IPFS/Filecoin挖礦專業技術解析，深入理解Filecoin挖礦！_OIN

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隨著協議實驗室Filecoin信息的不斷的發布，許多Filecoin挖礦信息浮出水面，Filecoin挖礦非常具有研究意義，為了幫助廣大投資者深入理解Filecoin挖礦的知識。

明哥將從知識普及的角度，分析一些挖礦的要素和知識點，為礦工收益最大化提供參考。

一、復制證明的原理

復制證明是一種新型的存儲證明方案，它能夠讓存儲礦工說服用戶和其他礦工，數據已經被復制到了它的礦機上。這種方案能有效的阻止女巫攻擊、外包攻擊和生成攻擊的存儲作弊問題，以下是復制證明的簡化步驟：

1.礦工創建特定的副本R

當礦工存滿一個扇區后，對該扇區的數據加上礦工的秘鑰對，進行一種緩慢的順序編碼，形成該礦工的特定的存儲副本，使每一個數據副本都不一樣。密封的結果是形成一種Merkle樹結構的數據副本，如下圖所示。

IPFS微信指數日環比上升28.87%:金色財經報道，微信指數顯示，11月12日，區塊鏈微信指數為2009295，日環比上升17.04%；比特幣微信指數為794910，日環比下降8.52%；以太坊微信指數為288613，日環比上升26.19%；IPFS微信指數為719127，日環比上升28.87%。[2020/11/13 20:44:23]

Merkle樹結構的數據副本圖

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2.礦工生成存儲數據副本的證明Πpos

礦工存儲數據并完成密封后，那礦工如何向一個沒有中心化服務器的Filecoin網絡，證明礦工確實存儲了這個副本呢？星際大陸明哥覺得很難，但是協議實驗室做到了。

金色算力云合伙人梅洪睿：所有IPFS技術的落地目前只完成了第一步:Filecoin主網已經上線，金色算力云合伙人梅洪睿在接受金色財經獨家采訪時表示，Filecoin這個項目絕不可能是短期項目，這幾天會有短期的上漲、下跌，之后會趨于均衡。這個項目從最開始的愿景、初衷到現在建立，已經開發了五年。這五年中，技術的落地比較長，比較復雜，一旦落地是新的開始。挖幣的機制要180天線性釋放。前置質押幣需要540天的前置質押期。從整體來看，是非常長的周期。他的機制的設置，簡單來說，是平穩的一個周期運轉。所有IPFS技術的落地，目前只是完成了第一步，主網上線，網絡穩定，順便解決存儲。另外，是希望有人真正使用存儲技術，需要激勵開發者。從本質上看，網絡設施、技術存儲、數據在應用場景中的使用，這樣應用少則3到5年，幣的發行會加速這個過程，但是真正的落地也是需要一個周期。

從發展生態來看，長期來看是看好的。這是一個相對務實和做事的團隊。[2020/10/16]

生成證明過程中使用了零知識證明的思路，即驗證者在不需要擁有任何數據的情況下相信礦工確實存儲了數據副本，怎么做到的呢？

鏈上ChainUP VP Kris Lee：鏈上ChainUP正深度參與IPFS、DEFI、DOT等生態建設:9月3日，華中區塊鏈周在武漢隆重舉辦。鏈上ChainUP VP Kris Lee在《鏈上三周年：交易系統的設計與探索》主題演講中提到，鏈上ChainUP通過三年的技術深耕，采用云原生與分布式撮合等綜合底層技術來提升交易系統的資源利用率、故障自愈、服務治理等能力，做到了全系統分布式無單點、彈性伸縮、適應突發流量、秒級容災恢復。Kris還分享了鏈上ChainUP的大中臺技術戰略，將交易所基礎服務和平臺數據開放，形成以交易所為核心的產品生態，與行業更多優質企業合作，為客戶提供更多交易所擴展功能。同時，在IPFS、DEFI、DOT等生態建設上，鏈上ChainUP也正在從技術層面深度參與，以推動區塊鏈技術在金融領域更廣泛地應用。[2020/9/3]

如下圖中的紅色線條所示，礦工根據網絡中其他驗證節點提出的隨機挑戰C，例如是要挑戰位置8，那么礦工就需要計算從葉子節點D8跟根節點Root的路徑，輸出一個證明Πpos，返回給發起挑戰的驗證節點。

IPFS100.com CEO佟揚：匯聚行業優勢 為IPFS投資者布道服務:IPFS100.com現場報道，8月3日，由IPFS100.com主辦，CapitalN節點咨詢承辦，金色算力云聯合主辦，深圳市先河系統技術有限公司金牌贊助，逆熵科技銀牌贊助，金色財經作為聯合主辦媒體的星際漫游指南·逐鹿中原·IPFS技術與應用研討論壇在鄭州舉行。

金色財經合伙人、IPFS100.com CEO佟揚作開幕致辭。佟揚表示，IPFS技術誕生至今已有六年之久，但真正為人所知還是因為其激勵層項目——Filecoin。但隨著Filecoin的主網上線時間一再推遲，業內外也出現了越來越多的質疑。本著聆聽行業聲音、為投資者布道的服務理念，IPFS100.com匯聚行業優勢資源，邀請業內大咖青梅煮酒，論道鄭州，共同探討IPFS/Filecoin的商用落地之路，展望全新技術的未來發展前景。本次峰會將帶您看透IPFS技術、讀懂Filecoin商業邏輯，在又一個價值神話面前，帶您把握商機、追夢掘金之旅。[2020/8/3]

礦工生成存儲數據副本的證明Πpos圖

耘存科技聯合創始人曹子圣：共同推動IPFS在國內的普及、應用和繁榮:據悉，2020年8月1日，由LBank、金色財經聯合承辦的“LBank和他的朋友們-2020百城計劃”在鄭州舉行。耘存科技聯合創始人曹子圣詳細介紹了耘存科技，并表示他們致力于推廣IPFS，以建立一個完美的IPFS交流合作平臺，深入挖掘IPFS價值，建設IPFS生態為目標，將數以億計的ipfs愛好者凝聚共識、共同打造一個自由、經濟、開放、專業、深入的信息共享、交流學習和資源互助平臺，共同推動IPFS在國內的普及、應用和繁榮。[2020/8/1]

3.驗證節點驗證存儲礦工的證明

驗證節點獲得存儲礦工的證明后，可以通過給定的信息進行驗證，當驗證結果等于1時，說明該礦工確實存儲了特定的副本，驗證過程非常快。具體驗證的算法需要等官方代碼公布后再進行詳細解答，現有的白皮書還沒有給出足夠詳細的描述。

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二、扇區的解釋

扇區是指存儲礦工特定的存儲空間，用來衡量有效存儲以及提交存儲證明的單位空間。當存儲礦工存滿一個扇區的數據后，才運行扇區密封，密封后提交復制證明，這樣才會形成有效存儲。

目前協議實驗室對扇區可能有二種方案，一種是固定大小，例如1G；第二種是礦工指定大小，例如1G或者10G。

那么單位扇區的大小有什么用呢？根據白皮書中關于Filecoin區塊鏈數據結構的描述，扇區ID會存儲在區塊鏈的分配表中，一個扇區大約需要消耗300字節的鏈上存儲空間。因此可以計算，假設扇區大小為1GB，經過一段時間后，全網的有效存儲達到10EB，那么扇區在區塊鏈上需要占用的存儲空間大約為3TB左右。這還不包括訂單和交易占用的區塊鏈空間，即維護一個Filecoin全節點需要占用3TB以上的存儲空間。

因此，扇區太小，會占用大量的區塊空間。但是如果扇區太大，不容易密封，這會導致部分有效存儲的浪費，相信協議實驗室會在如何平衡扇區大小和區塊鏈空間上做出一個非常好的決策。

三、時空證明

時空證明可以理解為持續的復制證明，即礦工必須不斷的生成證明并在一個提交周期內提交存儲證明，如果沒有在提交周期內連續及時提交證明，會被系統扣除部分代幣。

生成證明的過程跟復制證明非常相似，只是時空證明的輸入是以上一生成的證明做為輸入參數，這樣能保證證明生成的連續性，詳見白皮書。

四、時空證明與共識機制

區塊鏈的共識機制是區塊鏈項目的核心要素之一，Filecoin的共識機制依據時空證明來達成共識。這個共識機制跟POW一樣簡單明了：

(1)假設全網有兩個礦工：A和B，A礦工在某時刻密封了存儲滿數據的2個扇區，并一直提交時空證明；B礦工在這個時刻密封了存儲滿數據的4個扇區，并一直提交時空證明。

(2)此時全網的有效存儲為6個扇區

(3)A礦工當選領導節點的概率為2/6

(4)B礦工當選領導節點的概率為4/6

(5)即某礦工在某一時刻當選領導節點的概率=已密封扇區容量/全網總密封扇區容量

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五、礦工、礦工演員和礦機

根據Filecoin團隊發布的demo顯示，Filecoin挖礦細節跟BTC和ETH等數字貨幣有較大的區別，有礦工和礦工演員之分，那么礦工、礦工演員和礦機之間的關系是啥？星際大陸明哥的理解如下，供各位礦工參考：

1.礦工

礦工：可以理解為一個類似BTC和ETH一樣的地址和秘鑰對，在發布訂單和成交訂單時需要用到，挖礦收益也是歸屬礦工的地址。

2.礦工演員

礦工演員：每個礦工可以有多個礦工演員，發布訂單時是以礦工演員為單位，每個礦工演員也有一個地址，礦工的多個礦工演員存儲可累加。

3.礦機

每個礦工演員對應一臺物理礦機。

六、關于filecoin礦池

根據理解，Filecoin可能無法實現像BTC和ETH那種傳統意義上的虛擬礦池，原因有以下幾點：

(1)礦工在發布訂單和生成證明時都需要使用秘鑰對，如果礦池服務商將秘鑰告訴礦工是非常危險的做法，當然這一點也許可以通過加密的方法來實現，具體可能性目前還無法判斷。

(2)礦工需要不斷的提交存儲證明，如果礦池中某些礦工無法及時提交證明，扣除的抵押由所有礦工分擔，這對優質礦工非常不公平。

(3)礦池服務商需要提供非常大的代幣抵押，因為每個礦工的存儲都是不斷變化的，不太可能直接讓礦工直接支付所有抵押費，這也是不公平的。

綜上，Filecoin虛擬礦池可行性是存疑的，但是不代表不會有創新的方法，比如組建實體礦池，由礦場或礦池服務商統一管理礦機的方法，對于礦工來說，同樣可以達到加入礦池的效果。

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