Filecoin の保管と検索トランザクションに関する簡単な説明

Filecoin ネットワークは、世界中に分散している数百のストレージ プロバイダーで構成されています。コンテンツ アドレス指定と暗号化によるストレージの証明により、データがマイナーのハードウェアに長期にわたって正しく安全に保存されていることを確認し、堅牢で信頼性の高いサービスを実現します。

この記事では、Filecoin における 2 種類のトランザクション (ストレージ トランザクションと取得トランザクション) の操作のさまざまな段階について説明し、そのライフ サイクルについて詳しく説明します。また、システムの参加者が約束どおりに動作していることを確認するために暗号証明をどのように使用できるかについても説明します。

ファイルコインに関するデータ

Filecoin にファイルを保存するには、まずローカルの Filecoin ノードにファイルをインポートする必要があります。このステップでは、コンテンツを説明する一意の ID であるデータ CID (コンテンツ識別子) が生成されます。その後、データはマイナーに渡されます。

ローカル Filecoin ノードへのデータのインポートは、lotus client import コマンドを使用して実行できます。生成されたデータ CID (後でローカル ノードで取得できます) を覚えておいてください。これは、後でマイナーからデータを取得するときに使用されます。

データをローカル ノードにインポートした後、ユーザーはトランザクションを開始する必要があります。このステップは、lotus client deal コマンドを通じて完了します。このコマンドは、データ CID を入力として受け取り、Filecoin ピースを生成し、対話形式でユーザーをガイドしてストレージ トランザクション プロセスを完了します。

Filecoin Piece は、ユーザーが Filecoin ネットワークにデータを保存するための主要な交渉単位です。 Filecoin Piece には特定のサイズはありませんが、セクター サイズで上限が設定され、ネットワーク パラメータによって制御されます。 Filecoin ピースがマイナーがサポートするセクター サイズより大きい場合は、各ピースがセクターに収まるように、より多くのピースに分割する必要があります。

ファイルコインピース

各 Filecoin ピースは、対応するデータ CID とピース CID を持つ IPLD DAG を含む CAR ファイルです。

CAR は Content Addressable Archive の略です。各 CAR ファイルは、IPLD DAG のシリアル化された表現であり、データ ブロックの文字列と、DAG グラフ (およびルート CID) を記述するヘッダー情報で構成されます。

ユーザーが Filecoin ネットワークにファイルを保存する場合、まず UnixFS を使用してファイルの IPLD DAG を作成する必要があります (これは lotus client import コマンドの役割です)。 DAG のルート ノードを表すハッシュは、データ CID と呼ばれる IPFS スタイルの CID です。

UnixFS は、IPFS 内のファイル、ディレクトリ、およびソフト リンクを記述するための protobuf ベースの形式です。 Filecoin では、UnixFS がファイル形式の標準であり、ファイルはこの形式で Filecoin ネットワークに送信されます。

生成された CAR ファイルには余分なゼロ ビットが埋め込まれ、ファイルがバイナリ マークル ツリーとして書き込まれます。

ストレージトランザクションプロセス

ユーザーはトランザクションを通じて Filecoin ネットワークにデータを保存し、アクセスします。マイナー（供給側）とユーザー（需要側）を含むネットワークの参加者は、トランザクションを保存したり取得したりすることで相互にやり取りします。

ストレージ トランザクションのライフ サイクルは次のとおりです。

1. 発見

ユーザーはまず、マイナーとその価格を決定します。これは、マイナーがトランザクションを受け入れるために受け取ることを希望する、エポック (30 秒) あたりの GiB あたりの価格であり、attoFIL で表されます。現在、Filecoin での取引の最小期間は 180 日です。

JSON RPC API を介して同期されたノードを照会し、Filecoin.StateListMiners メソッドを使用して現在アクティブなすべてのマイナーを一覧表示できます。ネットワーク内でのマイナーの評判と能力に基づいて選択できます。マイナーの評判指標はまだ Filecoin プロトコルに組み込まれていません。

マイナーを選択したら、Filecoin.StateMinerInfo などのメソッドを使用してマイナーの PeerID を取得できます。この PeerID は、libp2p プロトコルで相手との安全な接続を確立するために使用されます。

次に、Filecoin.ClientQueryAsk メソッドを使用して、署名された StorageAsk を取得できます。

結果には、受け入れられる Filecoin ピースのサイズの範囲や、エポックごとの GiB あたりの価格など、マイナーが受け入れる意思のあるトランザクションの詳細が含まれます。マイナーのストレージ要求に一致するストレージ取引を提案することは前提条件に過ぎず、取引が承認されることを保証するには十分ではないことに注意することが重要です。ストレージプロバイダーは、その後独自の決定ロジックを実行する場合があります。

2. 交渉とデータ転送

この段階で、両当事者は取引コスト、取引期間、取引開始時間などの取引条件について合意に達します。

その後、データはユーザーからマイナーに送信されます。

3. リリース

トランザクションは PublishStorageDeals メッセージを介してチェーン上で公開され、ストレージ プロバイダーがトランザクションに対して公に責任を負うことになります。

4. 終了

トランザクションがチェーン上に公開されると、マイニング サブシステムに引き渡され、セクターにパッケージ化されてカプセル化され、その後継続的に利用可能であることが証明されます。

ストレージマイニングサブシステム

ストレージ マイニング サブシステムは、Filecoin ネットワークのデータがマイナーによって効果的に保存されることを保証します。

• Filecoin ストレージ市場に参加し、ユーザーデータを引き継ぎ、ストレージ取引に参加します。

• Filecoin ストレージのコンピューティング パワーのコンセンサスに参加し、ブロックを検証および生成し、Filecoin ブロックチェーンを成長させ、ブロック報酬を獲得します。

システムは次のプロセスを監視します。

新しいストレージのコミットと新しいセクターの登録

Filecoin にセクターを登録するには、マイナーはセクターを封印する必要があります。カプセル化プロセスでは、複製証明または PoRep と呼ばれる証明の形式でデータの一意の表現を生成するために、大量の計算が必要です。証明が生成されると、マイナーはそれを圧縮し、その結果をブロックチェーンに送信します。これは、マイナーが保存することに同意したデータのコピーを実際に作成したことを証明します。

ストレージが継続的に利用可能であることを証明するために、すべてのストレージマイナーは、セクターが完全に保存されていることを確認するためにオンチェーン証明を継続的に送信する必要があります。

ストレージ障害の通知と回復において、セクターに必要な上記の証明が正常に送信されない場合、失敗となり、マイナーにペナルティが課せられます。

ストレージマイナーとユーザーを考慮すると、前述のように、ストレージトランザクションはチェーンに公開された後にのみアクティブ化され、パッケージ化されます。これは、トランザクションを投稿すると、ユーザーの資金がオンチェーン エスクローにロックされるため重要です。この方法でのみ、データがセクター内に封印された後にマイナーの収入が保証されます。

チェーン上でトランザクションを公開することは契約に署名することと考えることができ、トランザクションをカプセル化してアクティブ化することはコミットメントを履行する作業を開始することと考えることができます。

ユーザーの観点から見ると、Filecoin を使用してデータを保存する場合、トランザクションは通常、次の段階を経ます。

1. 取引の入金、ユーザーは資金をエスクローにロックする

2. マイナーに取引を提案する

3. 取引を受け入れる意思を確認する

4. データはトランザクションを行うためにマイナーに送信され、GraphSync プロトコルを通じて実行されます。 GraphSync は、ノード間で IPLD グラフを同期するためのプロトコルです。このプロトコルにより、ローカル ノードはリモート ノードに要求を送信して、リモート ノードの IPLD グラフ上のセレクタによる検索結果を取得できるようになります。 Lotus は GraphSync プロトコル実装 ipfs/go-graphsync を使用します。

5. 承認の確認 - マイナーがトランザクションを承認し、チェーン上で公開したことを確認します。

6. パッケージング - トランザクションはオンチェーンで実行され、マイナーはトランザクションを含むセクターをパッケージ化しているところです。

7. アクティブ - トランザクションは封印され、アクティブです。ここから、ストレージプロバイダー/マイナーは、データを継続的に保存していることを定期的に証明する必要があります。

ユーザーデータを保存してサービスを提供するマイナーの観点から見ると、トランザクションは通常、次の段階を経ます。

1. トランザクションの確認 - トランザクション提案を受け取り、そのパラメータ (サイズ、価格など) を確認します。

2. 資金がロックされているかどうかを確認します - ユーザーが取引の支払いのために資金をロックしていることを確認します。

3. データを待機中 - 顧客から提供されたトランザクション データを受信します。

4. オンチェーントランザクションのトランザクションに担保を提供します。

5. チェーン上でトランザクションを公開します。

6. セクターアクティベーショントランザクションをカプセル化するために、ストレージプロバイダー (マイナー) は、継続的にデータを保存していることを証明するために WindowPoSt を定期的に送信します。

• 検出 - ユーザーは、必要なデータを持っているマイナーを見つけ、取得見積もりの​​詳細（バイトあたりの価格、ブロック解除価格、支払い間隔）を尋ねます。

• 支払いチャネルの設定 - ユーザーはマイナーとの支払いチャネルを設定する必要があります (まだ存在しない場合)。

• データ転送と支払い - マイナーは支払いが必要になるまでユーザーにデータを送信します。一定のしきい値に達すると、支払い処理が要求され、その後データ転送が続行されます。マイナーがブロック ストレージにデータを持っているかどうかに応じて、最初にデータを封印解除する必要がある場合があります。これは、ストレージ トランザクションのセクションで説明した封印の逆の操作である、非従来型で即時に実行されない操作です。

• この時点では、ユーザーはまだ完全なデータを取得していません。

• ウィンドウポスト

• ウィニングポスト

• セクター障害料金: 障害状態にある各セクターによって毎日支払われます。この手数料の額は、セクターが 1 日に受け取ると予想されるブロック報酬の額よりもわずかに高くなります。セクターが 2 週間連続以上ダウン状態にある場合、そのセクターは解約料を支払い、ブロックチェーン状態から削除されます。

• セクター障害検出料金: これは、マイナーによって正直に報告されるのではなく、オンチェーン メカニズムによって障害が検出された場合に請求される 1 回限りの料金です。時空間証明チェックの確率的性質を考慮して、手数料は数日にわたる対応するセクターのブロック報酬に設定されます。

• セクター終了料金: セクターは、障害またはマイナーのイニシアチブにより、有効期限前に終了する場合があります。解約手数料は、原則として当該セクターが現在得ている収入と同額とし、長期セクターに支障をきたさないよう限度額を超えないものとする。