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

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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。

IIPFS生態基金宣布收購IPFS.CN并升級為元宇宙全球社區:9月29日消息，為響應當地政府監管政策要求，IPFSCN即日起暫停為中國境內用戶提供相關服務。同時，經公司董事會決議，IPFS.CN將整體出售給(新加坡)IPFS生態基金(IPFS Ecological Fund)，并升級轉型為元宇宙全球社區，原有主體將不再提供任何平臺相關服務。

自2018年成立以來，IPFS.CN一直致力于推動相關分布式存儲與區塊鏈技術的發展和開發者生態的建設，接下來將在元宇宙領域繼續圍繞全球新產業新技術及相關科技應用領域進行科普。（IPFS中國社區）[2021/9/29 17:15:03]

Merkle樹結構的數據副本圖

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Ergo拍賣行和ErgoUtils上的NFT作品將直接上傳到IPFS:據官方消息，發布到Ergo拍賣行（Ergo Auction House）和ErgoUtils的NFT作品將直接上傳到IPFS（星際文件系統）。這些NFT作品現在可永久保存在區塊鏈上。另外，由于Ergo區塊鏈避開了以太坊的Gas機制，在Ergo平臺上鑄造NFT可享受低鑄幣成本。[2021/9/18 23:35:21]

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。

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？

BKEX Global第二期云虎IPFS超級算力認購業務 僅開放2分鐘即售罄:云虎IPFS超級算力于6月16日20:00在BKEX開啟認購，本次總認購份額10000份，僅2分鐘全部售罄。

云虎超級算力是基于IPFS的Filecoin挖礦算力，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。

據公開的路線圖顯示，Filecoin主網將在7月20日至8月20日啟動窗口。[2020/6/16]

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。

礦工生成存儲數據副本的證明Πpos圖

3.驗證節點驗證存儲礦工的證明

報告：以太坊和IPFS引領著去中心化網絡的發展:Fluence Labs在最新發布一份報告中從631個項目里挑選出了231個具有技術背景、目前正在開發與Web3.0相關的項目。報告指出，去中心化網絡正在發展中，這在很大程度上是由以太坊和IPFS引領，兩者是開發人員用來創建DWeb應用程序的主要力量。（News Logical）[2020/6/15]

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

創世資本正式宣布股權投資云虎IPFS超級算力:6月10日消息，創世資本（Genesis Capital）正式宣布股權投資云虎IPFS超級算力，創世資本創始人孫澤宇表示，分布式存儲在整個存儲解決方案中具備更長的生命周期管理，也可實現更為平滑的存儲介質迭代。在IPFS千億美金級市場中，相信云虎算力將利用自身核心優勢提供更高效，更可靠的服務。

云虎IPFS超級算力是一家IPFS算力整合服務商，其團隊對技術路徑的分析和研究擁有獨到的見解，旨在憑借自身優勢降低早期支持者的參與門檻，讓更多用戶參與到IPFS這場創新型經濟模式帶來的商業機會中，目前已在BKEX（幣客）交易所開放認購。[2020/6/10]

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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