一文讀懂Filecoin的價值體現和挖礦原理
星球君的朋友们
2020-09-04 09:09
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《Filecoin》挖礦投資報告整理了IPFS和Filecoin的價值體現。

編者按:本文來自編者按:本文來自二級標題

內容摘要

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二級標題

《Filecoin》挖礦投資報告整理了IPFS和Filecoin的價值體現。礦工參與挖礦需要了解的挖礦原理,以及挖礦核心要素:包含硬件部分的計算、存儲以及軟件部分。

二級標題

其中礦機硬件部分解析了Filecoin挖礦和傳統挖礦在算力、存儲力上的區別,核算硬件部分的挖礦成本。

二級標題"的形式。

二級標題

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1. IPFS與Filecoin之間關係

IPFS協議對標的是HTTP協議。 HTTP協議解決的是網絡傳輸問題,IPFS是一個面向全球的、點對點的分佈式版本文件系統,致力於創建持久且分佈式存儲和共享文件的網絡傳輸協議。

二級標題

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2. Filecoin市場情況

①1CO募資情況

Filecoin的1CO分私募和公募兩個階段,共2.57億美元。

Filecoin總數共計20億枚,其中70%的代幣作為礦工的獎勵;15% 由Filecoin公司(Protocol Lab)自己留下來作為未來技術開發、市場推廣;10%以優惠價格賣給Filecoin 的合作夥伴; 5%成立基金會發展社群生態。

二級標題

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3. 項目發展情況

②有獎勵測試網

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有獎勵測試網是一個為期三週的礦工競賽測試,參與者需要將封裝好的數據存入網絡,獲得的獎金會隨著存儲數據的增長而增長。

參與測試網的競賽要素有:訂單交易成功率,確定礦工是否可以提供有效存儲;扇區生命週期,確定礦工可通過扇區升級來升級承諾空間。

③主網多次延遲上線原因

其次,在開發過程中產生的一些影響網絡使用的問題,需要開發團隊不斷修復和部署,而核心團隊的開發成員人數較少。

①去中心化的視頻平台D-Tube

參考:http://ipfs.cn/news/info-100155.html

參考:

②去中心化的社交平台AKASHA

DTube是一個搭建在STEEM(基於區塊鏈的社交媒體平台)上的去中心化的視頻平台,在DTube平台上視頻文件通過IPFS協議進行存儲。內容創作者通過他們上傳的內容獲得平台代幣的獎勵。

DTube使用STEEM區塊鏈保存用戶數據,使用IPFS保存視頻和圖片數據。在DTube上發布視頻,等同於做了兩件事:https://akasha.org

2、將視頻和圖片等發佈到IPFS網絡

參考:

參考:

②去中心化的社交平台AKASHA

該項目旨在打造完全自由的社交平台,所以採用了以太坊以及IPFS作為底層技術支撐。通過以太坊眾多去中心化的節點,消除對服務器的依賴。通過IPFS,確保內容傳輸的安全私密,以及穩定性。目前在全球擁有數萬用戶,產品也在不斷迭代更新。

EOS、ETH數字貨幣及imToken錢包;

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BitTube的開發旨在為內容創建者提供他們所貢獻的網絡的一部分。

①算力排名

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參與Filecoin挖礦需要準備哪些?

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1. 了解Filecoin挖礦的核心要素

①算力排名

算力排名是有獎勵測試網的核心要素,理論上出塊獎勵和礦工提供的有效算力成正比,單位時間獲得算力越高,礦工參與區塊的權力越大,獲得獎勵也越多,直接反映了礦工的技術實力。

因為大規模和小規模需要解決的技術問題相差很大,涉及到網絡帶寬、機器之間任務分配,大規模存儲等在Filecoin分佈式存儲的搭建和維護上,難度係數是根據規模大小呈指數上升狀態。

②礦機信息的真實性、透明性

Filecoin礦機是由一些通用硬件組裝而成,相對門檻較低,因此有數百家礦機廠商。很多廠商的硬件參數是非常不透明的,市場上隨著主網即將上線,各廠商礦機配置更加清晰。

封裝速度解決了從存儲空間到算力的快速轉換,其中這裡需要涉及到硬件的各種配置,在下文礦機硬件拆解中具體說明。

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(Filecoin經濟模型公佈後,挖出的FIL獎勵延遲期和線性釋放期間分別為20天和180天;且採用通縮鑄造模型,初期獎勵礦工挖出幣的30%。使封裝速度重要性相對降低。 )

④技術實力

技術實力主要包括:運維能力,爆塊優化,接單等優化能力。

目前有能力獨立開發Filecoin挖礦系統的公司並不多,這也是為什麼目前有數百家礦工在開發測試網上進行測試挖礦,但是有80%以上的礦機沒有測試數據的原因。

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2. 了解Filecoin挖礦的原理

①驗證礦工的有效存儲

為了防止礦工作弊和發起惡意攻擊,在區塊鏈系統中每一個生成區塊的周期,要求礦工們生成存儲證明(Proof of Storage)到網絡中。涉及到存儲證明中用到兩種算法,礦工必須以密碼方式來驗證他們遵守了存儲文件的承諾,即:複製證明(Prof of Replication)和時空證明(proof of Space time)。

②複製證明與時空證明

當礦工達成了一個週期內的存儲數據約定,存儲完成後需要進行驗證。在驗證礦工的有效存儲時的兩個關鍵點:第一是驗證在規定時間內完成了存儲,第二是驗證在約定時間內沒有刪除數據,並定時檢查。

第一項驗證在規定時間完成了數據存儲後,需要通過複製證明(Prof of Replication),複製證明計算的環節需要礦工向整個網絡提交證明到鏈上。此過程會消耗大量資源,且需要比較久的時間來完成。

完成第一步後,第二步需要通過時空證明(proof of Space time),時空證明在復制證明之後證明數據仍然在有效期內存在。時空證明需要在非常短的時間內完成。

③數據計算與存儲的深入剖析

(根據官方發布Filecoin挖礦指南整理)

計算部分

計算分為4個階段分別是:PreCommit phase 1,Precommit phase 2,Comit phase 1,Commit phase 2,以下簡稱為p1,p2,c1,c2。

p1環節:提高複制證明的效率,根據不同的硬件配置在數小時內完成。

p1環節:首選GPU加速,CPU會顯著拖慢。

c1,c2環節:單用CPU,或者CPU和GPU混合計算都可以。根據不同硬件配置耗時不同。

時空證明環節:使用GPU提高效率,在25s內完成時空證明才能得到區塊獎勵。之所以要用到GPU,是因為在一個區塊中進行大量的powt-snark計算來解決快速密封問題,而snark計算最有方案是GPU。複製證明和時空證明耗時差距越大越好。

存儲部分

存儲部分是硬盤空間的概念。礦機商家稱有100T硬盤空間,但真正參與網絡運算,數據經過幾個階段處理成官方認可的數據,再把數據存在硬盤裡面。這裡涉及到計算部分,而計算的部分速度相差非常大。

計算和存儲同時進行,機器的負載過高,導致讀寫太慢,也容易硬件遇到故障,面臨不能不重啟的情況。最常見的兩個情況,一個是顯卡丟失,另一個是遇到殭屍進程無法殺死,不得不重啟機器,萬一在重啟過程中被抽查,就要被扣算力。

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接著就是擴容的問題。

那如果把計算和存儲放在一起的話,那就意味著整台機器就綁定在集群裡拿不走了。如果想要擴容,就會造成集群規模線性的增長,增長到一定程度後,網絡,主機和機架都會面臨無法承受的結果。

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①CPU

3. Filecoin挖礦和傳統挖礦的區別——算力與存儲力

②GPU

比特幣挖礦採用PoW工作量證明,而Filecoin採用的挖礦原理是PoSt(全稱Proof-of-Spacetime)即(存儲)空間時間證明。在權益共識PoS(Proof-of-Stake)的基礎上,Filecoin改進共識機製成了PoSt,來替代工作量證明PoW。

③SSD

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Filecoin挖礦礦機拆解分析

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1. 硬件配置及其作用環節

複製證明的封裝預提交階段,2020年4-5月官方修改算法後,使原本高昂成本的Intel CPU需要30多小時才能完成P1的計算,對CPU的要求提升。 AMD的CPU封裝效能是Intel的五倍,使用AMD3960X的CPU,需要4小時左右完成並行。目前市面上主要以AMD3系和7係為主。

複製證明中的封裝提交階段,生成零知識證明需要使用N卡。目前市面的品牌有:技嘉,msi,華碩,索泰等。

SSD在Filecoin挖礦中主要作用是:用作系統盤;Filecoin節點數據存儲盤;密封過程中過渡RAM中的數據到機械硬盤,可做大型緩存和用於存儲未密封的傳輸中扇區。

在P1,P2之後有waitseed的環節,主要作用是等待一定數量的區塊,來獲取隨機數。包含一個等待的時候,官方將最初的數值10改成150,需要等待時間變成了:150高度*25秒/60秒=62.5分鐘,如果SSD的內存不夠,機器就會閒置下來先處理這部分數據,修改後對SSD需求變大。

M.2接口(SATA總線),傳輸速度大約為520MB/s

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M.2接口(NAMe協議),傳輸速度大約為3200MB/s

④內存(RAM)

GPU:

內存在Filecoin挖礦中主要的作用:密封文件時,臨時存儲密封的文件和運行挖礦程序各環節,計算數據緩存使用。選擇內存時,主要需要考慮內存的速度,目前常見的DDR內存為DDR2、DDR3以及DDR4系列,其中DDR4的起始頻率最高,速度最快。其次是內存的容量。

RAM:

礦場主要提供電力、帶寬、機房以及網絡安全防護等,目前滿足Filecoin挖礦的礦場主要是專業的標準化IDC機房。服務器主機機箱高度需要定制4U。

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2. 官方發布硬件參考

必須有強大的GPU才能在所需時間限制內完成SNARK計算。 Lotus當前的設計支持NVIDIA芯片。我們預計未來還將支持其他廠商的顯卡。我們的基準中提供了我們試驗成功的配置。

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當前Filecoin網絡僅支持封裝32GiB和64GiB扇區。在這些較大的扇區上執行計算需要相應更多的內存:建議挖礦系統至少配置128GiB。

選擇合適的存儲解決方案設計很多需要考慮的因素,挖礦運營的收益模型可能是最重要的因素。存儲礦工目前需要保持原始存儲量為1TiB(或者質量調整後的同等數量;對於主網來說將增加到100 TiB)以便出塊,但礦工可能發現更多需要考慮的因素。

圖片描述

(官網推薦配置耗時情況)

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3. Filecoin挖礦的成本分析

Filecoin礦機需要通過不斷計算來產生有效算力,其次需要硬盤來存儲算力,硬件的成本主要在這兩大板塊。

CPU+主板+顯卡+閃存+SSD+機箱≈11萬

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硬件存儲部分:

硬盤+CPU+主板+機箱≈8萬

計算封裝速度:G/萬/小時=存儲/價格/24小時

還可以根據封裝速度計算出挖礦的理論日收益和礦機填滿存儲時所需要的時間。

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Filecoin挖礦的收益分析

1.Filecoin是礦工友好型代幣:Filecoin網絡礦工獎勵或收益,主要來源於網絡新鑄造的代幣和使用網絡的礦工費。

Filecoin代幣總量20億,礦工可以通過挖礦獲得的部分為70%,按照22美元(9月1日價格)計算,有308億美元的市場。

4.每天新增Filecoin流通盤的金額:

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私募輪及1CO出售的10%,即2億枚,分6個月、12個月、3年線性釋放。

可計算出1CO私募及挖礦部分每天挖出的幣約為60萬枚,根據當前(9月1日)幣價22美元,每天新增約1320萬美元的流通盤金額。

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Filecoin挖礦的風險

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1. 挖礦前期投入成本大幅度提升

鎖定期+線性釋放:

在最新公佈的《Filecoin經濟模型白皮書》中,有三種不同的質押機制:初始質押,區塊獎勵作為質押以及存儲交易提供者質押。

圖片描述

第一種是礦工必須為每個扇區提供filecoin作為初始承諾。第二種機制是通過區塊獎勵鎖倉來減少初始代幣質押的要求。第三種在礦工和用戶之間建立激勵機制,使礦工在市場上脫穎而出。

①前置質押

前置質押是質押幣後才可以進行挖礦,且是較大比例的前置抵押,可能在測試網獲得的獎勵需要質押,沒有幣的礦工則需要再次投入資金。

圖片描述

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(初始參數設置)

根據官方公佈的初始質押函數:相當於20天的區塊獎勵+Fil流通供應量30%的份額。

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2. 礦機挖礦的技術風險

如果使用官方公佈的硬件參考方案,在效率和收益上是比較低的。

可能會出現網絡中斷或延遲,不能完成網絡要求提交的時空證明,同時“存儲力”也將受到影響,因此對於網絡環境要求和電力的穩定性要求比較苛刻。

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3. 如何規避

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