Filecoin原理与实现

本书系统介绍Filecoin的原理与实现，深入分析了Filecoin的底层运行机制。主要内容分三个部分：原理篇、实现篇和拓展篇。原理篇包括第1~7章，在简单介绍Filecoin的基础知识和技术发展的基础上，着重对Filecoin的设计和原理进行比较详细的阐述。实现篇包括第8~14章，讲述Filecoin的基础技术和实现。拓展篇包括第15~17章，讲述Filecoin的技术创新和生态探索。

推荐序
前 言
致 谢
原理篇 Filecoin原理与设计
第1章 Filecoin基础 2
1.1 Filecoin简介 2
1.2 Filecoin的使命 4
1.3 Filecoin网络基础和基本概念 6
1.4 本章小结 9
第2章 Filecoin的技术发展 10
2.1 站在巨人的肩膀上 10
2.2 《Filecoin白皮书》和技术演进 14
2.2.1 《Filecoin白皮书》 14
2.2.2 Filecoin证明系统 14
2.2.3 重构共识机制 15
2.3 主网启动 16
2.4 本章小结 17
第3章 Filecoin的证明算法系统 18
3.1 分布式存储的安全性 18
3.1.1 世纪存储的挑战 19
3.1.2 去中心化存储的优势 20
3.1.3 去中心化存储网络中可能存在的作弊行为 21
3.2 Filecoin的复制证明 21
3.2.1 前置概念 21
3.2.2 复制证明的实现 22
3.3 时空证明系统 25
3.3.1 前置概念 25
3.3.2 时空证明的实现 25
3.4 本章小结 29
第4章 Filecoin经济系统 30
4.1 海岛经济模型 30
4.1.1 数据市场 31
4.1.2 出口经济 31
4.1.3 市场参与者 32
4.2 基础设计原则 34
4.3 Filecoin经济模型中的反馈机制 35
4.4 初始参数 37
4.5 已验证的客户 38
4.6 本章小结 39
第5章 Filecoin中的共识算法 40
5.1 共识技术基础 40
5.1.1 共识机制—领导人选举 41
5.1.2 秘密单个领导人选举 41
5.2 Filecoin共识机制的模型设计 42
5.2.1 Filecoin共识 42
5.2.2 模型化创建区块存力 42
5.2.3 用时空证明保障数据的安全性 43
5.2.4 使用存力达成共识 43
5.3 预期共识算法的实现 44
5.3.1 预期共识中的Ticket 45
5.3.2 秘密领导人选举 45
5.3.3 生成选举证明 47
5.3.4 分布函数的选择 49
5.4 一些实现细节 51
5.4.1 生成选举证明 51
5.4.2 领导人选举核查 52
5.4.3 链的选择 52
5.4.4 共识错误 54
5.5 本章小结 55
第6章 Filecoin的其他基础组件 56
6.1 加密原语 56
6.1.1 消息及签名 57
6.1.2 ECDSA签名 58
6.1.3 BLS签名 58
6.2 可验证随机函数 59
6.2.1 随机数 60
6.2.2 从VRF中抽取票据 61
6.2.3 使用随机数 62
6.3 Filecoin引用的第三方库 63
6.3.1 Drand 63
6.3.2 IPFS协议 66
6.3.3 IPLD协议 66
6.3.4 libp2p协议 68
6.4 本章小结 68
第7章 Filecoin的存储和检索 70
7.1 存储的基础数据及构成 70
7.1.1 基础数据类型 70
7.1.2 存储市场合约 72
7.1.3 链上订单状态流转 74
7.1.4 存储及检索的数据流传输模型 76
7.2 存储市场 78
7.2.1 存储市场运作概述 78
7.2.2 存储客户端 79
7.2.3 存储服务提供者 80
7.2.4 存储过程中的抵押及其意义 81
7.2.5 存储过程中的状态变化 82
7.3 检索市场 84
7.3.1 检索市场运作概述 84
7.3.2 检索客户端 85
7.3.3 检索服务商 86
7.3.4 检索过程中的信任建立 87
7.3.5 检索过程中的状态变化 88
7.4 本章小结 89
实现篇 Filecoin的基础技术和实现
第8章 Filecoin区块链的节点实现 92
8.1 节点类型 92
8.2 节点本地存储 94
8.2.1 私钥存储 94
8.2.2 IPLD存储 95
8.3 节点的网络协议 96
8.4 节点的接口协议 97
8.5 节点的时钟 98
8.6 本章小结 99
第9章 Filecoin区块链的文件与数据 100
9.1 Filecoin的本地文件存储 100
9.2 Filecoin的数据片 101
9.2.1 数据片的数据结构 101
9.2.2 数据片表示 102
9.2.3 PieceStore抽象 104
9.3 Filecoin的数据传输 104
9.3.1 数据传输模块 105
9.3.2 术语 106
9.3.3 请求流程 106
9.3.4 数据结构 107
9.3.5 数据流实现样例 109
9.4 Filecoin的数据格式和序列化 114
9.5 本章小结 115
第10章 Filecoin区块链 116
10.1 Filecoin区块链系统的组成 116
10.2 区块 117
10.2.1 区块的结构 117
10.2.2 TipSet 119
10.2.3 链管理器 120
10.2.4 区块生产者 120
10.3 消息池 121
10.4 链同步 122
10.4.1 链同步概述 123
10.4.2 链同步术语 123
10.4.3 链同步状态机 124
10.4.4 对等节点发现 125
10.4.5 步进区块验证 125
10.5 存储算力共识 127
10.5.1 存储服务提供者 128
10.5.2 区块生产者 128
10.5.3 算力 128
10.5.4 信标项 129
10.5.5 随机票 130
10.5.6 最小区块生产者 131
10.5.7 存储算力Actor 131
10.6 本章小结 133
第11章 Filecoin区块链的虚拟机 134
11.1 Filecoin虚拟机的基本概念 134
11.2 Actor接口 136
11.3 状态树 137
11.4 消息 137
11.4.1 Actor的嵌套调用 137
11.4.2 语法验证 137
11.4.3 语义验证 139
11.5 运行时环境 139
11.5.1 收据 139
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