FIL:Filecoin區塊鏈與區塊的詳細基礎知識_spectrecoin

Filecoin區塊鏈是一個分布式虛擬機，在Filecoin協議中實現共識、處理消息、核算存儲并維護安全。它是連接Filecoin系統中各個參與者的主接口。

Filecoin區塊鏈系統包括：

1）一個消息池子系統，節點用于跟蹤和傳播礦工聲明要包含在區塊鏈中的消息。

2）用于解釋和執行消息以更新系統狀態的虛擬機子系統。

3）狀態樹子系統，管理其創建和維護的虛擬機從給定子鏈中確定生成的狀態樹。

4）一種鏈同步susbystem，它跟蹤和傳播經過驗證的消息塊，維護一組候選鏈，礦工可以在這些候選鏈上進行挖掘，并對傳入的區塊進行語法驗證。

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5）一種存儲能力共識子系統，它跟蹤給定鏈的存儲狀態，并幫助區塊鏈系統選擇要擴展的子鏈和包含在其中的區塊。

區塊鏈系統還包括：

1）一種鏈管理器，它維護給定鏈的狀態，為其他區塊鏈子系統提供設施，這些子系統將查詢有關最新鏈的狀態以便運行，并確保入鏈的區塊在包含到鏈中之前經過語義驗證。

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2）一種區塊生成器，在成功地進行領導人選舉時被調用，以便生成一個新的區塊，在將當前最重的鏈轉發給同步器進行傳播之前，該區塊將擴展當前最重的鏈。

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從高層次來看，Filecoin區塊鏈通過連續幾輪的領導人選舉而發展壯大，在選舉中，許多礦工被選舉產生一個區塊，加入區塊鏈將為他們贏得區塊獎勵。Filecoin的區塊鏈依靠存儲能力運行。也就是說，礦工通過其共識算法來確定要開采的子鏈取決于該子鏈的存儲量。在高層，“存儲功率共識”子系統維護一個功率表，跟蹤存儲礦工參與者通過扇區承諾和時空證明為網絡貢獻的存儲量。

區塊：

區塊是Filecoin區塊鏈的主要單元，大多數其他區塊鏈也是如此。區塊消息直接與Tipsets鏈接，Tipsets是區塊消息的組。下面我們將討論區塊消息的主要結構以及在Filecoin區塊鏈中驗證塊消息的過程。

Filecoin區塊鏈中的區塊結構包括：i）區塊頭，ii）區塊內的消息列表，以及iii）簽名消息。

注意：區塊在功能上與Filecoin協議中的區塊頭相同。雖然區塊標題包含指向完整系統狀態，消息和消息回執的Merkle鏈接，但可以將區塊視為該信息的完整集合。由于完整區塊的大小很大，因此Filecoin區塊鏈由區塊頭而不是完整區塊組成。

區塊頭是區塊的規范表示。區塊頭在礦工節點之間傳播，從區塊頭消息中，礦工擁有應用關聯的FullBlock狀態和更新鏈所需的所有信息。為了能夠做到這一點，需要包含在區塊頭中的最小信息項集包括：礦工地址、票證、時空證明、IPLDDAG中此塊的父級CID，以及消息自身的CID。

消息結構必須包括源和目的地地址、Nonce和GasPrice。

在將消息傳遞到鏈同步邏輯之前，還將對其進行驗證。

除了驗證消息的簽名外，沒有對區塊中包含的消息進行語義驗證的方法。如果一個區塊中包含的所有消息在語法上都是有效的，那么可以執行這些消息并生成一個回執。

鏈同步系統可以分階段進行語法和語義驗證，以減少不必要的資源消耗。

如果以上所有測試都成功，則區塊將被標記為已驗證。最終，無效區塊不得進一步傳播或驗證為父節點。

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