一文读懂 Filecoin 与 IPFS 的关系，以及参与挖矿需要注意的风险

原文标题：《FL 深度解析 |Filecoin 真的是下一座金矿么？》
作者： 樊绪新

Filecoin 是什么？与 IPFS 是什么关系？

IPFS 是一种网络协议，具有内容寻址、版本控制等一系列优异特性，它保证了文件在 P2P 网络中安全地存储与传输，IPFS 被认为是下一代的网络传输协议，将有机会取代 HTTP 协议。 Filecoin 是一个基于 IPFS 网络协议的去中心化存储系统，IPFS 与 Filecoin 都由 Protocol Labs 开发。Filecoin 在 IPFS 协议的基础上增加了市场机制来调节存储本，同时增加了激励机制保障系统稳定运行。在 Filecoin 系统中，用户可以根据自身对速度、副本数以及预算等条件，选择相应价格的服务。

Filecoin 采用 EC （Expected Consensus）共识，该共识与 PoS 共识类似，但不同之处在于 Filecoin 决定打包权概率的是有效存储，而不是抵押的代币数量。有效存储是 Filecoin 区别于其它同类项目的一个主要特征之一。为了确定有效存储，Filecoin 引入了 PoRep （Proof of Replication）与 PoSt(Proof of Spacetime) 证明，其中 PoRep 用于证明某个节点在物理存储器上存储了相应文件的副本，PoSt 用于证明在一定的时间周期内，某个节点存储了相应的文件。

Filecoin 前景如何？

要谈一种新产品的前景，无非是从成本与体验两个角度考虑，相比于其竞品，是否有更低的成本，或者更好的用户体验。 毫无疑问，IPFS 是目前最优的去中心化存储协议，相比于现有的中心化文件系统，它具有内容寻址、版本控制、不可篡改等一系列优势（本文着重讨论 Filecoin 挖矿的相关内容，具体优势不作详细讨论，如有兴趣，可通过文末参与资料进一步了解）。IPFS 协议可以保证在 P2P 网络中，文件的安全高效地存储与传输，但要在 P2P 网络中大规模应用，则需要系统能够自我激励与运转，此时便需要引入相应的机制来实现，Filecoin 便应运而生。

传统区块链领域，信息存储的成本是极高的，例如在以太坊上存储 1MB 的数据，成本最高时可以达到几万美金，因此这也大大阻碍了 DApp 的开发与应用。19 年柏林 Web3 大会展示的项目中，存储类的项目占到了 10% 以上，也足以说明区块链领域中解决存储问题的迫切性。而在所有的去中心化存储类项目中，Filecoin 无疑是最受关注的，并且 IPFS 稳定运行两年，也充分证明了其底层协议的健壮性，但是 Filecoin 实际效果还需要经过实践来检验。当然，也有一些区块链存储项目是针对中心化云存储服务作出的改进，例如 Siacoin，其存储成本只是中心化存储的 1/10，但截止目前，Sia 平台上存储的数据只有 2PB，究其原因，主要是因为用户使用门槛过高，体验不佳。Filecoin 能否占有传统中心化存储的市场份额，取决于其最终的用户体验和其存储价格。

就目前来讲，大部分 Filecoin 的节点被部署在了 IDC 机房当中，其实际部署与运营成本相比于传统的中心化云存储并未降低，且其存储过程更为复杂（需要运行行 PoRep 与 PoSt，其中有大量的零知识证明运算），导致其实际存储成本可能会更高。因此，Filecoin 上线初期，数据实际存储成本可能会高于中心化云存储，但由于初期节点为了获得区块奖励而降低存储价格，可能会导致实际的存储报价低于传统中心化云存储。长期来看，Filecoin 仍需要进一步发挥其 P2P 存储的优势，将存储设备由专业化向民用化转变，同时优化其算法，从而在不影响用户体验的前提下，降低存储成本。

存储问题是区块链领域亟待解决的重要问题，因此在 19 年 Web3 峰会上展示了大量的存储类项目。IPFS 是 Web3 愿景的重要组成部分，其发展状况在一定程度上会影响 Web3 的发展，同样 Web3 的发展状况，也在一定程度上决定了 IPFS 的未来。Filecoin 是由 IPFS 官方发起的基于 IPFS 协议的存储类项目，毫无疑问它被寄予厚望。

Filecoin 挖矿流程是怎么样的？

如下图所示，Filecoin 主要由三部分组成，分别是存储市场（链上）、Filecoin 区块链、检索市场（链下）。 存储市场与检索市场分别在链上与链下是出于对安全性与效率的考量，对于用户来讲，存储频次相对较低，且安全性要求相对较高，因此将存储过程放在链上进行。而检索频次在有一定数据量时要远高于存储频次，考虑到链上处理数据的性能问题，因此将检索过程放在链下进行。并且为了解决检索过程中，支付的安全性问题，Filecoin 采用了微支付的策略，简单来讲，其过程是将一份文件分为很多份，用户每拿到一份数据，支付相应的费用。

与 Filecoin 两大市场相对应的矿工类型分别是存储矿工与检索矿工，其中存储矿工主要负责数据的存储与区块的打包，而检索矿工则主要负责数据的查询。未来 Filecoin 主网运行稳定之后，还会引入修复矿工，主要负责数据的维护工作。

与上图中展示不同的是，Filecoin 初期版本中，在存储市场与检索市场中并未实现订单撮合机制，而是采用了抢单机制。Filecoin 三大部分相对应的有三个过程，分别是存储过程、检索过程以及区块打包与奖励过程，其简化过程与矿工收益如下图所示：

由以上内容可知，与传统的 PoW 挖矿不同，Filecoin 的挖矿过程要复杂很多，而决定前期挖矿收益的一个重要因素就是有效存储。有效存储是 Filecoin 区别于其它去中心化存储项目的一个核心特征。

在 Filecoin 的 EC 共识中，有效存储类似于 PoS 中的权益，它决定了矿工获得打包权的概率，也即矿工有效存储在全网存储的占比在概率上正比于其最终的挖矿收益。而决定有效存储的因素如下图所示，包含了存储报价、网络条件、CPU 性能等硬件性能，当然也可以通过对挖矿算法的优化在同等的硬件条件下，获得更高的有效存储。但目前算法优化究竟能带来多少收益的提升，仍是一个未知数。

EC 共识中，有效存储与 PoS 共识中的权益类似，且在 Filecoin 中决定打包概率的并不是节点单个区块周期的有效存储，而是从主网上线之后所有有效存储，Filecoin 会有一定的马太效应，越早参与的人，越有优势。但是与 PoS 共识不同的是，存储在 Filecoin 上是不可复用的资源，因此，当一个节点的存储空间被占满之后，有效存储则不会再增长，若要获得更多的收益，则需要进一步增加相应的硬件，而此时它便成了一个「后来者」。

Filecoin 代币释放情况

与大多数项目不同，Filecoin 代币释放策略为线性释放，团队与基金会以及 ICO 的代币均是线性释放，也即在每个区块中对各部分代币随挖矿逐步释放。 Filecoin 挖矿释放量也与其它项目不同，Filecoin 挖矿奖励每 6 年减半，其减半数量由以下公式得出：

经过计算，Filecoin 初期单日区块奖励为 44 万枚，一年后单日奖励下降为 39.5 万枚，第六年年末下降为 22 万枚，完成线性减半，这样的减半方式无疑对矿工是非常有利的。综合以上信息，Filecoin 6 年内全网代币情况如下图所示（由于私募与 ICO 部分线性释放解锁期分别 6 个月到三年不等，此处取平均值 1 年半释放完毕）：

由上图可以看出，由于采用了线性释放策略，在早期 Filecoin 代币是非常稀缺的，并且由于参与 Filecoin 需要抵押一定数量的 Fil 代币，造成了进一步的稀缺。因此，可以预见，Fil 代币早期的价格会相对较高，但是随着代币的不断释放，价格会持续下降。实际的代币价格趋势与以上预测可能不会完全一致，因为价格的影响因素除了代币数量外，市场热度以及供需关系也会对价格产生影响，但需要强调的是，从长期来看，代币数量是非常重要的价格影响因素之一。

Filecoin 回本周期与收益测算

首先需要强调，目前 Filecoin 还未上线，测算回本周期难度相对较大，准确度也无法保证。 但是目前仍然可以对收益进行大致的估算。如下表所示，下表展示了主要上线第一年代币大概的释放情况，（由于第一年起始挖矿释放量为 44 万，第一年年末挖矿释放量为 39.5 万，因此取平均值 42 万）。

可以看出，主网上线的第一年里，每天释放的 Fil 代币数量约为 100 万枚，每个月为 3000 万枚。假定全网单 T 算力产出的代币数量都是相同的，则可以通过如下公式计算回本周期。

其中，算力价格为矿机厂商的报价，每日全网挖矿产量数量确定大约为 42 万枚，只需将预期币价与预期全网算力代入公式，即可估算出回本周期。关于币价，本文不作过多分析，全网算力 Protocol Labs 官方预估为 100EB，但实际能否达到，仍需观察。至于收益，也可按同样的思路进行大致估算。

参与 Filecoin 需要注意哪些问题？

1. 矿机或算力的透明度问题

目前市面上，Filecoin 矿机的售卖主要有两种方式，分别为直接销售矿机和按算力出售，矿机买卖透明度相对较高，其同类硬件均可在电商平台查到相应价格。

算力出售是指按单 T 价格进行报价和出售的方式。这在一定程度上借鉴了 PoW 挖矿的定价方式，但是它们两者有着非常大的区别。以比特币为例，比特币算力按 T 计价，其单位是 H，也即每秒钟运行 Hash 算法的次数，该单位与矿机最核心的部件挖矿芯片直接相关，并且比特币主网已上线多年，矿机的透明度已经非常高。而 Filecoin 按 T 计价，其单位是 B，也就是通常所说的字节，与该单位直接相关的是矿机的硬盘空间，上文中已经多次提到，决定 Filecoin 挖矿的关键参数是有效存储，这与矿机本身的存储空间并没无太大的相关性。决定能否把存储空间变为有效存储的因素包括 CPU 性能、网络条件等一系列软硬件条件。各厂商单 T 算力究竟能够有多少产出，目前仍是个未知数。

当然，并不是说按 T 计价的方式完全不正确，在透明度足够高（能够知道每 T 算力背后具体对应多少硬件）的前提下，按 T 计价的方式也是合理的。但在 Filecoin 主网上线之前，由于信息不透明，按 T 计价，厂商可动手脚的方式很多，因此按 T 购买算力时需要非常谨慎，要尽可能在保证信息透明的前提下，再进行参与。而在 Filecoin 主网上线之后，不论单 T 背后对应多少硬件，直接通过计算单 T 产量即可对价格进行评估，此时按 T 计价会是非常直观。

2. 测试网挖矿问题

Filecoin 测试网上线后，参与挖矿是否有奖励，或者奖励多少，具体方案还未公布。目前 Protocol Labs 官方刚刚公布主网上线计划，12 月 11 日上线测试网，2020 年 3 月上线主网。但是，从经验来讲，测试网上不太可能直接按正常比例进行挖矿。比如 Polkadot 的测试网 Kusama，在 Kusama 上挖矿与 Polkadot 主网并无直接关系，再比如 Nervos 的测试网挖矿，也只是拿一定数量的主网币作为挖矿奖励。因此，Filecoin 测试网上线之后，并不建议急于参与挖矿。

3. 算法优化对挖矿效率的影响

坦白讲，这个问题目前不确定性非常高。由于 Filecoin 与 PoW 挖矿不同，算法占比较高，因此算法优化对挖矿效率会有一定的影响，但是具体影响能有多大，是否和各厂商宣称的一致，在主网上线之前，将一直是个未知数，这也将是前期投资最大的不确定性因素。可以确定的是，由于市场的优胜劣汰，全网的算力产出水平最终会基本趋于一致，因此算法优化的优势主要集中在前期，随着市场的成熟，其优势也会逐步被削弱。

总结

区块链的存储问题亟待解决，而 Filecoin 又是解决该问题期望最高的项目，并且 IPFS 协议已稳定运行两年有余，因此 Filecoin 本身是非常值得期待的。 但在主网上线之前，信息的不透明度非常高，也存在诸多的陷阱，因此，若要参与早期挖矿，请务必进行充分的考察与研究。

虽然 Filecoin 挖矿存在一定的马太效应，挖「头矿」具有一定的优势，在主网上线之前，参与挖矿风险是很高的，因为此时的信息不确定性与不透明度非常高。因此，Filecoin 是不是下一座金矿，仍需要时间检验，但是可以确定的是，在信息掌握不充分的情况下参与挖矿，风险是远大于收益的。

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