[发明专利]使用中本聪共识实现文件复制证明方法、设备及存储介质

说明书

本发明提供了一种使用中本聪共识实现文件复制证明方法。所述使用中本聪共识实现文件复制证明方法，包括根据工作量编码单位长度L、数据原文m以及复制者的节点标识id，使用中本聪共识方法生成数据原文m的复制编码r；将复制编码r以及复制编码r的摘要信息提交到第一存储区保存，将数据原文m的摘要信息提交到第二存储区保存。本发明提供的使用中本聪共识实现文件复制证明方法将数据文件原文内容转化为每个复制存储节点的复制编码形式加以存储，能够让复制者诚实并且真实的存储文件，有效防止了复制者的欺诈攻击，而且工作量证明和文件编码可以同时进行。可以被用在使用中本聪共识文件存储、以及无信任基础的多方合作数据保存验证和协作等领域。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种使用中本聪共识实现文件复制证明方法、设备及存储介质。

背景技术

2008年，化名为“中本聪”(Satoshi Nakamoto)的学者，发表了《比特币：一种点对点电子现金系统》的论文，奠定了区块链技术的基础。区块链是由区块链网络中所有节点共同参与维护的去中心化分布式数据库系统，它是由一系列基于密码学方法产生的数据块组成，每个数据块即为区块链中的一个区块。根据产生时间的先后顺序，区块被有序地链接在一起，形成一个数据链条，被形象地称为区块链。

区块链由其特别的区块和交易产生、验证协议，具有不可更改，不可伪造、完全可追溯的安全特性。因此，使用中本聪共识实现文件存储技术在近年来得到迅猛发展。这其中，Filecoin成为这一领域的标杆产品，Filecoin旨在成为一个分散的存储网络，允许用户在公开市场上买卖未使用的存储。Filecoin的核心技术在于复制证明和时空证明，另外还需要零知识证明参与，对参与的硬件设备要求较高。尤其是复制证明，需要解决的一个核心问题在于，一个不被完全信任的复制者131(存储节点)，在没有保存持有者110(存储需求节点)指定的数据文件的情况下，声称参与保存了指定的数据文件的复制拷贝，然后所述复制者131通过几种手段来欺骗验证者(验证节点)140，使得验证者相信所述复制者131真实的保存了指定的数据文件。这些欺骗方法大致分为几类：

1.外包，当所述验证者140试图提问所述复制者131，需要所述复制者131提供指定的数据文件的全部、部分内容或内容的哈希等。此时，所述复制者131本身并没有存储所述指定的数据文件内容，但是通过其他复制者132保存的文件内容，成功完成了欺骗。

2.生成，当所述指定的数据文件的内容本身有一定的规律，例如，一个文件中存储的内容全部是空格字符，或者内容是一个等差数列。这类文件交给所述复制者131，所述复制者131可以不存储，而在所述验证者140提问的时候，使用特定的算法或程序即时生成，从而达到减少使用存储空间的目的。

其中，复制者131、132通过文件存储系统网络120与所述持有者110、验证者140建立连接，所述文件存储系统(InterPlanetary File System,又称星际文件系统)是一个互联网的底层协议，类似HTTP协议。

为了避免上述问题的产生，以使得复制者真正存储了指定的数据文件，现有技术中Filecoin提出的复制证明方案，通常采用编码慢，解码快的核心思想，让复制者更愿意保存编码后的复制副本，而不是编码之前的原文。其中一种复制证明方案为链式(chain)，其基本原理都是将原始数据分块成若干个小数据块，不同的数据块之间引入相互依赖关系，以此类推；在此基础上，进一步改进的复制证明方案还有stacked DRG以及zigzag DRG、VDF等方案，后者进一步压缩了解码验证的复杂度并提高了随机性。比如zigzag DRG，首先将原始数据依次分成一个个小数据块，每个小数据将被计算出一个散列值，小数据本身也将散列值作为加密种子来进行编解码，这些小数据的散列值按照DRG(Depth Robust Graph)建立连接关系。因此，这样在编码过程就无法并行，从而速度变慢，使得编码过程不至于太慢，同时减少复制者缓存部分数据的作弊行为。