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Filecoin生态报告第四章:Filecoin 质押体系

区块链最值得关注项目之IPFS —— Filecoin生态报告第四章:Filecoin 质押体系

Filecoin是一个将云存储转变为一个算法市场的去中心化存储网络。矿工通过提供数据存储和检索来获得原生通证(称为“Filecoin”或”FIL”)。查看Fioecoin生态报告,深入了解Filecoin信息。

Filecoin 质押体系

4.1、Filecoin网络为什么需要质押?

(1)拜占庭将军问题:将军和信使都可能叛变

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拜占庭将军问题

PS:拜占庭将军问题(Byzantine failures),是由莱斯利·兰伯特提出的点对点通信中的基本问题。含义是在存在消息丢失的不可靠信道上试图通过消息传递的方式达到一致性是不可能的。因此对一致性的研究一般假设信道是可靠的,或不存在本问题。

(2)网络面临各种攻击,常见的三种攻击方法:

女巫攻击(Sybil attack)、外包攻击(outsourcing attacks)、生成攻击(generation attacks)。

· 女巫攻击:恶意矿工通过创建多个女巫身份,假装存储了很多拷贝(并从中获取奖励),但实际上只存储了一次。

· 外包攻击:由于可以快速地从其他存储提供商获取数据,恶意矿工可能提交比他们实际的物理存储容量更大的存储能力。

· 生成攻击:恶意矿工会宣称要存储大量的数据,但相反,他们使用一些小体积程序有效地生成请求。如果这个程序体积小于他们所宣称的储存容量,就会导致恶意矿工在Filecoin获取区块奖励的可能性增加。奖励本身是应该和当前的存储量正相关的。

4.2、两种质押方式

Filecoin 网络的质押系统和执行层面的算法还没有完全定型。本文所依据的主要是目前的讨论稿和部分实现,这些讨论已经基本建立起了一套体系,对 Filecoin 网络的积极参与者,可以作为参考。IPFS原力区将做持续跟进更新,以适应变化。

Filecoin网络质押分为两类:

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Filecoin网络两种质押方式

A:Pledge Collateral (承诺质押):即矿工在挖矿时承诺给网络的可用空间时提供的质押,比如说提供 8T空间,质押1000FIL。

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Pledge Collateral (承诺质押)

B:Storage Collateral(存储质押):即矿工在存储用户数据时,为保证用户数据在规定的时间内被存储而提供的质押,比如接受用户1G数据存1年,质押100FIL。

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Storage Collateral(存储质押)

应对矿工的惩罚不仅仅来自于对质押的没收,还有更强大的手段。

举例:扣除矿机当前的算力,对矿工进行除名等。

· 经济活动中质押的实现

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经济活动中质押

· Filecoin 网络奖励的实现

质押是Filecoin的奖惩机制设计中一个重要基石。Filecoin 网络通过区块奖励和服务收费来为诚实矿工带来收益,同时,也通过质押和罚没机制来激励矿工提供优质服务。

4.3、诚实矿工奖励(即矿工收益)

a 区块奖励:按照一定的算法进行全网线形递减释放

b 存储收费:为用户存储数据的收益(来自于用户付费)

c 检索收费:为用户检索数据的收益(来自于用户付费)

d 交易费用:交易收费,燃料费用

Filecoin 与其他公链系统的最大的不同在于,这是一个去中心化的存储网络,在这个网络中,矿工必须首先提供可靠的数据服务,才能获得收益。

4.4、Filecoin 网络惩罚的实现

当一个矿工行为不当或没能完成自己应尽的义务时,通常会受到惩罚。惩罚的机制在代码中会详细实现,通过去中心化的机制进行,无需权威的中心化机构干预。
矿工的不当行为或未尽义务,主要反映在两个方面:

1)共识失当: 主要是指在区块链的维护中有不当行为,指可能危害 Filecoin 网络区块链共识的攻击行为。

当一个矿工在一个出块周期内发布两个或以上区块,且满足预期共识所定义的处罚条件时。(严格地说,一个获得出块资格的矿工只能产生一个区块)

当这种情况发生时,任何其他矿工都可以报告,网络通过检验属实后,会罚没涉嫌攻击网络的矿工的所有抵押,并且扣除所有现有算力,因为对网络的攻击行为被视为不可接受的。这基本上是最严重的处罚了。

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2)存储市场失当: 主要是指未能或未及时提供存储证明,或未能旅行与用户的合约。

存储市场失当主要表现为:

· 迟交时空证明(PoSt)

每一个矿工需要在每一个证明周期(Proving Period)内提交证明,否则,就会被罚。这里所说的迟交,不是没交,而是提交时间超过了一个证明周期,但仍然在一个生成攻击阈值(Generation Attack Threshold,超过这个时间,则可能不能鉴别生成攻击)范围内提交了。

· 未能提交时空证明(PoSt)

矿工不仅没有在一个证明周期内提交证明,而其延迟的时间甚至超过了生成攻击阈值。这种情况下,就被视为没有提交时空证明。

在这种情况下,任何其他矿工都可以报告这种情况,网络通过检查属实后,采取严厉的惩罚措施。目前计划的实现是:罚没所有质押物;算力清零。

· 存储错误

需要矿工主动报告丢失(或着说发生错误)的扇区(Sectors)给网络,这可以在时空证明中进行,协议中有定义,包含在“Missing Sectors”字段即可。 作为一个矿工,需要周期性地检测数据,这也是时空证明过程的一部分工作。

网络通过检测矿工提供的证明,验证属实,将根据丢失(错误的)扇区数量来罚没相应的质押物(FIL),同时罚没此矿工相应的算力。

· 违背合约

矿工未能按照合约在规定的时间内存储用户数据。

比如用户要求存储半年,而矿工存储3月就把数据删了。用户可以马上报告给网络,附上当初签订的合约,在网络确认属实(即矿工在其证明中不再包含此数据所在扇区)后,将对矿工进行处罚。处罚来自矿工的承诺质押,同时用户的未支付费用将被返还,矿工的相应存储质押将被自然地没收掉。

PS:在当前正在进行的代码实现中,用户必须在矿工删除数据后一个证明周期(Proving Period)内向网络提出报告。这一点对客户而言是一个负担。是否之后会有更完善的实现,需要持续跟进。

4.5、惩罚 FIL 的通证去哪里了?

真是一不小心就质押的 FIL 就没了。在 Filecoin 网络的初期,由于矿工经验不足,这种质押被罚没的情况会屡见不鲜。这都是白花花的银子,这些罚款都去哪儿了?

被罚没的质押将分为两个部分:

n 直接销毁

n 奖励给报告者和执行者

FIL 的销毁会使网络中的FIL总量减少,在需求不变的情况下,会使得网络的 FIL 增值。从价值的角度而言,销毁和按比例分发给所有用户是一样的。

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