原力研究 | 挖矿指南（一）：Filecoin网络搭建逻辑与创新者的窘境

本文由IPFS原力区原作

杀不死我的，只会让我更坚强。

——尼采

塔勒布在《反脆弱》一书中所定义的“反脆弱性”，是那些不仅能从混乱和波动中受益，而且需要这种混乱和波动才能维持生存和实现繁荣的事物的特性。然而经过这几天太空竞赛的表现，我们可以看到小矿工处于水深火热当中，主要源自：算力增长慢，存储成功率低，该如何“反脆弱”生长成为了其当下亟需解决的问题。

虽然Filecoin官方最新发布《缔造Filecoin经济》白皮书中提到一个简单铸造，里面涉及一个概念——抗脆弱性，就是为了让矿工可以在早期实现。因为技术、资金的缘由很有可能难以实现，所以原力区再次升级全球合作伙伴计划，助力暂时技术实力落后的矿工，赋能全网络在符合基准线要求的“200%”增长，共塑分布式存储的规模落地。

本文会通过介绍挖矿的流程，以及目前太空竞赛部分矿工存在的窘境，讲述我们该如何应对？

文前简述：通过这一轮的太空竞赛表现，目前很多矿工除了算力规模不够大外，还有可能是因为高度跟不上、Worker的P1和P2频频失败、没有矿工协助winning打包、没有存储需求方提供订单、出块难等等原因，导致部分矿工早期算力难以增加，爆块成功率低等。从微观方面而言是该矿工有可能获取不了太空竞赛奖励，宏观方面而言就是网络难以进一步壮大。

一、Filecoin全览图：挖矿、存储与检索

热浪来潮，全球新数字时代、中国新基建的兴起，很多人朋友会问，IPFS的时代意义是什么？Filecoin的焦点又在何处？Filecoin挖矿实际参与的是什么赋能行为？

IPFS相当于BT协议的升级版，但其不仅限于内容存储的交流，还涉及到全领域的应用，可以理解为一个国际化、无中心、高安全、高隐秘性的新互联网络。其赋予的时代意义不仅限网络基建服务全面升级，更是赋予人性对隐私自由的追求。

而Filecoin是维护IPFS网络公平有序进行的一种价值媒介，相当于自由经济“法律”的制定和监督者，以经济手段合理监管和制裁每个理性经济人。总之，IPFS是Filecoin映射的价值体现，IPFS宏观意义会更大，Filecoin属于该网络的价值体现。

BTC的挖矿意义是维护和监督去中心化账本，是建立共识的基础，其采取的是PoW共识机制，通过工作量证明来形成共识，整体体现BTC的价值是共识，从而形成加密货币中最大的支付代币。

Filecoin挖矿的本质除了维护账本之外，还可以提供存储、检索基础数据服务，所以Filecoin挖矿会给网络上赋予更多的实际价值，为服务提供网络架构。

Filecoin挖矿全览图，来源：IPFS原力区，2020-08-28

由上图可以看出，我们矿工在参与Filecoin网络中会涉及三个活动：区块打包、数据存储和数据检索，介绍如下：

• 区块打包（爆块奖励）

矿工通过搭建节点、创建钱包、申请水龙头等来生产矿工标识，然后通过一些硬件设备来支持整个网络，完成数据封装和时空证明，从而获取打包权限，获取爆块奖励。

• 数据存储（链上）

客户与存储矿工确定订单后，矿工通过复制证明和时空证明来确保数据服务，从而获取对应的存储服务收费。

• 数据检索（链下）

客户发出检索请求后，检索矿工活动订单后提供检索服务，从而支付对应的检索服务给矿工。

那么我们如何成为一名矿工？

二、如何成为一名矿工

很多用户都不是很了解如何成为一名矿工，其实从操作而言，我们也可以根据官方及网络信息成为一名合格的矿工，但是可能收益会存在一定的差异化，所以这块就需要借助专业运维的力量，让我们更好获得更高收益。话不多说，矿工操作指南如下：

• 搭建Filecoin测试节点

• 钱包创建及代币水龙头获取

• 存储提供方（矿工）的配置操作

• 存储需求方（用户）的配置操作

• 检索市场及检索矿工

• 如何单机部署多节点集群及矿池设计思路

• 交易证明、复制证明和时空证明

1）搭建Filecoin测试节点

首先我们可以尝试在macOS和Linux服务器上搭建Filecoin测试节点，搭建测试节点主要步骤分为以下：安装 Filecoin安装包、运行与检查Filecoin软件、节点命名、激活节点，加入网络统计。

安装 Filecoin

其中有两种release安装包的获得方式，一种是通过源码进行自编译，另一种是下载官方发布的release安装包，两种方式各有利弊。

自编译release安装包的好处：可自定义的源码编译环节，能够清晰的看到整个 Filecoin从同步数据、挖矿、创建矿工、发布订单到接单的整个流程；其坏处：编译准备环节比较复杂，需要较强的Debug和运维能力，同时编译耗时长，对机器CPU性能要求更高。

自编译release安装包需要经历构建、安装、测试自编译包过程，从而为了更好地迎合开发，但是早期会随着官方版本调整需要重新构建和调整，该种方式比较适合运维能力强的团队。

获取官方release安装包。对于运维能力不是很强的团队可以使用官方开发的版本，但是官方公布的版本比较适合个人投资者；其好处是绕过了复杂和漫长的源码编译过程，可以直接使用；其坏处是由最新的代码包难以及时跟上最新的官网调整情况，实时性滞后。

可以通过https://github.com/filecoin-project/go-filecoin/releases下载最新版本的官方release安装包。

官方release安装包，来自:官网，2020-08-28

安装完之后就可以检查Go-filecoin测试网安装情况，初始化并运行filecoin节点，配置节点名字（Filecoin网络可以配置节点的别名），最后可以检查到节点与网络的可视化监控，就就可以看到自己的节点在全球网络上了。

2）钱包创建与代币水龙头获取

矿工是推动Filecoin网络共识处理流程的积极参与者，也是期望共识（EC）的区块提议者。其既可以是矿工也可以是存储需求方。矿工需要随时在线，等待接受客户的存储订单，并提供存储服务，并密封扇区数据，赚取FIL。不仅如此，其在该过程中还需要不断地执行时空证明（PoSt），以证明能否参与出块竞选。

来源：官网，2020

3）钱包搭建及获取水龙头

钱包搭建

Filecoin钱包和很多区块链钱包一样，作为一个加密资产的承载体，是专属于区块链系统的一环，一般是非对称加密的公私钥。这里钱包地址是由节点自动初始化生成，地址信息十分重要，查询余额，导出和导入都需要。

水龙头

FIL Faucet是一个代币水龙头，可以让一些早期参与的Filecoin节点用户提前获取一定数量的FIL代币参与早期市场活动，仅供测试阶段使用，不具备转账和权益价值。获取该测试FIL代币通过GitHub账号来分发，太空竞赛阶段每个账号100个FIL，主要是抵押挖矿。

在建立钱包之后，我们还要区分节点ID、账户、钱包地址、矿工ID、内容ID。

来源：IPFS原力区，2019

• 节点ID可以是存储客户或者矿工，ID是节点的唯一标识，就像Facebook的名称一样，永不重复；

• 账户ID与节点ID一一对应，账户可以存多个钱包地址，主要是与FIL直接挂钩，节点ID偏向识别属性，账户ID偏向资产属性，节点自动初始化生成；

• 矿工ID主要是与矿工收益有关，所以在布置好Filecoin节点后，需要矿工手动创建命令通过节点ID生产矿工ID；

• 内容ID与网络存储的文件挂钩，每份文件会生产唯一的ID，主要是为了方便快速索引数据。

4）存储提供方（矿工）的配置操作

成为存储矿工同时需要接受Filecoin存储市场的制定规则和EC共识，方可进行挖矿行为，因为在区块链世界里，代码即是法律。

存储提供方主要是承诺提供存储服务，通过订单协商沟通及确定后，复制和时空证明来证明服务，整体周期可以步骤为：

• 存储交易证明。建立身份，提交抵押和存储容量，成为一个存储矿工；

• 生产订单。创建区块，创建Ask订单，与用户节点交易；

• 停止挖矿。密封数据并提交复制证明，更新订单状态完成交易，时空证明数据持续存储；

• 提高爆块能力证明。存储矿工持续手机证明，创建post，提高存储算力和可证明算力，以提高爆块机率。

创建矿工ID

创建矿工身份并获取ID后，同时需要承诺能够提供存储服务证明，不过针对不同群体测试网络不同：针对普通用户，扇区为256MB，针对开发者用户，扇区为1KB，主要群体不同标准不同，后者更为节约封闭扇区耗时，但是都不强制规定，都是根据各自的硬件配置和运维水平调整。

设置并发送Ask订单配置

存储提供方初始一个Ask订单设置，一来启动挖矿奖励，二来可以进行存储订单收益，后者的话网络可以根据订单来进行自由调节价格来撮合市场。

Ask订单配置问题：矿工worker地址，主要是完成所有外在的事物，包含参与Ask订单提交证明、封存数据等，worker常迁移和更变，安全级别较低；矿工owner地址，适合冷存私钥，安全级别更高；FIL/byte/block为单价；生成一个区块时间；Gas单次燃烧所需要的FIL费用值；Gas limit总数。

在早期，矿工需要给自己灌数据，该过程主要是要满足矿工在早期阶段需要达到某个数据体量，有三种方式：

• 接受订单，目前该阶段是自动接受订单；

• 密封过程，数据封装；

• 时空证明，时空证明后就可以持续证明该数据稳定保存。

存储订单的交易成功后，将由存储算力（有效算力）和可证明存储能力（sector成功率）两个重要参数作为与出块的概率直接挂钩。

目前很多小规模的矿工卡在该步骤，主要有四点：高度难以同步、难以撮合订单和矿工难以打包。

• 高度难以同步。因为技术的原因，很多矿工在做Sector过程中，P1和P2阶段不稳定，以及失败率过高（下图，很多失败率高达90%以上），导致难以实现数据封存而失败。

• 撮合订单难。主要是目前太空竞赛阶段与测试网阶段不同，测试网结算是自动接单，太空竞赛是可选择阶段，导致小矿工可能生产不了订单，完成不了后面的存储矿工步骤，获取不了存储订单的收益，以及提高不了爆块的机率。

• 打包难。针对小规模的矿工，在完成windows和winning时空证明之后，没有矿工协助打包并广播网络，导致出块失败；反而对于多集群的矿工就可以互相协助。

• 出块难。随着算力的增长，存储规模的增大，特别是对于是1PB以上的矿工，出块需要随机访问整个存储中的部分扇区，这对响应时间是一个很大的挑战。在30秒内无法完成数据读取的矿工将会浪费一次出块机会，相应的收益就会减少。

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