Filecoin區塊鏈共識機制解析丨星際數據_Filecoin

自從區塊鏈技術誕生以來，共識機制就成為區塊鏈需要解決的核心問題。目前，所有的區塊鏈系統都要圍繞這個問題運作，這是由區塊鏈本身的特點決定的。Filecoin作為新一代區塊鏈技術，自然也是圍繞這個問題進行的。今天咱們就來聊聊Filecoin的區塊鏈的共識機制是如何設計和實現的。

與工作量證明機制不同，工作量證明機制中，大量算力只能用于維護網絡安全，而不能產生其他對網絡的貢獻。Filecoin系統中，礦工需要時刻生成時空證明，我們也能利用時空證明，統計各個礦工對全網的貢獻度，進而以此設計共識機制。他的共識機制稱為期望共識，而Filecoin區塊鏈實際上不是絕對意義上的鏈，而是DAG。其期望是，從數學角度來看，最佳狀態是每個時刻Filecoin只會產生一個區塊。當然也可能產生多個或者沒有。因此，在主鏈周圍會分布一些小分支，不過他們都是賬本的一部分。下面我們來詳細說明。V丨IPFSDATA8

WBF交易所將于今日12:00上線FIL/FIL6交易對:據官方消息，2020年10月15日22:44，Filecoin主網于區塊高度148888正式啟動運行，市場多空分歧較大。為助力用戶對沖市場風險，鎖定FIL長期價值，WBF交易所將于今日12:00上線FIL/FIL6幣幣交易。

星際文件系統IPFS（InterPlanetary File System）是一個面向全球的、點對點的分布式版本文件系統，目標是為了補充（甚至是取代）目前統治互聯網的超文本傳輸協議（HTTP），用基于內容的地址替代基于域名的地址，不需要驗證發送者的身份，而只需要驗證內容的哈希，通過這樣可以讓網頁的速度更快、更安全、更健壯、更持久。Filecoin是在IPFS其上的激勵層，通過token激勵模式在IPFS上構建了一個去中心化存儲市場。[2020/10/16]

共識機制

Filecoin主網上線再次延遲：預計8月31日-9月21日上線:據Filecoin官方發文，雖然在過去的幾周時間里，很多問題已經得到了改進，但社區中呼吁應該對挖礦計劃和競爭條件進行試驗，因此增加了兩周的校準期，以便在比賽正式啟動之前調試可能出現的任何問題。因此，我們將大礦工時間定為8月3日，更新主網上線窗口期為8月31日-9月21日。[2020/7/15]

目前工作量證明機制因為其消耗大量的能源，同時除了維護區塊鏈系統安全以外，沒有其他價值，這一點一直以來以學術界和工業界所詬病。Filecoin師徒設計更合理的共識機制是在確保其安全的同時，更加環保，并且對系統產生更大價值。有些區塊鏈項目開始探索新的方式，比如：將PoW機制中驗證先導零的工作改為發現新的素數，以太坊要求礦工在執行工作量證明同時運行腳本程序。這些都是很有價值的改進，但是浪費巨大。

金色相對論 | 1475聯合創始人：Filecoin真正的市場應用是誕生新的需要和應用:在今日舉行的金色相對論中，針對“Filecoin這一類的加密貨幣項目和云服務、開源區塊鏈結合的平臺項目，哪個方向更適合商業化發展？”的問題，1475聯合創始人Andy Tian表示，Filecoin跟其他中心化存儲如百度云、騰訊云、亞馬遜云等相比，有自己獨特的特點：去中心化和永久保存特性。因此可以類比前兩年的“+互聯網”和“互聯網+”，最終真正發展壯大的是“互聯網+”，也就是互聯網上的原生項目，而不是“傳統項目+互聯網”，Filecoin真正的市場應用并不是取代中心化的存儲項目，而是誕生新的需要和應用。

Filecoin是協議層項目，而storj，sia等項目都是基于協議層開發的應用層項目，未來基于ipfs協議或Filecoin協議能開發很多應用層的分布式存儲項目，從開發的難度和可適用性的角度講，協議層會更加具備商業應用價值和應用的拓展空間。而事實上，現在京東云也已經在使用IPFS協議了，只是對于終端用戶而言，這些都是藏背后的底層協議里，在使用層面都是無感的，就像現在登錄某個網址也不需要知道背后究竟用的是什么協議。[2020/5/19]

Filecoin的共識機制也目前主流的公有鏈協議比如不同，Filecoin選舉新區塊礦工是根據它當前已用存儲空間占全網存儲空間比值決定的。它的共識機制被稱為期望共識。如此一來，礦工更愿意投資在更大的存儲空間，而不是更大的計算力上。礦工提供存儲空間，同時礦工之間相互競爭更大的存儲空間，這對于維護FilecoinDSN是有利的。

金色財經現場報道 IPFS、Filecoin中國區技術布道人董天一：比特幣是一個體系無法用一句話來總結:金色財經現場報道，在西部中小企業發展論壇上，IPFS、Filecoin中國區技術布道人、《IPFS指南》作者董天一以《區塊鏈與分布式存儲應用》為題發表演講，他指出：比特幣是通過一個體系向你表明這個東西的存在，無法用一句話來總結，所有你們看到的一句話總結，都是不全面的。從學術觀點看，首先是自組織，其次是博弈論，最后是密碼經濟學。但是從技術角度看，首先是開源，它是第一層共識；第二是技術模型，它是一個保證；第三層是經濟模型，特點是自發調節。我總結的區塊鏈特點，第一是基于密碼學的分布式數據庫技術；第二是將信任轉化為計算機計算；第三性能較低；最后，比特幣是區塊鏈技術上的第一個應用。比特幣就像一條DNA，區塊鏈就像生態圈里的每一個物種，它們相互競爭，誰能活下來，就看誰能適應這個競爭。[2018/4/28]

共識機制要解決3個問題

1、計算礦工存儲算力。V丨IPFSDATA8

2、確定每個礦工的時空證明。

3、運行EC共識機制。

存儲算力：Filecoin定義挖礦存儲算力模型，主要考慮

1、存儲算力計算透明。每個礦工的存儲算力和全網總存儲算力是公開的，任何時候都能通過區塊鏈訂單簿查看，這是完全公開的。

2、可靈驗性。礦工在特定時間段內需要生成存儲證明，因此通過驗證區塊鏈的存儲證明，任何節點都能驗證存儲算力計算是否合法。

3、靈活性。任何時候礦工都可以很容易的提交報價單增加新的存儲空間，以接受更多的訂單來增加自己的存儲算力。

雖然PoW也同樣滿足以上3個特點，但是EC機制相比于PoW機制在透明性上表現更好。

時空證明容量：每隔一定的區塊高度，礦工需要提交一次存儲證明，一次時空證明成功提交需要網絡大部分存儲算力驗證合法性。每一個新區塊生成，都會更新當前分配表，而計算時空證明容量，只需要查詢并驗證記錄即可。具體有兩種方式。

1、全節點驗證。全節點驗證會保存完整區塊鏈日志，進行全節點驗證需要區塊到當前回溯一次，再參考此時的分配表。

2、簡易存儲驗證。一部分礦工并不會保存完整的區塊數據，這些礦工或者節點被稱作輕節點。具體驗證請看下圖。

EC共識機制：Filecoin記賬節點采用類似于權益證明的方式，那些提供更大有效的存儲的節點會有更大的概率贏得競選，同時獲得下一個區塊的記賬權，這一共識機制被稱作為期望共識。礦工們需要持續生成時空證明以確保它們存儲文件的備份，每一個存儲證明同時產生下一個區塊的選票。EC共識機制有三個特性。V丨IPFSDATA8

1、公平性。每位參與者在每次選舉時都只有一次機會，最終成功率與其存儲算力占比基本一致。在期望上，存儲算力與成功率大小是對等的，對網絡貢獻越多的節點，越有可能當選為記賬礦工。

2、不可偽造。驗證信息有礦工私鑰簽名，其他人無法偽造。

3、可驗證性。被選舉出的領導節點的時空證明會提交給其他節點驗證，確保簽名都一致，存儲證明一致，并滿足區塊產生條件。這一過程任何人都能夠簡單的進行驗證。

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