一文讀懂Filecoin分叉項目Filestar文曲星_STA

PANews10月20日消息，Web3物理基礎設施項目FileStar文曲星今日在Github(https://github.com/filestar-project)發布白皮書，宣布項目啟動。在白皮書中，FileStar提出將基于Filecoin進行分叉和迭代，并實現現有Filecoin礦工權益的無縫映射。

根據白皮書介紹，FileStar項目將取消前置抵押，同時進行了不少技術創新，例如，實現新的P1封裝算法提高封裝效率；引入遞歸零知識證明技術，實現消息的鏈下聚合，提高全網的TPS；在WindowPoST中，引入VRF隨機抽查技術，減少礦工的抽查次數。

除此之外，FileStar不同于Filecoin只激勵存儲證明，FileStar將逐步實現對存儲資源、計算資源和帶寬資源的激勵，實現分布式的存儲、可驗證計算、可度量帶寬的分布式互聯網物理基礎設施。

據了解，FileStar計劃于10月30日，公開源代碼，并上線主網。

以下為FileStar文曲星白皮書介紹：

摘要

我們認為區塊鏈世界遇到了巨大的發展瓶頸，只能依賴巨大的技術創新來推動區塊鏈行業擺脫目前的困境。2009年中本聰發布了比特幣的白皮書，開啟了一個基于互聯網的免信任的電子現金的時代，受制于比特幣網絡的處理能力，比特幣已經從最初的電子現金的愿景偏離，并被歷史的車輪推到了電子黃金的地位。以太坊在比特幣的思想上，賦予了轉賬交易更多的靈活性和可編程性，引入了智能合約虛擬機的概念，通過提供不同于腳本語言的更強大的處理能力，以太坊取得了蓬勃的發展，但是依然面臨巨大的發展制約。

不論是比特幣還是以太坊，本質上都是在一個點對點的網絡中，取得計算和數據的一致性，因為鏈上資源的極度稀缺，比特幣網絡只能處理比特幣本身的交易，以太坊網絡也只能處理以太坊本身和各種以太坊token符號的交易和有限的邏輯。某種意義上，你可以把現有的區塊鏈網絡當做一個極度封閉的網絡。不論是比特幣還是以太坊，其所依賴的全節點物理硬件設備有巨大的局限性，也必然制約了以太坊網絡的處理能力。如果你把以太坊當做一個微型的cloud,那么這是一個全局一致性但是處理能力非常有局限性的云服務。

Filecoin是第一次打破了區塊鏈世界和物理世界的隔閡，通過時空證明，鏈接了大量的高端服務器和硬件資源，也打破了區塊鏈世界的內循環。FileStar文曲星將在Filecoin的基礎上，更進一步，不同于Filecoin只激勵大家構建分布式存儲的基礎設施，FileStar文曲星將致力于同時構建分布式存儲，可驗證計算和可度量帶寬的基礎設施，致力于未來服務于所有區塊鏈的項目，例如未來大量以太坊的Rollup的證明工作可以在FileStar網絡上進行驗證。FileStar項目將在Filecoin的基礎上進一步迭代，通過不斷的技術創新，構建Web3.0的物理基礎設施。

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我們認為區塊鏈本身只是提供了一套分布式的清結算協議，如果上面只能清結算由社區弱信用所發行的各種Token，那么區塊鏈的價值會大打折扣。FileStar項目將致力于鏈接鏈下的物理世界，不同于預言機只能鏈接簡單的價格信息，并提供到鏈上，FileStar文曲星將致力于鏈接互聯網上真實的計算、存儲、帶寬資源，并形成統一的資源度量衡和資源表示方法，將這些資源遷移到區塊鏈世界，來構建未來分布式互聯網的物理基礎設施。

項目背景

2020年10月15日，Filecoin主網在148888高度激活，宣告了行業內最受矚目的去中心化存儲網絡的正式上線。Filecoin提出了一套存儲證明機制，通過復制證明、時空證明等一系列技術創新，首次實現了現實世界鏈下存儲資源的度量和鏈上表示。在這一技術基礎上，Filecoin通過一套經濟激勵機制吸引了大批擁有高端服務器的礦工加入網絡，在一定程度上整合了大量高性能的計算、存儲和帶寬資源。Filecoin協議背后蘊藏的核心理念為未來區塊鏈+互聯網基礎設施的發展方向提供了重要參考，是行業內具有里程碑意義的創新。

然而，在Filecoin協議創新的背后，Filecoin項目在實現上仍留有一定遺憾，有可能會阻礙這個新型去中心化存儲網絡的進一步發展：

不同于Filecoin“去中心化”存儲的理念，Filecoin項目的開發和管理模式偏向“中心化”，開發團隊在主網上線前仍在對共識機制、關鍵特性和經濟模型進行修改，在一定程度上影響了網絡的穩定性；

FIL代幣的分配和釋放規對礦工較不友好，在主網上線之初，礦工只能高價從市場上買入FIL代幣才能繼續維持挖礦的開銷，因此才會有目前主網一上線礦工就大規模“停擺”的現象，這顯然不利于對基礎設施提供者的長期激勵；除礦工外，生態中其他的參與者未獲得足夠激勵，參與維護網絡發展的意愿不強；

參與Filecoin挖礦的門檻較高，需要擁有大量的前置抵押代幣，并購買帶有AMD高端處理器的礦機，這些都阻礙了更多小礦工和大批Intel礦機的加入；

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Filecoin網絡本身的架構和技術選型導致實際的鏈上處理能力比較有限，在網絡擁堵時甚至無法處理有效存儲的證明上鏈，也無法進行正常轉賬，這在很大程度上限制了Filecoin網絡規模的進一步擴大；

Filecoin網絡中存儲的數據的可用性比較有限，只能存儲一些使用頻率極低的“冷數據”，而對于需要隨時存取的“熱數據”，Filecoin網絡基本不可用；

此外，Filecoin官方推出的挖礦軟件在封裝效率上仍有較大優化空間，這從某種意義上說是對現實世界存儲、計算以及帶寬資源的浪費，無法實現對資源的高效利用。

因此，Filecoin到真正成為可用的去中心化存儲基礎設施還有很長的路要走。另一方面，存儲始終只是互聯網基礎設施中的一部分，未來分布式互聯網需要一套更加完整的激勵協議，激勵礦工貢獻包括存儲，計算和帶寬在內的更多資源。

FileStar項目愿景

FileStar希望成為web3的基礎設施，構建基于IPFS協議的分布式存儲、計算和帶寬激勵網絡，整合全世界互聯網基礎設施資源，并實現資源的最優化利用。這與只專注于存儲的Filecoin有本質區別。

與Filecoin的主要區別

FileStar實現了一套更加合理的分布式存儲激勵機制，并將逐漸從分布式存儲進化為分布式互聯網的激勵層，實現更加精細化的激勵，實現計算、帶寬和存儲資源的最優化利用。FileStar的優勢主要表現在

更低的挖礦門檻，網絡啟動初期取消前置抵押，取消SHA256算法對AMD礦機的依賴，激勵更多礦工對整個網絡貢獻網絡基礎設施資源；

更高的可擴展性，通過修改WindowPoST的抽查邏輯，引入遞歸存儲證明技術等，全方位提高鏈上消息處理的能力，提高TPS；

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高效的挖礦軟件，全面提升現有Filecoin挖礦軟件的性能，提高網絡的整體封裝效率；

數據的高可用性，可用于存儲“熱數據”和“溫數據”，用戶可以快速讀取已存儲的數據；

多方參與的去中心化治理機制，采用社區化的開發和管理模式，開發者、礦工和生態中其他參與者將共同決定網絡發展方向；

合理的代幣分配，無預挖、無募資，絕大部分代幣將全部由挖礦產出，同時對生態中所有參與者進行精細化的長期激勵，確保生態長期健康發展；

FileStar將繼承Filecoin主網的有效存儲，激勵Filecoin礦工共同維護FileStar網絡。

FileStar的技術改進和創新

作為基于IPFS協議的分布式互聯網激勵網絡的第一步，FileStar提出了多項技術改進和創新。

取消前置抵押

根據Filecoin的經濟模型，前置抵押指的是礦工在封裝每一個sector并生成有效算力時必須抵押一定數量的代幣，直到sector生命周期結束后再返還給礦工的一種安全機制。其設計初衷是鼓勵礦工長時間存儲數據，保證數據的可用性。

然而，目前Filecoin網絡中前置抵押的設計并不合理：一方面，前置抵押的數量相對較大，在當前網絡算力增速下，礦工如果進行抵押極有可能入不敷出，無法持續維護整個網絡；另一方面，目前網絡中封裝的大部分sector都是所謂的“垃圾sector”，并沒有多少包含有效數據的“訂單sector”，而通過前置抵押保證這些垃圾數據的可用性沒有任何實際意義。前置抵押是造成目前礦工停擺的最主要原因。

實際上，為了保證數據的安全性，Filecoin還設計了后置抵押，即所有挖礦獎勵只有在礦工持續保存數據的情況下才能逐步解鎖，數據的安全性和可用性上已經得到了較大保證。

Lens創始人發布區塊高度推文，社區猜測或為快照高度:2月2日消息，Web3社交平臺Lens創始人Stani Kulechov在其社交平臺發布區塊高度推文Ξ16460695，社區猜測此推文意味著Lens協議在此區塊高度進行快照。

2月1日，社交協議Nostr第三方客戶端Damus上架App Store和谷歌商店，引發社區追捧、熱議。[2023/2/2 11:43:21]

因此，FileStar將全面取消Filecoin現有的前置抵押，保留獎勵的后置抵押，并對sector的抵押規則做出如下改進，進一步保障安全性。

首先，FileStar允許垃圾sector擁有更短的生命周期。垃圾sector的主要意義在于證明網絡中存在對應可用的有效存儲空間。目前Filecoin網絡中任何sector的生命周期至少為一年，但實際上長期存儲垃圾數據是一種資源浪費。FileStar網絡中未存儲有效數據的垃圾sector將支持較短的生命周期，避免存儲資源長期被垃圾數據占用。

其次，FIleStar的訂單sector需要抵押存儲費用。訂單sector中存儲了用戶的有效數據，通過抵押用戶支付的存儲費用，將鼓勵礦工優先存儲訂單sector，并保證其數據可用性。

取消前置抵押將使礦工可以隨時加入網絡進行挖礦，并持續貢獻算力，共同維護網絡的安全性。

新哈希算法

Filecoin中采用的SHA256算法嚴重依賴于AMD處理器的指令集優化，而大量未支持相關指令集優化的Intel礦機處于較大劣勢，基本無法參與挖礦。這一選擇極大地打擊了Intel礦工的積極性，同時也為Filecoin網絡未來的發展帶來極大的局限性。

FileStar的目標是成為未來互聯網基礎設施的激勵層，必然需要激勵更加多樣化的硬件加入到網絡中。因此，需要在保證安全性的前提下，使得基于x86體系的礦機挖礦性能處于同一水平，鼓勵多樣性。目前FileStar正在驗證哈希算法包括SHA512，Poseidon，Pederson和Blake2s等，FileStar將在不同平臺上評估這些哈希算法的安全性和實際性能，并從中選擇最合適的算法，以支持Intel礦機或其他高性能礦機。

遞歸零知識證明技術

復制證明是Filecoin存儲證明的重要組成部分，結合零知識證明，PoRep可以把存儲資源量化并在鏈上生成對應的證明。在Filecoin的PoRep證明機制中，礦工每封裝一個sector，都需要向網絡中提交兩個證明，對應的消息分別為PreCommitSector以及ProveCommitSector。實際上，在現有的Filecoin網絡中，絕大多數的鏈上消息都是在提交這兩種證明。但Filecoin網絡的鏈上消息處理能力非常有限，當網絡發生擁堵時，大量的證明消息將占用絕大多數鏈上資源，而普通的消息將無法被打包。這同時也導致了大礦工”自私挖礦“行為，小礦工的證明消息基本無法上鏈。

Bernstein報告：灰度比特幣信托將受到保護免受Genesis危機影響:金色財經報道，Bernstein在一份研究報告中表示， Genesis Global Capital停止提款的情況并不直接影響灰度比特幣信托（GBTC），即使 Genesis 無法為其借貸賬簿籌集流動性并申請破產，債權人也無法對 GBTC 資產提出索賠。

該報告稱，市場擔心灰度（Grayscale）可能“被考慮作為災難發生時的戰略選擇”，但分析師認為，即使在最不利的情況下，DCG也寧愿保留灰度而不是 Genesis 的業務。據 Bernstein 稱，灰度是 DCG 的“旗艦業務及其搖錢樹”，每年產生約3億美元的費用收入。分析師Gautam Chhugani和Manas Agrawal稱，GBTC 的信托結構保護其持有人，并在DCG或DCG Group實體內部避免出現故障。[2022/11/22 7:53:37]

FileStar提出了一種遞歸零知識證明技術以解決上述TPS瓶頸問題和消息上鏈的問題。

RecursiveZK-SNARK的基本原理是把礦工在一定時間內產生的若干sector的證明，進行鏈下證明，組成Merkle樹，并生成一個聚合證明，最終只需要向網絡中提交一次證明即可同時完成多個sector的證明上鏈過程。這樣一來，每個礦工需要提交的證明消息將會明顯減少，從而提高TPS，實現網絡擴容。不僅如此，通過調節證明聚合的程度，還可以對網絡的消息處理能力實現調節，適應未來FileStar網絡不同發展階段的需求。

WindowPoST+VRF機制

在完成PoRep后，礦工需要提供時空證明，證明對數據進行了持續存儲。Filecoin中礦工封裝的每個sector每天都會被抽查，礦工需要正確提交WindowPoST證明，否則其抵押的FIL將被罰沒。對于存力較大的的礦工來說，每天提交的證明數量非常大，而且隨著網絡的進一步發展，網絡中需要提交的WindowPoST也會越來越多，最終可能也會造成網絡的擁堵，降低網絡對普通消息的處理能力。

FileStar在WindowPoST的抽查機制中引入了隨機抽查機制，使得每個礦工需要提交WindowPoST證明的頻率大大降低，而不需要每天對算力都提交多次證明。普通的隨機抽查函數有可能被預測，從而影響網絡的安全性，因為礦工如果能確定自己被抽查的時間，就存在作弊的可能。FileStar采用了可驗證隨機函數來進一步提升隨機抽查的安全性。

高效的挖礦軟件

FileStar還將對現有開源的挖礦軟件進行優化，全面提升礦機的挖礦效率，最大化利用礦機計算資源和存儲資源。優化主要集中在任務調度模塊和零知識證明模塊。

任務調度優化。在其他軟硬件條件相同的情況下，不同的任務調度策略將直接影響礦機的封裝效率。Filecoin目前的挖礦軟件在任務調度上有諸多缺陷，在很大程度上影響了網絡有效存儲的增長。FileStar將發布帶有任務調度優化的挖礦軟件，提升礦機的挖礦效率。

零知識證明優化。Filecoin中無論是PoRep還是PoST都大量采用了零知識證明算法，但零知識證明的生成過程仍有較大的優化空間。FileStar的挖礦軟件將在零知識證明生成效率上進行大幅優化，并發布給所有礦工使用。

結合以上兩點優化，FileStar的全網挖礦效率會比現有Filecoin網絡有明顯的提升，這意味著在投入的相同硬件的情況下，FileStar將逐漸成為最大的分布式存儲網絡。

Filecoin算力映射

Filecoin主網有近600PB有效算力，并且仍在快速增長。參與Filecoin挖礦的礦工是第一批去中心化存儲的基礎設施貢獻者，也將是未來web3基礎設施的中流砥柱。FileStar在上線初期將會對所有Filecoin上的有效算力的權益進行一定映射，礦工如果參與FileStar挖礦，將有可能獲得與Filecoin主網算力匹配的獎勵，具體映射規則將在FileStar主網上線時公布。

去中心化治理機制

FileStar開發團隊負責維護FileStar項目，但整個項目的開發和管理將采用社區化模式。在FileStar社區中，任何人都可以提交代碼，同時需要提交完整的測試代碼。所有新提交的代碼在經過充分測試后才會合并到測試網絡，并在穩定運行一段時間后再上線主網，從而保證主網的安全性和穩定性。

FileStar項目充分尊重生態中所有社區參與者的意見，每一個新特性的開發和上線，都需要通過社區成員的投票決定。FileStar生態中的開發者、礦工以及普通用戶都可以參與投票，共同決定網絡的發展方向。

代幣經濟模型

FileStar協議中原生的代幣為STAR，主要用于支付消息手續費和存儲費用，礦工參與挖礦可以獲得STAR挖礦獎勵和手續費獎勵。為了吸引礦工貢獻存儲、計算和帶寬等資源，同時激勵更多生態參與者的加入，FileStar設計了更加精細化的代幣激勵模型。

STAR代幣總量為2,000,000,000STAR，不對外募資，團隊無預挖，代幣的分配規則如下：

70%由挖礦產生，產量逐天減少，每6年產量減半

30%用于激勵提供存儲資源的礦工

15%用于激勵提供計算資源的礦工

15%用于激勵提供帶寬資源的礦工

10%用于激勵提供其他有價值計算的礦工，包括零知識證明服務，AI，大數據等各類有價值的計算，由社區共同投票決定

30%用于對生態中其他參與者的長期激勵

15%分配給FileStar基金會，5年解鎖，用于項目的長期維護和迭代升級

7%分配給社區開發者

5%分配給FileStar生態中企業和應用，5年解鎖

1%分配給媒體

1%分配給支持FileStar的交易所和錢包

1%用于處理法律關系，確保項目遵守當地法律法規

項目發布計劃

2020年10月20日發布白皮書初稿

2020年10月30日發布Filestar第一版代碼，實現基于filecoin的改進，免抵押，并修復filecoin多個bug

2021年2月30日實現白皮書中的大部分內容，包括新的封裝Hash算法，遞歸零知識證明實現鏈下消息聚合提高全網TPS和引入隨機抽查WindowPoST+VRF等

2021年8月30日推出可驗證計算網絡，激勵Filestar的部分礦工，轉向可驗證計算網絡

2021年12月30日推出可度量帶寬網絡，激勵Filestar的部分礦工，轉向可度量帶寬網絡

未來工作

實現分布式存儲的激勵網絡是FileStar第一階段的目標，其目的在于吸引一批高質量的服務器，提供豐富的存儲，帶寬和計算資源。在第一階段網絡穩定后，FileStar將提供更加豐富的激勵機制，激勵web3基礎設施的搭建。方向包括：

提出計算資源、帶寬資源證明機制，進一步吸引不同的基礎資源提供者，實現分布式計算網絡和分布式帶寬網絡；

激勵網絡中的計算資源為其他節點提供零知識證明計算服務；

為網絡中其他節點提供可驗證計算服務。

總結

FileStar在Filecoin核心創新的基礎上，實現了一套更好的分布式存儲網絡激勵層：通過取消前置抵押、采用新哈希函數等改進，全面降低了礦工參與挖礦的門檻；結合遞歸零知識證明，PoST+VRF等技術創新，解決了TPS和消息上鏈問題，極大的提搞了FileStar網絡的可擴展性；對挖礦軟件的優化使挖礦效率顯著提升，提高了網絡中硬件資源的利用效率。

FileStar采用了更加公平的代幣分發規則以及去中心化社區治理，極大地提升了協議的公平性，有助于項目的長遠發展，并最終實現基于IPFS協議的分布式存儲、計算和帶寬激勵網絡，成為未來web3基礎設施的重要組成部分。

不同于Filecoin只激勵大家提供分布式存儲，FileStar將在分布式存儲的基礎上，激勵大家提供可驗證的計算和可度量的帶寬資源，并最終和Filecoin形成巨大的差異化。我們相信隨著區塊鏈行業的整體發展和Filestar團隊的全力開發，一個分布式互聯網的世界正在我們眼前慢慢展開。

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