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原力研究 | 挖矿指南（二）：太空竞赛算力极速拓展的启示录

2020-09-07 10:02:01 来源：IPFS原力区作者：IPFS原力区阅读：4104 涉及币种：

Filecoin

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如何成为Filecoin检索矿工？多节点集群如何构建？

本文由IPFS原力区原作

Talk is cheap. Show me the code.

——Linux的创始人Linus Torvalds

上次《挖矿指南（一）：Filecoin网络搭建逻辑与创新者的窘境》讲到存储矿工，除此之外检索矿工也可以获得Filecoin收益。当存储数据达到一定的体量后，检索矿工就会逐步起来，因为IPFS除了存储数据之外，还需要把数据运作起来，让数据的价值体现出来。

那么何为检索矿工？以及如何部署多节点集群？太空竞赛最新近况如何？

下文将为你一一展开。

一、如何成为一名矿工（续）

1）检索矿工

存储矿工VS检索矿工

在Filecoin领域确定收益分为四部分：区块的奖励、存储订单收益、检索订单收益和交易燃油费（修复矿工很多细则暂未确定）。区块奖励就是早期红利，主要是激励存储矿工投入硬件设备与带宽来维护网络、共建全网算力；存储订单收益就是通过贡献自己的存储空间从而获得收益的行为；检索订单就是销售检索、带宽服务，寻求所需数据并完成下载、交易的过程；交易燃油费就是通过达成网络上交易打包行为所需支付的费用。

存储矿工和检索矿工简单交易流程，来源：LinkedIn，时间：2018-03

存储矿工技术要求更高。对于存储矿工而言，其期间需要做代币抵押、复制证明和时空证明，注重的是存储能力，并且同时可获得爆块奖励、存储订单收益和交易燃油费；对于检索订单而言，其不需要做代币抵押、复制证明和时空证明，只需要保障带宽速度高，高效完成数据传输就可获得检索费用。

存储矿工投入产出复杂，收益高。关于投资风险，存储矿工要求更严格，因为其要保障硬件、技术和抵押投入产出。存储矿工还需考虑硬件成本的利用率、投资配比如何达到最高，但同时收益也更为客观；检索矿工只需通过调整检索订单定价来撮合更多的订单，提高带宽的利用率。

总体而言，存储矿工早期是为检索矿工铺垫数据，后期是检索矿工的数据化使用时代。

检索矿工操作流程

获取订单簿。检索市场的订单簿带有历史记录并且是公开出价的，每个用户的订单簿都不同，客户可以根据所需要数据的订单簿达成订单，效率可能会更高；对于检索矿工而言，可以针对高访问或者针对特定领域的内容进行存储，以获得增加额外的收益。其中订单簿可以获得的有：通过CID检索数据内容、根据CID查看被检索数据的所有检索报价、通过矿工ID查询该检索矿工的信息。

获取订单。检索矿工与客户在检索市场上撮合价格并达成交易订单deal。获取订单上，检索市场有三种订单流程：客户创建的价格订单bid、检索矿工的询问价格订单ask、矿工与客户达成的成交订单deal。

发送与支付。矿工将数据片段发送给客户，检索矿工检索内容所在处，一旦检索出存储矿工的存储内容与客户的订单匹配，检索矿工将密封后的数据片段发送给客户，然后双方签订交易订单，并且posted 提交到区块链上，posted后才能查询，检索矿工与用户碎片数据是同时的。

扩展：链下支付通道与零知识证明。订单撮合和支付渠道被设计为链下事务，因为目前网络情况并不支持链上的多笔交易，网络使用FIL作为支付媒介，未来支付形式会支持更多形式代币；检索市场会通过零知识证明来保障去中心化市场下，检索的数据是客户所需要的。

2）多节点集群矿池设计思路

集群化矿池必要性

按照比特币矿机到矿池的发展路径，矿池的效率无疑是比单体矿机效率高。从概率上看，集群爆块的概率比单体的大，共同承担收益，增加爆块概率——单体矿机很有可能一年都爆不了一个块。

为什么我们选择集群化矿池而不是单体矿机？IPFS原力区CTO李昕曾提出主要五点：

最大化地利用资源
更稳定的电力/存储/网络资源，对生态更有利
对于专业矿工而言，最大化投资收益比
休闲矿工可以通过共享资源获得持续稳定的收益
大大降低个人加入生态的门槛，利于网络

如何部署多节点集群矿池

对节点部署需求

角色：存储矿工、存储客户（目前阶段前两者较为重要）、检索用户和检索矿工

客观需求：高配置组装硬件（GPU、CPU和硬盘等）、高速带宽、服务器

研发复合型产品：主要是实现统一管理调配以及多功能调整实现的方案，以应对未来Filecoin以及市场的不断变化。

创建新节点仓库：多节点部署

安装好官方编译好最新版的go-filecoin客户端，指定不同的仓库路径来建立另外一个新节点，其中主要步骤有：格式化磁盘挂载到目录、设置环境变量、新节点初始化以及成功、查看监听端口、调整端口、查看节点同步高度情况、设置新节点别名。

节点互联：启动daemon后，我们也可以对比单机两个节点高度的配置信息，且按照不同端口配置已生成，重复步骤操作就可以实现多个节点并行同步了。

集群化矿池

集群矿池理论上分为三个模块，分别是负责存储、封装计算和负责证明。其可以理解为矿机中有部分是用作封装计算、部分是证明以及存储，针对这块是专门分类，提高效率而定制化的矿池。不过最开始的有效存储空间需要一点点填满，这个需要一个过程。

Filecoin是一项新兴的分布式存储项目，其集群架构在设计和部署上会有所不同。这里以原力矿池集群架构为例，主要步骤有：各自集群软件安装；基础环境搭建；系统基础安装；加入网络环境（设置环境变量、启动安全防线、检查链接、同步链、创建钱包以及矿工等）；最后启动矿工后进行创建身份验证后，进行执行结果即可。

集群化矿池主要是通过不同形式的组装硬件，以及通过软件运维的形式，更加的高效率和灵活性，提高硬件设备投入的灵活性。其主要特点由IPFS原力区李昕归纳为：

集中在一个数据中心（或多个数据中心通过专线链接）
规划统一，所有设备紧密链接，内部通信
很好的网络条件，通过规划，没有网络拥塞，没有存储瓶颈
所有设备都在统一管理之下
各个层次都可以有容错保护，稳定运行

其早期设备要求比较高，偏向于全新、高配置设备比较匹配Filecoin运行要求。

对此，我们对于Filecoin网络要达到哪些标准？以及我们怎么可以获得太空竞赛以及如何收益的最大化？

二、Filecoin太空竞赛启示录

1）太空竞赛高效的提升标准

7月22日召开的Filecoin矿工会议上官方进一步明确提出了激励竞赛的评选标准：储存交易能力和检索交易成功率要80%以上，以满足主网的要求。本次除了要关注有效算力、出块率、封装速度、算力增量、幸运值、失败率、成功率等，有几个点要求特别高：

时空证明每半小时一次，导致很多矿商失败率高。矿工需要多次证明，一旦失败就有可能损失算力，对于技术、运维跟不上的矿商来说，可能会一直处于掉算力的路上；

机器人自动发单，解决部分矿工吃不了订单。在太空竞赛自由订单阶段，因为市场竞争原因有部分矿工难以吃订单，导致算力及收益提不上去，所以阶段性的使用了机器人发布订单，提高全网交易成功率。

预防网络对节点的DDoS攻击。早期很多节点受到DDoS攻击，在节点防御以及补算力的同时，Filecoin官方推出了防DDoS攻击的网络版本。

2）太空竞赛战况：亚洲奋勇前进，其余匍匐前进

目前情况而言，全球346名矿工绝大多数是亚洲矿工（142名），全网有效算力已经超过100PiB。

当前，全球最为关心的几个点：

全球算力有望突破200PiB（150万枚FIL），亚洲已经突破10PiB（50万枚FIL）。在亚洲矿工的共同努力下，亚洲算力已经达到10PiB，成功解锁该板块50万奖励。同时全网算力很有可能冲到200PiB，这样的话全球排名瓜分奖励会达到150万枚FIL；

欧洲、北美洲和大洋洲预计阶段前只能达到1PiB（10万枚FIL）。欧洲目前有35名矿工、算力达到1PiB，真正符合双80%要求的只有7家机构；北美洲目前有26名矿工、算力达到1PiB，真正符合双80%要求的只有8家机构；大洋洲目前也是同样处于1PiB的算力阶段，只有3个矿工达到奖励标准；按当前增速，三大洲达到5PiB的目标估计难以实现，但是后面成功率较低的可以通过提高成功率来瓜分奖励或者该领域头部矿工可以提高算力从而获得更多的奖励占比；

非洲和南美洲悬而未定，有望一冲。非洲排行榜上，目前还没有上榜的矿工；南美洲目前有三个节点显示，但是因为存储和检索交易成功率偏低，所以暂时无法获得2.5万枚FIL奖励，一旦提高运维便可以获得大部分的奖励。尤其是有一家就已达到17TiB，一旦运维输入，便可以获得全部2.5万枚FIL的奖励。

太空竞赛预测释放265万枚FIL。目前大概预测，全球奖励估计会包含全球奖励150万+亚洲50万+欧洲、北美洲、大洋洲10万+全球10万爆块排名奖励+25万BUG奖励，总计265万FIL奖励。与官方计划的475万枚FIL差别较大，少了将近一半，对于流通市场而言可能增加了早期矿工前置抵押的压力，以及很有可能进一步提高币价。

客观情况：其他四大洲投入比亚洲投入产出比高。假设在太空竞赛截止前（全球算力达到200PiB），某亚洲节点有1PiB有效算力（成功率都符合80%），那么可以获得全球+亚洲奖励顶多几万枚FIL；假若1PiB把投入欧洲、北美洲和大洋洲，大概可以获得5-10万枚FIL奖励；假若把投入放进非洲和南美洲，很大可能直接全部获取该领域的10万美FIL全部奖励。所以从投入产出比的话，亚洲相对竞争力比较大，其它洲相对收益更高，但是其它洲国情也存在不可控风险。

三、IPFS原力区表现与Filecoin的伟大进程

1）IPFS原力区长期深挖方向

我们可以根据提高算力来推断前进的方向：

矿工节点的存储增量的速度大于全网存储增量的速度，那么该节点的StoragePower将显著提升；
通过调整适合的报价来保障稳定的订单，以及打包成功率；
参与时间越长，存储越久数据的矿工节点将更有优势，更有利于有效算力的积累。

让证明更稳定、高效。自编译release安装包：团队可以根据官方网络、自身环境情况，设置一种更快生成存储证明的算法，比如打破顺序假设、生成存储更少证明、打破 Pedersen 哈希、重新配置自己的GPU和CPU搭配方式、自行设计简化FPGA芯片等等。同时也可以自建更为稳定的IDC机房/使用更为稳定的云服务，使用更为有效的数据；

全流程监控式的安全架构。全流程、更为精确化的监控以提高反应速度，以及DDoS攻击的防御系统，大概有：服务故障管理、服务全局流量调度、自动化部署和集群化管理等等。

2）IPFS的落地憧憬

IPFS归属于云服务的细化板块。Filecoin属于云服务的一个分支，侧重的方向是：有隐私高、安全强等消费场景。所以它与云服务/存储是共生共存，相互弥补的关系。存在竞争的可能性是Filecoin服务的价格具有优势，随着用户体验的提升，有望进一步削减传统云存储的市场份额。

IPFS迎合中国新基建进程。从中国新基建发展角度而言，它属于中国未来数字化经济化进程的一个模块，旨在促进数字和信息的交流。而且在疫情期间，新基建在我国精准抗疫和促进经济高质量发展等各个方面起到了很大的助力作用。IPFS在数据的安全、高效和确权等方面的优势，将进一步推动新基建为人们提供更便捷的数字化服务。

最后申明，里面关于部分技术内容参考嘉乐MrMaple《Filecoin源码仓库全解析》，特此告知并感谢！

／End.