Filecoin 挖.矿 远比 Bitcoin 复杂

Filecoin 挖.矿 远比 Bitcoin 复杂

观 点
  1. Filecoin 挖矿比 Bitcoin要复杂得多,需要专业的维护
  2. 挖矿收益只占 Filecoin 矿工收益的一部分,矿工找到真正的客户才能带来最大收益
  3. 购买 Filecoin 矿机要谨慎选择,网络初期矿池会占据主要份额
 
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从共识机制开始说起

(如果仅关心挖矿,本节可以跳过)

尽管现存数字货币多达数千种,但占主导地位的共识机制还是 PoW(Proof of Work),也就是工作量证明。这种方式简单公平,用户无论算力大小,都可以参与计算,为网络作出贡献。这是最成熟也最广为使用的一种机制,也是广大用户能够参与的一种方式。但这种方式最受诟病的一个问题就是能源消耗,大量电力用于计算“无意义”的Hash值,尽管这种消耗保证了信任系统,但没有直观可见的实际用途,被认为是一种浪费。   为了减少浪费,PoS (Proof of Stake,权益证明)共识机制随着以太坊提出而被大量研究,但是到目前为止,仍没有达到实用阶段。这其中包括安全问题,也包括公平问题。另一种类似的共识机制 DPoS(委托权益证明)被EOS及其类似项目采用,这种方式采用少量的共识节点进行区块验证和生成,其实是半中心化的,同时,广大用户完全被排除在共识机制之外。   去年开始被大肆宣传的PoC(Proof of Capacity)掀起了一波硬盘挖矿的波浪。尽管PoC避免了CPU大量消耗电力,但又引入了硬盘资源用于抵押,多数项目是对硬盘资源无意义的消耗,资源仍然没有被真正利用。   Filecoin采用一种完全不同的共识机制,这种共识机制以硬盘的真实使用量为基础来进行选举和挖矿。这也是一种PoS(Proof of Storage,not Proof of Stake),在Filecoin项目里,采用PoRep(Proof of Replication)和PoSt(Proof of Spacetime)来实现。其选举的共识机制是EC(Expected Consensus,预期共识)。这种共识机制采用VRF(Verifiable Random Function,可验证随机函数),来进行秘密选举出每一轮的领导者,获得出块资格和奖励。这种选举的方式来达成共识,可以有效地减少能源消耗,抵御分叉。目前采用VRF机制来实现共识的还有 Snow White[1], Algorand[2] 等。另一方面,用户被鼓励使用硬盘存储真正有意义的数据来获取更大收益,资源被真正利用起来。    
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简单的PoW挖矿
目前多数人对于挖矿的认识主要来自于比特币挖矿,或者其他稍复杂一点的PoW 挖矿,比如采用GPU或有些项目仅能使用CPU。PoW挖矿相对说来非常简单。用户可以自己购买矿机加入,也可以加入矿池。只需简单配置,几乎不用维护。一般的做法是,矿机到家,接上电源、网络,开机,进行简单配置,包括钱包地址,矿池信息等,就坐等收益了。
矿工收入来源主要来自于区块奖励和收取交易手续费,而成本主要是矿机折旧和电费。无论设备强大与否,只要参与,就有收益,至少不会有损失。
  但是,如果这样考虑Filecoin挖矿,就太简单了。由于挖矿机制不同,挖矿的准备,维护的专业度,设备、网络等多种因素都会影响到挖矿的收益,如果不能很好管理,不仅不能获得理想收益,还可能会带来损失。  
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Filecoin矿工的收益模式
要了解Filecoin挖矿,首先要了解Filecoin矿工的收益来自哪里。大家知道,Filecoin矿工可以分为存储矿工和检索矿工,在网络初期,我相信多数存储矿工都会扮演检索矿工的角色,因此,这里把两者统一考虑,简称为矿工。   对一个Filecoin矿工而言,其收益主要来自于以下方面:
  1. 区块奖励及交易费用:按一定算法固定释放(恒量)
  2. 存储收费:存储用户付给矿工的费用,按照存贮周期线性释放 (总量随存储量增大而增大)
  3. 检索收费:用户访问内容所付给矿工的费用,一般付给检索矿工,检索矿工如果需要向存储矿工获取,则同样给存储矿工付费(目前还没有实现,但一定会实现在主网中)
  可以预计,在网络初期,这三部分奖励中,有一段时间将以区块奖励费用占整个矿工收入的主要部分。但是,随着网络的发展,矿工获得的存储费用和检索费用比例将逐步上升,在一定规模之后,这两部分有价值的收入将高于区块奖励。具体示意参见下图:   Filecoin 挖.矿 远比 Bitcoin 复杂   这是一个必然的趋势,其主要原因在于:区块奖励的分配是固定的,而Filecoin的实际价值在于数据的存储与检索。当网络发展增大时,整个网路的区块奖励不变,那么单位算力的奖励就必然变小,然而,存储和检索的收入却是随着算力(具体所存储的有效数据量)增大而增大的。  
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如何获取最大收益?
作为一个矿工而言,总是希望这三个部分的收入都能保持相对优势(这是完全可行的,但是面临全网竞争)。如何做到呢?我们逐个分析。  
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如何最大化区块奖励
区块奖励是与你的算力(有效存储量,通过PoSt证明)成正比。也就是说,你需要存的越多越好,比如说,你有100T的空间,最好100T全部存储用户数据,并证明给网络看。这样,网络会确认你的算力为100T。简单一句话,就是数据填得越多越好。但是,怎么填?有两个办法:
  1. 找到真正愿意出钱的用户来存有效数据;
    1. 矿工不仅可以获得算力,还可以获得用户的存储费用
  2. 如果找不到有效数据,那么自己填入垃圾数据
    1. 矿工仅获得算力,但由于是自己填入数据,自己需要为存储付费,这笔费用会线性释放给矿工
  注意1. 和 2. 的共同点矿工都能获得算力,但区别非常明显,自填自挖不仅自己不能获取存储收益,同时自己还需要出币来进行存储,相当于抵押了一笔费用给网络,逐步收回。(自填自挖这种方式在网络初期可能大量存在,但随着网络的发展会逐步消失。)   这里,对一个矿工而言,需要问一下自己:  
Filecoin 挖.矿 远比 Bitcoin 复杂
存储的数据哪里来?
– 自己填写垃圾数据?- 能搞定吗?是否需要设备和技术支持?- 找到真正用户?- 非常好,问题是资源在哪里,单枪匹马怎么找? – 购买其他人提供的服务?- 完全可能会有人提供类似服务,那么这样不仅不能收取存储的费用反而要付费了。
     
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如何最大化存储费用和检索费用

先说如何最大化存储费用,如果想要收取存储费用,上一节提出的问题就只能选择1. 找到真正愿意的用户来存储有效数据。

要知道,在正式网络中,系统可能提供两种交易达成方式:1) 用户直接与某个矿工达成交易;2)用户通过网络与矿工达成交易。

在系统的运行过程中,这两种方式都会有用户采用。当网络持续运行足够长的时间之后,必然有一些大矿工或高质量的大矿池出现,他们在价格,存储保障,访问速度等各方面更有优势,多数用户必然拥抱这些更有保障的矿池。同时,大矿池也更有能力和资源去开发客户。

  那么,最大化存储费用的一个基本要求,就是你要足够的稳定,足够的大,拥有足够的资源,也就是说,最好参与到大矿池之中。   再说,如何最大化检索费用,这个问题就不那么简单了。根据目前云存储业务收入分析,检索费用收入远远大于存储费用。在Filecoin网络的初期,当内容不多情况下, 检索费用所占比例相对较小。但一旦网络发展到一定规模,检索费用将占整个网络里矿工收益的最大部分。这是,这个网络才成为一个真正的去中心化存储网络。由于检索是在链下进行,可以预计,会出现一些超级检索矿工,他们不仅仅会在整个Filecoin网络中抓取数据,而且会存储大量的热数据,来直接响应用户的请求,提供更好的用户体验。检索节点也会提供IPFS网络和Filecoin网络的桥接,利用IPFS网络来直接提供检索服务。   最大化检索费用,对于矿池而言,可以方便地开发检索矿机和检索软件,直接利用自身的矿池来提供高质量的检索服务。对于一般的矿工,如果能够拿到热数据的订单,相信对检索收入也是一个不小的助力。    
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减少你的损失
 

除了最大化收入之外,Filecoin矿工另一个需要注意的方面就是如何减少损失。因为Filecoin网络用于存储真正的用户数据,数据安全是首先要考虑的。这与其他币种存在着本质的差别。网络如何鼓励保障用户数据,很简单,就是抵押,当一个矿工不能证明自己持续拥有承诺保存的用户数据时,抵押将会被没收。可以想见,只有当抵押价值高于用户存储的费用时,才能获得用户的信任,那么这就意味着,当矿工丢失了用户数据时,不仅不能有所收入,反而会有超额损失。

那些情况下会导致损失呢?其实有很多,列举如下:

  1. 硬盘损坏:必然发生,视硬盘质量和使用时间长短概率不同;如果买到二手硬盘,那概率可能很高

  2. 网络中断:概率较小,但在家庭环境仍有较大概率

  3. 软件故障:必然发生,概率问题

  4. 矿机硬件故障等

那么如何减少损失?一句话,冗余备份,对故障快速处理。硬盘可以采用RAID来构建高可用性,节点故障可以通过节点间的类RAID或EC(Eraser Coding)技术来实现冗余。但这些,对于个人用户而言,做起来并不容易。

 
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个人Filecoin挖矿要注意些什么?
 

综上所述,Filecoin挖矿远不如比特币挖矿那么简单。要做到利益最大化,同时损失最小化,小矿工是绝对难以与大矿池相抗衡。当然,个人并不是不能挖矿,只要自己有能力维护,有内容资源也完全可行。但投入成本相对较高,不建议普通用户采用。

那么个人用户采购矿机,加入矿池如何呢?这应该是一个思路,但这里面仍然涉及到很多问题。比如矿池如何与矿机用户分成,是仅仅考虑区块奖励呢?还是存储检索都考虑其中。矿池如何为矿机引流,是矿机被平等对待呢?还是根据矿机的配置不同,性能不同而有所区别?

需要注意的是,比特币矿机能够很容易加入矿池的一个主要原因在于,矿池可以为矿机分配计算任务,而同时,矿机的算力是能够被时时计算并记录的,可以做到非常公平。而Filecoin矿机则不然,算力来源于存储的数据量,如果矿池仅仅考虑区块奖励,按照算力来分成,那么矿工自己就需要考虑如何提高算力,这本身就不容易。

  可以预计,Filecoin挖矿的参与模式更多地将以云矿池为主,有矿池来为用户提供专业的引流,算力提升,冗余备份,系统维护,甚至可以提供抵押担保。让用户真正做到放心。但这样的矿池需要专业的设计。考虑到Filecoin测试网络需要申请才能参加,估计Proto Labs已经考虑到这些方面,Filecoin网络是去中心化的,但是每一个矿工节点都需要是专业的。因为这是一个真正的服务网络,也是一个优胜劣汰的网络,任何不专业的参与者都可能被淘汰。   参考: [1] Snow White: Provably Secure Proofs of Stake.  Iddo Bentov, Rafael Pass , Elaine Shi [2] ALGORAND AGREEMENT Super Fast and Partition Resilient Byzantine Agreement. Jing Chen, Sergey Gorbunov, Silvio Micali, Georgios Vlachos

[3] Filecoin & IPFS Integration: https://github.com/filecoin-project/specs/issues/144

[4] Filecoin Proofs

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