компаний и энтузиастов повысится.

Filecoin — популярный вариант использования PoRep. Он служит децентрализованной возможностью заработка для участников. Этот механизм присоединяется к ряду других методов заработка на блокчейне,  среди которых P2E и децентрализованное финансирование (DeFi).

В частности, необходимо принять меры регулирования для контроля тарифов на хранение майнеров, тем самым увеличивая их преимущества перед централизованными компаниями облачного хранения.