# Frost 的工作原理

Frost 为你的文件夹创建快照，把文件拆分成加密的数据块，并且只上传存储中还没有的数据块。

## 简要流程

1. **扫描。** Frost 遍历你的文件夹，但不会处理跳过列表中的内容。自上次备份以来大小和修改时间都没变的文件，只要 Frost 的缓存仍记录着它们的全部数据块，就不会再次读取。
2. **分块。** 有变化的文件会被拆分成约 1 MiB 的数据块，拆分点由文件内容决定。在大文件中间改动一处，只会影响附近的几个数据块。
3. **加密。** 每个新数据块如果压缩后能变小，就先压缩，然后用你的密钥加密。
4. **上传。** 只上传存储中还没有的数据块。
5. **保存快照。** Frost 把文件列表，以及每个文件由哪些数据块组成，保存为一个新快照。
6. **检查。** Frost 随机下载一部分数据块并逐一检查。

## 快照

快照记录了备份运行那一刻你的文件夹：每个文件和文件夹，连同它们的内容、权限和修改时间。每个快照本身都是完整的，所以任何一个快照都可以单独恢复，不依赖其他快照。

快照之间共享数据块。一个一年没改过的文件只存储一份，无论有多少个快照包含它，所以保留很多快照只会多占很少的空间。

如果自上次备份以来什么都没变，Frost 不会保存新快照，而是告诉你文件夹已经备份好了。

快照 ID 形如 `maple-absurd-3f1c`：两个单词，再加四个字符。[恢复文件](#restoring)说明了如何按 ID 或按时间挑选快照。

> Frost 目前还不能删除旧快照，所以每个快照都会一直留在存储中。不要手动删除存储里 Frost 文件夹中的对象，也不要添加让它们过期的规则。快照之间共享数据块，删掉一个对象就可能损坏许多快照。

## 你的密钥

`frost init` 会在你的电脑上生成一个随机的 256 位密钥，并以 24 个单词的恢复短语展示给你。密钥永远不会离开你的电脑。Frost 上传的所有内容都会先用它加密，包括文件名和文件夹结构。

任何同时拥有恢复短语和存储访问权限的人，都能读取你的备份。没有恢复短语，谁也读不了。参见[恢复短语](#recovery-phrase)。

## 仓库

Frost 把备份保存在存储中的一个文件夹里，这个文件夹叫作仓库。仓库中有四类对象：

| 对象 | 内容 |
| --- | --- |
| `frost.repo` | 仓库的 ID 和格式版本 |
| `chunks/` | 加密后的文件数据和文件列表 |
| `snapshots/` | 每个快照一份小小的加密头信息：何时创建、在哪台电脑上、包含哪些文件夹 |
| `trees/` | 每个快照的文件列表存放在哪些数据块中 |

对象名称是看起来随机的 ID，所以运营你存储的人永远看不到你的文件名。[安全与隐私](#security)列出了存储能看到的内容。

在自托管服务器或本地磁盘上，每个对象都是仓库文件夹中以该名称命名的文件。在 S3 存储桶中，它是同名的对象，所以仓库可以在它们之间复制。参见[迁移备份](#moving-backups)。

## 本地缓存

Frost 会在电脑上的缓存文件夹中记录已经上传过的内容，这样每次备份时就不必把存储中的所有对象列一遍。它每周会把这份记录和存储核对一次，也会在存储位置变动后或检查发现数据缺失后重新核对。

缓存可以随时丢弃。缓存丢失后，下一次备份会根据存储重建它，并重新读取你的文件。恢复完全用不到缓存。

## 没有后台服务

Frost 不在后台运行。自动备份是操作系统计划程序（launchd、systemd、cron 或任务计划程序）中的普通任务，它们启动 Frost，运行一次备份，然后退出。参见[自动备份](#scheduling)。

## 自我检查

每次保存了快照的备份之后，Frost 都会随机下载一部分数据块，检查每一块能否解密、是否与它的 ID 相符。如果某次备份没有新内容，只有当上一次检查已经超过一天时才会再检查一次。参见[检查备份](#checking-backups)。