5、物联网与区块链技术中的数据存储、隐私与安全

物联网与区块链技术中的数据存储、隐私与安全

1. Filecoin 数据存储机制

1.1 交易流程

Filecoin 中，客户和存储矿工通过订单簿进行交易。客户下出价订单，存储矿工下要价订单，订单记录在 Filecoin 维护的单独订单簿上，防止区块链出现瓶颈。当双方订单匹配时，客户和存储矿工达成交易，并将交易记录到区块链上。

数据存储过程如下：
1. 数据分片存储，同时有分配表跟踪数据片段及其关联扇区，分配表在每个块更新，其哈希值记录在区块链网络的最新块上。
2. 数据从客户传输到矿工，传输完成后进行验证，确保符合交易参数。
3. 数据上链后，矿工生成复制证明并密封扇区以保证安全。密封是将扇区转换为与 Filecoin 矿工公钥关联的原始数据唯一副本的操作，此过程对矿工提交连续证明很必要。
4. 客户可以通过复制存储的数据实现容错。
5. 检索矿工在解封扇区后可检索数据，部分 Filecoin 客户端（如 lotus）会同时保留解封和密封副本以加快数据检索，但这不是协议可验证部分。
6. 服务付款通过订单簿进行链下支付，仅在出现纠纷时使用区块链。

1.2 容错机制

Filecoin 实现了拜占庭容错，故障分为管理拜占庭故障和存储拜占庭故障。
- 存储提供商需为外包数据存储提供持续证明，由拜占庭协议（BA）验证。BA 可容忍最多 f < n/2 个故障节点（f 为故障数，n 为节点总数），管理故障在管理协议中具有 (f,n) 容错性，优于传统拜占庭协议（f < (n - 1)/2）。违反协议会导致矿工被处罚，数据重新分配。
- 存储故障是 P