区块链:IPFS/Filecoin挖矿专业技术解析 深入理解Filecoin挖矿

随着协议实验室Filecoin信息的不断的发布，许多Filecoin挖矿信息浮出水面，Filecoin挖矿非常具有研究意义，为了帮助广大投资者深入理解Filecoin挖矿的知识。我将从知识普及的角度，分析一些挖矿的要素和知识点，为矿工收益最大化提供参考。?

一、?复制证明的原理

复制证明是一种新型的存储证明方案，它能够让存储矿工说服用户和其他矿工，数据已经被复制到了它的矿机上。这种方案能有效的阻止女巫攻击、外包攻击和生成攻击的存储作弊问题，以下是复制证明的简化步骤：

1.矿工创建特定的副本R

当矿工存满一个扇区后，对该扇区的数据加上矿工的秘钥对，进行一种缓慢的顺序编码，形成该矿工的特定的存储副本，使每一个数据副本都不一样。密封的结果是形成一种Merkle树结构的数据副本，如下图所示。

前花旗高级交易主管推出新加密基金拟融资3亿美元:6月6日消息，由前花旗高级交易主管 Matt Zhang 创立的数字资产投资管理公司 Hivemind Capital Partners 宣布推出新基金Liquid Opportunity Fund，拟融资 3 亿美元。

该基金将使用多策略方式，通过质押、收益挖矿、Token 投资等方式为机构投资者和合格高净值个人提供选择接触数字资产市场的机会，并在二级市场交易加密货币。截至目前Liquid Opportunity Fund已募集到大约 6000 万美元资金。[2023/6/6 21:20:09]

Merkle树结构的数据副本图

中国信通院发布“区块链白皮书”：我国区块链企业超1400家，处于第一梯队:金色财经报道，12月29日，由中国信息通信研究院、中国通信标准化协会和中国互联网协会指导，可信区块链推进计划、中国互联网协会区块链技术应用工作委员会、中国通信标准化协会可信区块链标准推进委员会和大数据技术标准推进委员会联合主办的第六届可信区块链峰会正式开幕。

会上发布《区块链白皮书（2022年）》，白皮书显示，中美两国区块链企业数量仍处于全球领先地位，合计占比达52%，数字资产正成为下一个全球必争之地。据统计，我国区块链企业超过了1400家，产业园区超40个。[2022/12/29 22:15:13]

2.?矿工生成存储数据副本的证明Πpos

矿工存储数据并完成密封后，那矿工如何向一个没有中心化服务器的Filecoin网络，证明矿工确实存储了这个副本呢？星际大陆明哥觉得很难，但是协议实验室做到了。

WazirX：用户将资金转移到国际交易所可能会不合规，其没有TDS框架:8月9日消息，WazirX表示，鉴于最近的事态发展，注意到用户选择将资金提取到国际交易所。然而，在这个过程中，他们可能在不知不觉中不合规。因为国际交易所没有TDS框架，对用户的真实身份或交易规模一无所知。因此，国际交易所会将扣除TDS的责任推给个人，但这几乎是不可能的。

WazirX提醒，对于超过10,000卢比的交易，买方（无论是否为印度居民）必须扣除向印度卖方支付的金额的1%（在某些情况下为5%）。WazirX具有根据政府通知遵守TDS的框架，希望用户不要惊慌并做出正确的决定。用户资金在WazirX是安全的

据悉，印度财政部发布关于1%源头税收减免（TDS）的指导方针，该指导方针于7月1日生效。关于TDS，印度政府表示，加密货币资产交易必须在交易发生当月月底起30天内报告，扣除的金额必须在同一期限内支付给政府。报告交易的格式也由政府规定，对此政府将推出26QE表格。[2022/8/9 12:13:13]

生成证明过程中使用了零知识证明的思路，即验证者在不需要拥有任何数据的情况下相信矿工确实存储了数据副本，怎么做到的呢？

Ankr Network发布2.0升级版并推出AnkrDAO:7月15日消息，去中心化Web3基础设施提供商Ankr Network(ANKR)宣布推出Ankr Network2.0升级版，旨在将区块链转变为更具弹性的节点网络，新功能包括：运行独立节点、在全节点上质押ANKR Token、以及推出Ankr DAO。

对于开发人员来说，Ankr2.0提供了三种全新应用程序接口（API）服务，旨在简化查询所有类型的区块链数据，这些API可以减少搜索地址和交易时间，允许在Ankr支持的EVM兼容区块链上进行搜索，以及在六个不同的区块链上搜索NFT所有权历史和元数据。（Cointelegraph）[2022/7/15 2:14:55]

如下图中的红色线条所示，矿工根据网络中其他验证节点提出的随机挑战C，例如是要挑战位置8，那么矿工就需要计算从叶子节点D8跟根节点Root的路径，输出一个证明Πpos，返回给发起挑战的验证节点。

欧洲央行：欧盟当局可能对PoW加密资产交易征收碳税或禁止挖矿:7月14日消息，欧洲央行的一份新报告质疑气候风险是否计入了比特币等加密资产。该报告评估了与加密资产相关的气候风险，严厉批评了使用PoW共识算法的区块链（尤其是比特币），并将能源密集型的PoW算法与化石燃料汽车进行了比较， 并将PoS比作电动汽车。欧洲央行认为，截至2022年5月，比特币和以太坊目前的碳足迹抵消了大多数欧元区国家的温室气体减排目标。

文章认为，由于欧盟现有的碳减排目标，欧盟当局很可能采取干预措施来监管比特币等PoW加密资产，如要求披露碳足迹信息、对持有或交易加密货币的行为征收碳税，或者彻底禁止挖矿。该报告的结论是，如果不对PoW加密货币采取行动，欧盟当局可能不会在2035年计划日期之前实施限制化石燃料汽车使用的计划。 根据欧洲议会目前正在审议的《加密资产市场（MiCA）条例》，2025年现在是针对PoW加密资产采取惩罚性措施的目标日期。

报道称，尽管欧洲央行的研究文章是推测性的，并且不包括立法者的直接意见，但它表明了欧盟当局目前对不同类型的区块链技术的看法。诸如此类的报告也可能影响欧盟议会未来的决策。（Cryptobriefing）[2022/7/14 2:12:51]

矿工生成存储数据副本的证明Πpos图

3.?验证节点验证存储矿工的证明

验证节点获得存储矿工的证明后，可以通过给定的信息进行验证，当验证结果等于1时，说明该矿工确实存储了特定的副本，验证过程非常快。具体验证的算法需要等官方代码公布后再进行详细解答，现有的白皮书还没有给出足够详细的描述。?

二、扇区的解释

扇区是指存储矿工特定的存储空间，用来衡量有效存储以及提交存储证明的单位空间。当存储矿工存满一个扇区的数据后，才运行扇区密封，密封后提交复制证明，这样才会形成有效存储。

目前协议实验室对扇区可能有二种方案，一种是固定大小，例如1G；第二种是矿工指定大小，例如1G或者10G。

那么单位扇区的大小有什么用呢？根据白皮书中关于Filecoin区块链数据结构的描述，扇区ID会存储在区块链的分配表中，一个扇区大约需要消耗300字节的链上存储空间。因此可以计算，假设扇区大小为1GB，经过一段时间后，全网的有效存储达到10EB，那么扇区在区块链上需要占用的存储空间大约为3TB左右。这还不包括订单和交易占用的区块链空间，即维护一个Filecoin全节点需要占用3TB以上的存储空间。

因此，扇区太小，会占用大量的区块空间。但是如果扇区太大，不容易密封，这会导致部分有效存储的浪费，相信协议实验室会在如何平衡扇区大小和区块链空间上做出一个非常好的决策。

三、时空证明

时空证明可以理解为持续的复制证明，即矿工必须不断的生成证明并在一个提交周期内提交存储证明，如果没有在提交周期内连续及时提交证明，会被系统扣除部分代币。

生成证明的过程跟复制证明非常相似，只是时空证明的输入是以上一生成的证明做为输入参数，这样能保证证明生成的连续性，详见白皮书。?

四、时空证明与共识机制

区块链的共识机制是区块链项目的核心要素之一，Filecoin的共识机制依据时空证明来达成共识。这个共识机制跟POW一样简单明了：

(1)假设全网有两个矿工：A和B，A矿工在某时刻密封了存储满数据的2个扇区，并一直提交时空证明；B矿工在这个时刻密封了存储满数据的4个扇区，并一直提交时空证明。

(2)此时全网的有效存储为6个扇区

(3)A矿工当选领导节点的概率为2/6

(4)B矿工当选领导节点的概率为4/6

(5)即某矿工在某一时刻当选领导节点的概率=已密封扇区容量/全网总密封扇区容量

五、矿工、矿工演员和矿机

根据Filecoin团队发布的demo显示，Filecoin挖矿细节跟BTC和ETH等数字货币有较大的区别，有矿工和矿工演员之分，那么矿工、矿工演员和矿机之间的关系是啥？星际大陆明哥的理解如下，供各位矿工参考：

1.矿工

矿工：可以理解为一个类似BTC和ETH一样的地址和秘钥对，在发布订单和成交订单时需要用到，挖矿收益也是归属矿工的地址。

2.矿工演员

矿工演员：每个矿工可以有多个矿工演员，发布订单时是以矿工演员为单位，每个矿工演员也有一个地址，矿工的多个矿工演员存储可累加。

3.矿机

每个矿工演员对应一台物理矿机。

六、关于filecoin矿池

根据理解，Filecoin可能无法实现像BTC和ETH那种传统意义上的虚拟矿池，原因有以下几点：

(1)矿工在发布订单和生成证明时都需要使用秘钥对，如果矿池服务商将秘钥告诉矿工是非常危险的做法，当然这一点也许可以通过加密的方法来实现，具体可能性目前还无法判断。

(2)矿工需要不断的提交存储证明，如果矿池中某些矿工无法及时提交证明，扣除的抵押由所有矿工分担，这对优质矿工非常不公平。

(3)矿池服务商需要提供非常大的代币抵押，因为每个矿工的存储都是不断变化的，不太可能直接让矿工直接支付所有抵押费，这也是不公平的。

综上，Filecoin虚拟矿池可行性是存疑的，但是不代表不会有创新的方法，比如组建实体矿池，由矿场或矿池服务商统一管理矿机的方法，对于矿工来说，同样可以达到加入矿池的效果。?

来源：金色财经

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