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HashKey:读懂热门项目 Filecoin 的经济模型与矿工经

随着 Filecoin 上线日期临近,是时候了解一下该体系的经济机制、市场及矿工经济行为。我们经过分析已知的经济模式设计原理,得出的结论是,Filecoin的 矿工倾向长期持币,FIL 币价为支撑矿工长期挖矿收益的主要来源。

我们认为,Filecoin 经济模型逻辑上具备可行性,并且解决两个问题:第一是早期矿工流失严重的;第二是存储能力的有效性。当然,目前 Filecoin 经济模型尚未公布治理机制和算法参数,成效如何还须进一步观察验证。

读懂 Filecoin 机制

Filecoin 究竟是什么?

Filecoin 是基于 IPFS (InterPlanetary File System) 协议的激励机制及公链系统,IPFS 协议定义了文件在分布式系统中如何存储、检索和传输,能永久、去中心化保存和共享文件,这是一种内容可寻址、点对点分布式协议。FIL 为 Filecoin 发行之代币,用于激励 Filecoin 网络中存储及检索市场各个角色的行为。

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FIL 总发行量为 20 亿枚,矿工奖励占 70%,Protocol Labs 获得 15%,公募及私募投资者占 10%,基金会则保留 5% 做生态发展。

FIL 发行速度分为三个部分 : 矿工奖励六年内发行 50%;基金会及 Protocol Labs 六年内线性释放;投资者一年内分发完毕。大部分的 FIL 供给量将会取决于矿工奖励。

读懂共识机制

Filecoin 采用混合共识机制 : 以预期共识 (EC) 为主,复制证明(PoRep) 及时空证明(PoSt) 为辅。

预期共识每一轮选举一名或者多名矿工来创建新的区块,矿工赢得选举的可能性跟矿工当前的存储能力成正比。预期共识具备公平性、不可预知性及可验证性。每一轮选举为一个纪元 (epoch),预期共识机制为 Filecoin 网络预设一个出块的期望值,每一个纪元(epoch)生成区块的期望值为 1,意味着一个纪元可能出现空块或多个区块产生的情况。因此在 Filecoin 区块链,每个区块高度对应到的是一个区块集合 (Tipset),每个区块集合包含数量不定的区块。这种链式结构为有向无环图 (DAG)。

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Filecoin 对每个生成的区块赋予权重,权重最大的链成为主链。区块权重取决于两个因素:一是父母块 (Parents Block) 的数量;二是链的存储能力。由于 Filecoin 有抵押机制,矿工会倾向挖父母块最多且乘载最高存储能力的链,实现有效收敛。

Filecoin 采用预期共识有两个好处 : 第一是交易效率高,矿工工作不会被浪费。第二是可以控制分岔。Filecoin 通过权重和抵押机制来促使矿工选择一条最有效的链,对同时挖多个链的矿工进行惩罚。

在预期共识中,矿工赢得选举的可能性跟矿工当前的存储能力成正比。矿工的存储能力则是利用时空证明 (PoSt) 及复制证明 (PoRep) 来证明。时空证明可以利用证明链及时间戳证明矿工在一定时长内存储数据,即使验证者不在线,也能够在未来去验证矿工在该段时间内生成了证明链,有效防止临时生成数据攻击。

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复制证明可以证明数据已经在一个特定的扇区创建成功。并且防范三种攻击 : 一是女巫攻击;二是外部数据源攻击;三是生成攻击。复制证明避免让矿工可以透过不同方法让自身存储数据小于承诺存储数据,以获得额外报酬。

理解 Filecoin 市场

Filecoin 经济模型中存在两大市场:存储及检索市场,两个市场中分别存在客户及矿工。除了上述两个角色外,Filecoin 经济模型生态中有开发者及投资者。开发者开发新工具、应用程序和提供概念验证建议,优化 Filecoin 生态及存储检索市场。开发者提交提案可获得基金会津贴。投资者在二级市场提供矿工流动性,提升 Filecoin 网络价值。以下分别介绍 Filecoin 存储及检索市场。

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存储市场

Filecoin 存储市场是一个可验证的市场,由区块链网络来进行验证。Filecoin 存储市场中客户提出存储数据的需求,而存储的供给方为存储矿工,提供他们的存储空间。一个完整的存储周期如下:

· 第一,存储矿工提供自身价格及存储要求至订单簿 (Order book)。订单薄是公开的,任何人都可以查看,存储市场的服务价格是由市场所决定。
· 第二,当客户的需求价格与存储矿工的订单相匹配时候,交易自动撮合。
· 第三,验证者验证矿工是否存储有效数据,采用零知识的非交互式证明进行验证,有效保护隐私。

存储并非一次性服务,需要矿工的稳定性及持续性。矿工可以通过三个方式获得奖励:

· 一是交易费;
· 二是区块奖励;
· 三是网络交易加速费 (Networking Message Transaction Fees)。交易费及网络交易加速费为客户事前支付,区块奖励为系统所生成。

检索市场

Filecoin 检索市场为链下市场,提供客户检索所需要的数据,并且由检索矿工来提供检索服务。检索矿工不参与区块生成环节,直接从客户端获取相应服务费用。检索矿工数据来源可以是来自其他客户端、存储矿工或是 IPFS 网络。

一个完整的检索周期如下 : 第一,客户及矿工广播出价单及报价单,如发现订单匹配,则在链下订单簿发起交易。第二,达成交易后,双方建立链下支付及数据传输信道完成交易。第三,交易完成后,订单及交易提交至区块链记录及验证交易结果。整个过程类似比特币闪电网络。

存储市场及检索市场有四个差别 : 第一,检索矿工存储数据没有时间要求,也不需要生成存储证明。第二,网络中的任何用户都可以通过为客户提供数据检索服务,不需要质押 FIL。第三,检索矿工对宽带带宽要求高,需要快速进行支付及数据传输,存储矿工则对存储能力要求较高。第四,存储矿工可以获得区块奖励、交易费及网络加速费,检索矿工只能获得检索交易费。

剖析 Filecoin 经济模型

区块奖励

Filecoin 矿工在存储市场中,根据其存储能力高低获得区块奖励。存储能力的衡量方式为矿工在 Filecoin 网络中提供多少单位有效存储空间及能够存储的时长。Filecoin 中矿工的存储能力相当于比特币网络中矿工的算力。矿工获得的区块奖励取决于其存储能力占全网存储能力的比例。例如,一个矿工在网络大小为 100 PB 的情况下提供了 1 PB 的存储算力,那其将获得相应时间内区块奖励的百分之一。

Filecoin 与比特币网络不同的地方主要在于提供服务性质差异 : 存储是长时间的服务,Filecoin 需要矿工长时间维持网络的稳定,而非像比特币网络一样,矿工可以自由进出。因此 Filecoin 采用网络基准奖励模型 (Network Baselines) 而非时间指数衰减模型。网络基准模型有两个机制:

· 第一,长期而言区块奖励按时间指数衰减。
· 第二, 每个区块高度会对应到一个全网存储能力标准。如果区块奖励生成时,全网存储能力未达标准,会有部分区块奖励递延,直到全网存储能力达到标准,奖励才会释出。

网络基准奖励模型对 Filecoin 网络有两个好处:

· 一是将区块奖励与存储市场成长性挂勾,避免矿工得到较大的早期奖励后退出网络。
· 二是平滑化指数衰减模型,避免系统因奖励减半而发生全网存储能力大规模变动。

质押机制

质押机制是一个矿工惩罚机制,目的是保障 Filecoin 存储市场客户的数据不被丢失。每一笔用户与矿工的存储协议中,存储市场矿工会将客户提供的数据存放于网络中,称为扇区 (Sector)。每个矿工添加的扇区会包含存储文件内容及承诺存储时长,确保客户在约定存储时长中,可以自由运用自身存储的数据。当矿工添加一个扇区至 Filecoin 网络时,矿工需要质押一笔锁定资金。

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