區塊鏈:為何Filecoin網絡中多個礦工都可以產生有效區塊？_區塊鏈

區塊鏈來自比特幣，但凡對區塊鏈的原理有些了解的朋友，就知道在一個去中心化的世界里，每個人的步調是難以一致的，各說各話，但又必須達成一致，這就要依靠共識。但即使有了共識，由于每個礦工的設備不同，網絡狀況不同，規模不同等等原因，往往也會作出不同的決定，這些決定的不同，導致的一個結果就是分叉。

一條鏈要穩定，就必須快速解決分叉。也就是說一條鏈可能分叉成幾條鏈，但是如果設計得好，礦工會很快作出選擇，支持其中的一條而拋棄其他。

比特幣采用最長鏈原則解決分叉。但是這種解決方案有一個問題，有一些合法的區塊被拋棄了，被拋棄的成為孤塊，孤塊得不到區塊獎勵。而同時，隨著區塊鏈技術的發展，出現了不同的解決分叉和收斂的技術，比如說，依靠多輪通信來進行選舉，嘗試在一個區塊時間內選出領導者進行出塊。另外一個方向，是采用DAG來嘗試容納所有合法的區塊。

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但這兩種方式分別有不同的問題，采用多輪通信進行選舉，通信的復雜度會提高，權益的計算也是一個問題；而采用DAG的方式的鏈一直面臨一個快速收斂的難題。

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Filecoin嘗試從這兩個角度來進行思考，提出了自己的解決方案，那就是Tipsets。Tipsets是一個DAG，但是是一個簡化了的DAG，因為它要求在一個Tipsets中的區塊必須在同一個高度，而且父Tipset也必須相同，因此，Filecoin又可以看成是一個鏈，一個Tipsets組成的鏈。

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跟比特幣等其他區塊鏈相比，Tipset可以減少空塊的概率，保證網絡的穩定性。

那么，Filecoin的Tipset是什么？

實際上Tipset這個詞是Filecoin獨有的，它和Filecoin的共識機制有關。追溯到2015年，一篇名為“SecureHigh-RateTransactionProcessinginBitcoin”(Sompolinsky,Zohar)“的論文問世，拋出了一個新觀點：在區塊鏈系統中不再把區塊鏈想象為鏈式結構，而是把它想象成有向無環圖結構。

依這種觀點，在區塊鏈系統中，最長鏈就不再是評判區塊鏈是否有效的標志，最”重“的鏈才是評判區塊鏈是否有效的標志。這里所謂的”重“是按GHOST算法計算出的標準。通俗地說就是包含最多區塊的鏈才是有效的區塊鏈。

Filecoin的共識機制便由此而來，它的共識機制要看兩個標準：一個是選擇包含區塊最多，另一個是包含存儲算力最多。

我們重點看第一個標準：包含區塊最多。這個標準就需要用到GHOST算法。這個算法激勵礦工在挖礦時選擇在包含區塊最多的那條鏈上挖礦。Filecoin將GHOST算法做了一定的改進生成了一個新的算法，這就是”Tipset”。

這使得Filecoin的共識機制是一種基于選舉的機制，即我們說的預期共識。在這種機制中，在每一輪挖礦周期里多個礦工都可以擁有區塊打包權，也就是多個礦工都可以產生有效區塊。

Tipset所包含的有效區塊數取決于出塊權數值e的設置，比如Testnet中設置e=5，那么每一輪的預期出塊數就是5。

當然，預期代表的是概率，實際情況中往往是不固定的，但是總體平均數值趨于5。

在一輪周期中，產生的多個區塊可以形成一個樹狀結構，這就被稱為一個“tipset“。這就是Filecoin所獨有的機制，也是它不同于其他機制的地方。

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