LEC:深度 | 解碼Filecoin經濟的去中心化機制_Filecoin

來源：火大教育，巴比特資訊進行了不影響原意的編輯

前言

在火幣大學《名師前沿課》上，火幣研究院高級研究員盧軍與各學員探討Filecoin經濟去中心化機制。其表示，Filecoin的加密經濟體系，其實就是在吸收PoW和PoS這兩種共識機制的底層思想。Filecoin提出復制證明和時空證明，最核心的原因是為了避免礦工在用存儲在硬盤上的數據進行挖礦的過程中作弊。簡單來說，數據只是在參與到挖礦過程中才存儲，不參與就會被刪除。

盧軍表示，Filecoin當前還存在幾大挑戰，分別為：1、短期網絡目標和參與者利益矛盾；2、存儲成本和效率方面的劣勢；3、算法和模型制約了很多礦工參與生態建設。在未來，Filecoin要打造一個安全可靠、有一定競爭力的分布式存儲經濟體，需要激勵更多礦工參與生態建設。

以下為盧軍的課程精華整理內容，由火幣大學整理如下：

Filecoin加密經濟：PoW和PoS思想的結合

從比特幣誕生開始，區塊鏈項目一直專注于底層挖礦，逐步提高區塊鏈去中心化的水平。Filecoin作為一條公鏈，也提出了自己的去中心化機制：基于存儲算力的挖礦機制。這套機制由協議室開發了三年之久，協議實驗室投入了大量時間和精力到機制的創新開發里，行業內人士對它整個項目的機制，包括創新給予了特別高的關注度。

Filecoin項目的思想源泉來自于POW和POS這兩個共識機制。我認為它的整個加密經濟體系，其實就是在集合POW和POS，把這兩種共識的經濟、底層的思想結合起來，但是它為了實現這一點做了相對復雜的設計。

西安經開區大力推進區塊鏈等數字技術與傳統產業深度融合:9月25日，西安經開區5個首批市級數字經濟示范區、園、平臺項目，3個2020年數字西安建設優秀成果和最佳實踐案例被正式授牌。經開區以打造西部先進制造業和數字經濟高質量發展示范區為目標，搭建“4+4+4”產業體系，發揮自身優勢，對現有產業進行數字化升級改造，大力推進物聯網、5G、大數據、區塊鏈等數字技術與傳統產業深度融合。（西安日報）[2020/9/28]

在Filecoin的經濟體系面，POW方面主要是它提出的復制證明和時空證明，這是它的兩個機制。它之所以提出這兩個機制，最核心的原因是為了避免礦工用存儲在硬盤上的數據在挖礦的過程中作弊。簡單來說，數據只是在參與到挖礦過程中才存儲，不參與就會被刪除。

Filecoin如何挑選出快的礦工進行獎勵，則是基于EC共識。EC共識就是一種POS共識的改進版，是基于概率的拜占庭容錯機制。它將投票權由權益占比變為時間點相關的有效存儲算力占比。這樣做的好處就是，Filecoin的挖礦獎勵是依據礦工在某個時間點的有效算力在全網絡上的占比，把在全網的占比變成一張投票，這都是POS。

因此從Filecoin的整個共識來講，我覺得就是將這兩種思想做了一個結合。

具體來講，Filecoin礦工也在網絡上面做一些很復雜的計算，把這個計算結果作為他工作量證明，它的工作量在整個網絡里面背后其實是兩個很核心的函數。一個是VDF(可驗證隨機函數)，另外一個是zkSnarks(零知識證明)，這兩個函數的計算，大量存在整個礦工的挖礦過程中。

在Filecoin的經濟里，礦工一方面確實是貢獻算力資源來維持整個網絡的安全，系統會給激勵。另外一方面，礦工也與用戶直接達成訂單獲取部分存儲收入。

蘇交科與阿里云宣布合作 推動區塊鏈等技術與交通深度融合:6月1日，蘇交科集團與阿里云簽署正式合作協議。雙方宣布在智慧交通、交通行業信息化等領域展開緊密合作，推動數據技術、人工智能、區塊鏈等云計算新技術與交通行業深度融合。（證券時報e公司）[2020/6/2]

Filecoin挖礦模型設計：多礦工角色參與，兩大核心指標

實際上，Filecoin挖礦體系中，是存在多個礦工角色的，只是現在大家更多還是關注存儲礦工。Filecoin的礦工類別主要可以分為以下四大類：

1、存儲礦工：存儲交易、挖礦獎勵、網絡gas。Filecoin網絡首先得積累，把存儲容量做起來；存儲礦工一方面通過提供存儲空間獲得收入，另一方面是參與挖礦獲得獎勵；最后還有每一輪區塊打包里面的交易Gas費，其實也會分一部分給到礦工，只是不會全部給礦工。

2、維修礦工：檢測礦工扇區失敗情況并進行網絡廣播。Filecoin挖礦過程中經常會出現磁盤存儲設施出現損壞的問題。比如硬盤壞了、扇區有壞點導致網絡如果不能生產的情況。這有可能會造成數據丟失，維修礦工就是經常到網絡上檢測，把情況廣播到系統里。系統收到后會通知出現問題的礦工，要求他在規定的時間內把扇區恢復，如果恢復不了，就會被定義為故障，發生故障就就會扣除存儲礦工的一部分抵押費用。

3、檢索礦工：檢索文件并提供給客戶。檢索礦工是未來網絡數據存儲做起來，專門給用戶提供類似于CDN等高速下載，就是把數據快速下載來獲得一定的收入的礦工。

動態 | 電研院南城分院成立，將為南城區塊鏈等提供深度技術攻關等:金色財經報道，12月27日，電子科技大學廣東電子信息工程研究院南城分院揭牌儀式在南城西平宏圖科技中心舉行。南城分院由電研院與南城街道辦事處聯合共建，將致力于為南城互聯網、云計算、大數據、區塊鏈、人工智能、5G 及新一代信息技術服務等數字產業提供深度的技術攻關、科技成果轉化、科技創新、人才引進和產業聚集等服務。[2019/12/28]

4、應用礦工：面向B/C端的應用層開發。應用礦工就是基于Filecoin的生態開發面向B端、C端用戶，因為現在沒有一個面向用戶端的存儲客戶端入口，現在你要到Filecoin上傳文件，它就是一個秘密銀行，但還沒有一個成型的客戶端產品出來。

Filecoin挖礦的設備，參考官方基準礦機配置，礦機硬件包含CPU、GPU、內存、SSD和硬盤，簡單來說就是一臺企業級的服務器，是一臺高配企業級服務器加硬盤，并非門檻很高的大型礦機。除了硬件這塊，Filecoin挖礦更多還是在考驗礦工的專業托管運維和技術優化能力。Filecoin挖礦的核心要素是高速帶寬、24h電源穩定、無塵環境和集群調度(非機器疊加）。它并不像比特幣挖礦那樣自由開/關機，需要完成復制數據并接受時空證明隨機挑戰，目的是考驗礦工誠實地存儲好用戶數據，礦工下線或者停止工作都可能挖礦前功盡棄，質押Fil代幣被罰沒。所以礦機一般需要在專業IDC機房托管，由專業方提供設備運維和技術服務。

Filecoin挖礦重點指標之封裝速度

封裝速度(GB/h)代表PoRep復制證明階段數據存儲速度，可以據此算出礦機日有效存儲、每萬元投入獲得封裝速度和存儲空間填滿所需時間這些評估礦機的基本指標。我們可以從幾個等式上看出封裝速度的重要性：

聲音 | 雄安新區中級人民法院有關負責人：將推動區塊鏈等科技成果與司法工作深度融合:據河北法院網報道，5月10日，全國首個5G環境下的刑事案件三方遠程視頻庭審在河北雄安新區中級人民法院順利完成。雄安新區中級人民法院有關負責人表示，今后，雄安新區中級人民法院將充分發揮雄安新區技術資源和政策優勢，將智慧法院建設與雄安新區智慧城市建設一體規劃部署，積極推動5G、人工智能、大數據、區塊鏈等科技成果與司法工作深度融合，不斷提升審判質效，讓群眾享受到更高水平的司法服務。　　[2019/5/11]

礦機日有效存儲=封裝速度(GB/h)*24h

整機性價比=封裝速度/(售價-硬盤成本）

硬盤滿存耗時=硬盤大小/日有效存儲*1024

挖礦理論日產幣量=累計有效存儲/全網有效存儲*全網日產幣量

有效存儲是Filecoin礦工算力的基礎，決定出塊概率，和封裝速度息息相關，綜合考慮礦機價格和硬盤容量的影響，性價比高、日有效存儲量大和存滿硬盤耗時短的礦機綜合最優。封裝速度還通過影響礦機有效存儲占全網有效存儲的比例，影響挖礦收益。

Filecoin挖礦重點指標之單扇區抵押量（Fil/32GB)

Filecoin挖礦加入抵押機制，參加存儲挖礦的礦工執行挖礦工作時必須鎖定一定量FIL作為質押品。根據Filecoin官方抵押文檔，礦工抵押量公式如下：

礦工抵押量=礦工算力抵押量+礦工存儲抵押量

礦工存力抵押量=Fil流通量*算力抵押比例*礦工算力全網算力

礦工承諾抵押量=Fil流通量*承諾抵押比例/礦工數量

動態 | 國泰君安積極探索區塊鏈等技術 推動金融服務與科技深度融合:據新華網消息，近日，國泰君安君弘APP新推出的Level-2 Plus功能，積極探索移動互聯、大數據、人工智能、云計算、區塊鏈等新技術，推動金融服務與科學技術深度融合發展。[2018/9/27]

其中算力抵押比例和存儲抵押比例為官方調整的參數，分別定義為M和V，M=0.3,V=0.05。

因此我們能推斷出，主網上線后前6個月抵押比例上升，主要投資人釋放速度較快導致流通量快速增加，6月達到抵押比例高點后開始下降,抵押占比變化率在6/12/36/72四處迎來明顯變化，分別對應早期投資者和實驗室/基金會鎖倉解鎖點，最終比例趨近（M+V)/0.7。

Filecoin挖礦還存在質押。存儲礦工需要為完成時空證明的扇區抵押FIL代幣才能獲得出塊權。挖礦質押的目的，是官方希望礦工在挖礦的過程中，不出現任何有損整個網絡安全的事情。根據網絡總質押量估算，大約等于35%的全網FIL流通量。

Filecoin挖礦現狀：挖礦冰點

整個Filecoin存儲挖礦模型，實際上對Filecoin礦工提出了一個非常大的挑戰：1、封裝新扇區增加算力需要提高抵押FIL數量；2、伴隨網絡基準提高及全網算力占比下降，礦工抵押數量不足導致挖礦收益下降；3、抵押數量和全網流通量正相關，前6個月抵押占挖礦收益比例呈上升趨勢。如果礦工Fil余額管理不好，余額不夠，算力增長緩慢，收益下降怎么辦？

當前Filecoin代幣的釋放主要來自兩方面，一個是前期9月份的太空競賽拿到系統補貼，補貼了很多測試代幣，實際上已經是轉為主網代幣。第二個是投資人、協議實驗室官方和基金會的解鎖。

但實際上，礦工“余額不足”的原因是：1、大部分礦工未參與太空競賽；2、區塊獎勵180天線性釋放，但線性釋放在近期做了一個調整，將原先100%的區塊獎勵180天釋放，改成了首先釋放25%，剩下的75%按照180天進行線性釋放。25%線性釋放可以緩解部分礦工的壓力，可以拿著25%的釋放獎勵去抵押以增加算力；3、Filecoin網絡還存在系統懲罰機制，比如扇區故障和終止費用。種種原因導致了目前Filecoin礦工挖礦的現狀，就是我們所說的挖礦冰點。就是礦工現在沒有幣不能挖礦，幣數量不夠算力就上不來。而且還有挖礦的懲罰機制，懲罰機制也會導致代幣會被系統罰沒掉。

由此，目前市場中也出現基于Filecoin的金融產品，來解決礦工面臨的難題。包括Filecoin現貨、杠桿、合約工具和Filecoin借貸。9月22日，Filecoin項目負責人Colin在SpaceRace1慶典上提及到FIL+DeFi=DeFil的概念。也就是通過去中心化的抵押貸款，FIL用戶通過以太坊上的貸款平臺將FIL借給礦工等利益相關者。未來市場中還將會基于DeFi的金融交易，包括Filecoin的代幣在數據存儲和檢索交易市場的DeFil場景。

Filecoin未來機制探討：或出現算法遷移

Filecoin當前面臨著三大挑戰：1、短期網絡目標和參與者利益矛盾；2、存儲成本和效率方面的劣勢；3、算法和模型制約了很多礦工參與生態建設。

從官方的態度上看，目前Filecoin的挖礦算法將面臨調整。SDR算法是目前封裝用的一個算法，這個算法可以說最耗時，計算量大。而且SDR算法的計算不是一個并行計算的方法，它是一個按照順序計算的串聯算法。這個算法還有一個不利的點，因為前期計算的耗時，到后期網絡的檢索會特別慢，你從網絡上檢索數據，它的IO性能極低。

如果不改算法，可能會影響到兩個方面，一個是目前的博弈局面還是會繼續，很多中小礦工還是很難參與進來。第二，檢索也是關鍵。檢索對真正Filecoin存儲網絡的用戶來講，體驗會特別差。

實際上目前官方也有考慮升級到NSE算法。NSE算法是在SDR算法基礎上增加并行的計算。可以將SDR算法里面的數據，拆分為很多單位進行并行計算，最終匯聚一個結果。從而大大減少礦工在扇區封裝的時間。

并行計算之后它的整個挖礦硬件不再需要這么高端但量產能力有限的AMD芯片了，采用因特爾的芯片也可以很好的支持，從封裝時間這一塊看。并行計算也會促成ASIC芯片的研發和生產，相信算法遷移以后，市場上出現類似于大型集成電路芯片的ASIC礦機出Filecoin礦機出現，礦機出現本身可以量產規模化，最終會把整個挖礦的門檻降下來，肯定吸引到更多礦工的加入。

但這塊在設計方面還是兼顧網絡的安全，官方需要考慮是否會出現類似于比特幣那樣大型礦場、礦池、算力的集中；對于存儲網絡的安全性會不會造成損害；能不能通過其他挖礦模型參數設計，比如說提高大礦工的抵押數量做比較平衡的設計等。

最后，從四個方面看Filecoin需要去中心化存儲激勵機制做更均衡的設計，也就是：

如何激勵用戶使用Filecoin的存儲，目前沒有相關激勵設計

如何激勵礦工積極尋找真實用戶存儲訂單

激勵礦工存儲高質量的數據，數據價值分層

存儲和檢索的性能均衡

盡管在第一階段，礦工的算力越強，網絡的有效算力就越高，可以為網絡的安全進一步服務。但未來，Filecoin可以朝著這些方向發展。

以上為盧軍在火幣大學“名師前沿課”的精彩內容。

導師背景

盧軍，火幣研究院高級研究員。火幣區塊鏈應用研究院成立于2016年4月，于2018年3月起致力于全面拓展區塊鏈各領域的研究與探索，以泛區塊鏈領域為研究對象，以加速區塊鏈技術研究開發、推動區塊鏈行業應用落地、促進區塊鏈行業生態優化為研究目標，主要研究內容包括區塊鏈領域的行業趨勢、技術路徑、應用創新、模式探索等。本著公益、嚴謹、創新的原則，火幣研究院將通過多種形式與政府、企業、高校等機構開展廣泛而深入的合作，搭建涵蓋區塊鏈完整產業鏈的研究平臺，為區塊鏈產業人士提供堅實的理論基礎與趨勢判斷，推動整個區塊鏈行業的健康、可持續發展。

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