一文详解Filecoin Virtual Machine

Filecoin在过去的一年已经初步建立了健壮的分布式网络，吸引了越来越多的项目和团队使用Filecoin网络进行存储，也进一步验证了Filecoin承受巨大的数据压力和平稳运行的能力。

近日，Filecoin推出虚拟机，实现智能合约功能。这意味着，未来会有更多的数据存储进来，有效推进Filecoin生态的进一步发展！相信大部分人对于FVM这个概念是模糊的，下面一起来看看协议实验室是怎么说的。

以下是视频内容原文：

Filecoin网络是一个以存储和检索为中心的网络，我们可以把这两个模块看作堆栈的layer 0。目前，Filecoin能够为人类最有价值的数据提供可靠的存储和检索。Filecoin网络目前提供了12+Eib的存储容量，拥有3400+的存储提供商。

但储存只是开始。今天要向大家介绍和宣布Filecoin的最终目标是让用户能够在Filecoin区块链上部署自己的智能合约，我们称之为Filecoin编程模型中的参与者。这引入了执行链上计算和状态的能力，类似于Filecoin能力堆栈中的layer 1。

一旦拥有了layer 0（即存储层），和layer 1（即链上计算），将会有许多新的下游案例可以出现在链上或链外，这些链外案例就是我们所说的layer 2，它们是计算数据这类的产品。

上图展示了一些最强大的案例，这些案例是Filecoin所支持的，这些都是我个人非常感兴趣的案例。例如Data DAOs、Dataverse和标记化数据集等，NFT被铸造并存储在Filecoin网络下。想象一下，任何人都可以编写一份新的智能合约，它可以进行新的交易，以维持特定数据的特定数据集的复制，或者是将数据添加到网络中。

如果你熟悉现在的Filecoin，那你应该知道客户必须找到提供商来存储他们的数据。但是反过来想象一下，客户发布赏金，并且让提供商竞争存储那些数据，目前这些案例是办不到的，但在FVM 的layer 1可能实现，并且在存储上分层。像期货和衍生品这样的东西，构成了DeFi，例如，贷款给提供商提供质押或时间检索永久存储。现在你可以思考一下这些可能性，有非常多的东西可以建立在FVM上，这是一件令人振奋的事。像这样的案例，实际上很难使用集中式和云存储解决方案来构建，这也正是Filecoin和FVM真正出彩的地方。

Dataverse通过标记数据集启动数据集经济，捕获这些数据集的价值来传递给社会，如果这些通证被收集，并在对等之间交换以请求对这些数据进行诸如计算这类的操作，比如验证、转换、特征检测及提取机器学习分析等方面，现在将这些过程链接在一起，再将这些价值复合，并迭代增加这些数据集的价值。直观的来说，只是为了把它们叠加起来，在链上部署以实现自动管理、维护、保存那些对人类非常有价值的数据集。

另一个非常有趣的案例是Replication works，你可以想象一下，获取一条数据，确保通过网络复制n倍,并遵守和使用用户定义策略的智能合约，该策略包含诸如区域选择、延迟、价格或者其他特性。它可以解决当前网络中的一个痛点，客户如果想要存储和复制一段数据给很多提供商，他们必须将该段数据传输给每一个供应商，因此Rreplication works可以用一种无需信任的方式将数据传输成本分担给所有参与者，从而降低数据成本。

真正令人激动的是，能够将layer 2 系统提交到Filecoin区块链的layer 1，这为解决方案提供了共识支持的承诺和可证明性设施。例如：Bridge、Textile Bridge、NEAR、Ethereum、Polygon以及目前在没有layer 1承诺的情况下，在Filecoin网络上完成集成的系统。但实际上是为了使layer 1具有端到端、可证明和和可溯源的特性，整个的过程中layer 2可以提交就显得尤为重要。

其中，Smarter storage markets正在为存储市场带了更丰富的功能。例如，当交易到期时，自动更新交易；当交易被削减时，能够更新交易而无需重复数据传输，进行自我修复。或者是，提供商出现失败的扇区，想要恢复这些数据时，不再需要客户重复发送数据给他们，而是利用数据库在此发送数据。或者是，为客户重新尝试交易，将他们的交易数据发送到数据库，并支付一小笔费用，让交易数据被传输，再将数据满意地交付给提供商。

当提供商有失败的扇区，他们想恢复这些数据。而不是让客户再次发送数据给他们，他们可以利用这些复制工人，再次发送数据。诸如时间锁定检索这一类的事物，使存储处理在特定时间窗口之前，任何人都无法检索的数据。Filecoin网络中有那么多的提供商，你如何选择你想要处理的服务质量保证、性能、延迟等，生态系统中已经有很多解决方案了。但想象一下，我们能够构建一个覆盖网络的节点，这些节点可以巡逻网络，进行观察，并将他们记录在区块链上，以便声誉系统能够以无需信任的方式计算。而且，如果出现任何分歧，它们可以被追踪。

此外，Decentralized作为一个是去中心化、可验证的计算。一旦你开始在Filecoin区块链上添加计算，会在结束同时拥有计算和存储，这就是Filecoin网络的优势与差异化之一。想象一下，如果能够定义计算，并将其应用于数据、执行激励直到最后，并证明结果和输出是可验证正确的，并将所有这些与我之前提到的关于数据库、数据集标记化的概念联系起来，你会发现，计算被推倒了边缘，推向了拥有数据的供应商，有一个激励机制、可证明性网络来验证你的结果是正确的。

因此layer 1可编程性将释放和下放无限创新的机会，Filecoin社区有非常大的创造力，在过去一年表现相当好，所以我很肯定，在FVM推出后，会涌现出更多的创意在Filecoin网络上。

FVM它将链上所有的创新成为可能.过去的这段时间，社区成员及研发人员对FVM架构和设计进行了完善和设计。回顾过去，FVM和layer 1可编程性已经走了很长的一段路，真正让Filecoin对FVM采取行动，是由于开发人员、存储提供商、合作伙伴及整个生态对于FIP-113提案的积极反应。

就像之前说的，用户可编程性从一开始就一直是Filecoin路线图的一部分，但达到今天的成就并不容易，在主网启动前，Filecoin已经开发了6年时间，只是为了建立一个安全且去中心化的存储网络。这个过程中，我们必须解决诸如空间证明、时间证明、复制证明、预期共识、zk-SNARK等方面的挑战。当时我们还不清楚FVM的未来，在过去的时间，我们专注于layer 0，即存储和检索层，静待虚拟机生态系统的发展趋势，现在的整合，只是为了给研发一些灵感。

FVM有以下几个关键概念：虚拟机管理程序模型激发了FVM的架构和管理程序轮廓化，在公共基础层上以隔离的方式，托管多个运行程序的能力。此外，还有一点是关于计算方面的，它也是未来区块链竞争的方向。随着时间推移，运用函数式方法、健康的功能、自愈机制、位置透明性和消息传递模型，在区块链上构建可并行计算。现在，只是给你一个FVM技术设计的概述，FVM基本上是基于网络构建，为此，我们还研究了AR、Javascript、安全及FVM核心层的其他内容。

此外，对不熟悉WASM的用户来说，它是一种便携式执行格式，最初是为web而构建，旨在取代Javascript，但它已经超越了原有的设定。因此我们也相信，它可以帮助我们加速，巩固和协助我们与合作伙伴构建一个区块链社区。

FVM的一个关键方面是要高效地与IPLD状态树数据交互。目前本地用户可以使用WASM语言编译。当然，这并不意味着可以使用任何编写器没有使用的语言，因为必须考虑某些语言的运行成本。目前我们认为RUST是一种简洁和友好的WASM,所有我们构建的SDK主要参考SDK和RUST。

FVM的另一个关键方面是它支持国外运行时间的国外VM。需要着重强调的是，我们正在努力探索，尝试推出具有兼容性、开箱即用的FVM，且已经在Filecoin社区看到了关于要求支持EVM和Solidity开箱即用的兼容性。因此，我们将它做为一个优先事项，FVM研发人员将以太坊智能合约直接部署到Filecoin区块链中，这是一件非常有意义的事，以太坊社区目前已经累计了大量有用的数据。且随着时间的推移，经过安全审计的智能合约，将他们部署到Filecoin区块链上，会是一个很好的开始。对于FVM的开发人员来说，以太坊生态系统拥有大量的开发工具，将诸如：TRUFFLE、REMIX等，融到到更多的想法和插件中。其中稳定的智能合约可以更快捷的接入到Filecoin系统。

以上只是展示了我们如何通过EVM和WASM的技术层面实现FVM，而不是直接处理Solidity，这就确保了真实性和奇偶校验，并降低了将Solidity存在的风险过度到WASM，我们具体考虑采用Sputink VM项目的编译路径，它最初也被NEAR项目采用。目前我们围绕EVM和FVM模型之间的映射仍然存在很多困难，但我们有信心解决它。

目前，它很少触及到数据超本身，我们考虑将FVM视为IPLD数据的计算引擎。Filecoin状态数和actor状态IPLD对象，FVM本质上是对这些输入执行计算以产生输出，因此构建库、原语与IPLD数据交互是最核心关键的事，我们也在考虑基于IPLD接口描述语言来描述接口。值得一提的是，该虚拟机并没有直接绑定到Filecoin，也没有紧密耦合到Filecoin。它还可以应用于IPFS和IPLD本身等场合。

另外，我想说的一点是用户定义的actor将成倍增加，区块链空间的需求也将急剧增加。而协议实验室正在进行重要的研究，诸如具有并行执行的分片和分层共识这一类的内容，这对FVM在调用模式等方面有重大的影响。

FVM 开发路线图的近期阶段如下：

阶段 0：在主网上的非可编程 FVM 的 Canary 启动，在参考实现 (Lotus) 的功能标志或分支之后，仅运行系统参与者。兼容现有链，无需协议升级。该阶段计划于 2021 年第四季度交付。

阶段 1：协议分叉以在用户可编程之前引入准备性更改，包括 gas 计划和架构调整。到此阶段结束时，网络的 100% 应该运行 FVM 支持的系统参与者。该阶段计划于 2022 年第一季度上线。

阶段 2：为本地和 EVM 外国参与者引入用户可编程性。该阶段计划于 2022 年第二季度上线。

阶段 3：重新设计系统参与者和更深入的协议更改，以便更轻松地针对系统参与者进行编程。该阶段计划于 2022 年第二季度上线。

 结尾 

Filecoin正在实现智能合约的功能，因其作为数据存储的天然优势，能为各类区块链应用提供廉价、安全、快速、永远的存储，大量的应用就能在Filecoin链上开发和发展，未来将会带来生态的巨大繁荣！