深度 | 解碼Filecoin經濟的去中心化機制——了解FIL的神奇之處_FIL:LEC

這里是IPFS資訊快車，想進filecoin技術交流群的以及與圈內大佬深入溝通，或者了解更多FIL資訊，深入了解FIL的(+V:FIL101),今天跟大家分享的是“深度|解碼Filecoin經濟的去中心化機制——了解FIL的神奇之處”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。

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。

江蘇省農科院將區塊鏈應用于農產品質量安全的深度溯源:最近，江蘇省農業科學院農業區塊鏈產業研究院將區塊鏈技術嫁接到農業上，保證農產品的質量安全控制與追溯。該院院長卞立平表示，區塊鏈平臺能夠為每個參與農業產供銷的企業或個人提供一份日志，每人都可以自由記錄信息。相較于傳統的生產管理和追溯系統，數據上鏈以后是不可以篡改的，可以大大提高數據的真實性、可靠性和安全性。此外，江蘇省農科院將區塊鏈技術應用到農產品質量安全的深度溯源上，大大提高了數據的可信度，已獲得了2020數字江蘇建設優秀實踐項目。（揚子晚報）[2021/4/3 19:42:23]

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。

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：

動態 | 安徽省政府常務會議強調推動區塊鏈等與開發區基礎設施等深度融合:金色財經報道，1月8日下午，安徽省長李國英主持召開省政府第83次常務會議。會議強調，推動大數據、云計算、區塊鏈、人工智能、物聯網等新一代信息技術與開發區基礎設施、產業發展、管理服務等深度融合，實現開發區基礎設施現代化、政務服務高效化、社會服務精細化，全面提升開發區競爭優勢。[2020/1/9]

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 | 夢網集團：深度布局“區塊鏈+通信”:據證券時報消息，夢網集團(002123.SZ)向證券時報回應其在區塊鏈領域的布局情況時表示，目前，夢網集團區塊鏈主要涉及三大業務：網間清結算、可信賬單支付和通信反欺詐溯源平臺，而在夢網集團云通信戰略部署中，基于區塊鏈技術的“可信云”已成為公司四大戰略版塊之一。其中，區塊鏈網間結算平臺基于手機通話或其他通信數據，通過區塊鏈的方式進行密鑰管理、身份管理，提供細粒度敏感業務數據或隱私數據加密保護，保護業務數據安全和隱私安全，防止欺詐，提升安全級別。而可信通信結算層的應用，能夠在支持與運營商之間直接結算DCB（Direct Carrier Billing）的同時，通過智能合約獨立運行的沙箱環境，保障交易數據的隱私性，提高交易的自動化水平。[2019/10/28]

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。

動態 | 山東淄博發布政策 支持區塊鏈等新一代信息技術與產業深度融合:據中國工業新聞網消息，日前，山東省淄博市政府印發《關于加快推進工業新舊動能轉換的若干政策》，政策指出，加速信息技術與產業融合發展，支持區塊鏈、人工智能、云計算、大數據、物聯網等新一代信息技術與產業深度融合。[2019/2/14]

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：

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：

公告 | 阿里巴巴集團與香港運營商將在區塊鏈等領域深度合作:6月26日，阿里巴巴集團與香港運營商“3香港”在杭州簽署戰略合作協議，阿里巴巴方面表示，阿里云經過多年的發展，希望通過物聯網以及新零售、新金融、智慧環保、智慧商超、智能樓宇、智慧供應鏈、智能物流、區塊鏈等領域和香港深度合作，通過普惠科技推動香港企業轉型和社會進步。[2018/6/26]

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。

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