概述

注意： 代码未经审计，不可用于生产环境，使用风险自负。

此存储库是一个农民的实现，旨在与实现Spartan证明容量（PoC）共识的单独客户端一起工作。PoC是一个基于磁盘空间的共识的通用术语，包括空间证明、存储、时空和复制。农民在证明工作区块链中类似于矿工，但它不是浪费CPU周期，而是浪费磁盘空间。此代码的大部分基于我们早期的实现subspace-core-rust。

此工作得到了Web 3 Foundation资助，用于开发Substrate框架的PoC共识。它专门设计用于与基于substrate-node-template的substrate客户端spartan-client一起使用。

Spartan是实现将Subspace作为Polkadot网络上的一条平行链的更大目标的垫脚石。Subspace是一个证明存储区块链，解决了农民的困境，了解更多请阅读我们的白皮书。

关于绘图的一些注意事项

绘图时间

绘图时间大致与主机系统的核心数量和时钟速度成正比。平均而言，创建1GB绘图需要约1分钟，创建1TB绘图需要约18小时，但这些数字将取决于所使用的系统。这很大程度上独立于使用的存储介质（即HDD、SATA SSD、NVME SSD），因为它主要是一个CPU密集型任务。

磁盘磨损

某些PoC协议需要在磁盘上多次遍历才能绘图。例如，一个100GB的绘图实际上可能消耗几个TB的写入，并缩短磁盘的预期使用寿命。在Spartan中不是这样。绘图在启动时单次遍历创建。

存储开销

除了图表外，还使用RocksDB在磁盘上存储了一个小的二叉搜索树（BST）。这大约增加了1%的存储开销。因此，创建一个1GB的图表实际上会消耗大约1.01GB的存储空间。

使用Docker运行

使用spartan-farmer最简单的方法是使用容器镜像

docker volume create spartan-farmer
docker run --rm -it --mount source=spartan-farmer,target=/var/spartan subspacelabs/spartan-farmer --help

spartan-farmer是存储图表和身份的卷，它只需要创建一次。

手动安装和运行

除了Docker，您还可以通过使用cargo编译来本地安装spartan-farmer。

注意：目前这只能在Mac和Linux上工作，不支持Windows。

如果您之前尚未安装gmp_mpfr_sys crate，请按照以下说明进行操作。

Linux上的RocksDB需要LLVM/Clang

sudo apt-get install llvm clang

然后使用Cargo安装framer

cargo +nightly install spartan-farmer

注意：上述命令目前需要nightly编译器，如果您还没有安装，请确保安装它

rustup toolchain install nightly

使用方法

此处假设您已安装本地二进制文件，但也可以轻松地将它们适配到使用Docker。

使用--help来查找所有可用命令及其选项

spartan-farmer --help

创建新的图表

spartan-farmer plot <optional parameters> <piece-count> <seed>

这将创建一个1GB的图表

spartan-farmer plot 256000 test

有关所有支持的选项，请检查帮助

spartan-farmer plot --help

默认情况下，图表将写入操作系统特定的本地数据目录。

Linux
$XDG_DATA_HOME or                   /home/alice/.local/share
$HOME/.local/share 

macOS
$HOME/Library/Application Support   /Users/Alice/Library/Application Support

Windows
{FOLDERID_LocalAppData}             C:\Users\Alice\AppData\Local

启动农民

RUST_LOG=debug spartan-farmer farm

这将连接到本地节点，并尝试在每次槽通知时解决。

注意：在启动农民之前，您需要运行一个spartan-client节点，否则它将无法启动

设计

农民有两种模式：绘图和耕作。

绘图

1. 从简短的种子创建一个创世块。
2. 生成一个新的Schnorr密钥对，农民ID从公钥推导出来。
3. 通过应用时间不对称的SLOTH排列来创建新的编码encode(genesis_piece, farmer_id, plot_index)
4. 每个编码直接写入磁盘。
5. 为每个编码创建一个承诺或标签，作为hmac(encoding, salt)存储在二叉搜索树（BST）中。

此过程目前在四核机器上每TiB大约需要36小时，但对于1 GiB绘图，应该只需要几秒钟到几分钟。

解决

一旦绘图完成，农民可以加入网络并参与共识。

1. 连接到客户端并通过JSON-RPC订阅slot_notifications。
2. 给定全局挑战作为hash(epoch_randomness || slot_index)和SOLUTION_RANGE。
3. 推导出本地挑战为hash(global_challenge || farmer_id)。
4. 在BST中查询与本地挑战最接近的标签。
5. 如果它在SOLUTION_RANGE内，则返回一个SOLUTION，否则返回None。