Filecoin机制设计背后的利益博弈剖析

众所周知，Filecoin之所以能从其他加密货币中脱颖而出，与Filecoin趋于完美的系统设计有关系。

Filecoin设计体系的复杂性体现在三个方面：一是证明体系；二是抵押和惩罚的机制；三是Filecoin加密经济的三层结构。

Filecoin证明体系

对任何一个区块链系统，共识机制都是它的核心，因为共识机制是维系整个系统持续运转的关键。

没有合理的共识机制就无法吸引矿工参与系统维护，无法吸引矿工参与系统维护系统就不可能长期、健康的运作。

Filecoin共识与存储算法的核心概念是"预期共识+复制证明+时空证明"。与比特币通过哈希算力来竞争出块权力不同，Filecoin网络的核心资源是存储能力。

其中，Filecoin的预期共识（EC）决定了网络用什么方式、选谁来获得出块奖励，Filecoin矿工有效存储的数据越多，被选举为出块节点的可能越大。

复制证明和时空证明是Filecoin的核心算法，目前已基本成熟稳定。其中，复制证明用于确定矿工已经将数据成功复制封装在自己的设备中；时空证明则用来验证矿工按照承诺持续安全的存储着数据。

Filecoin惩罚机制

共识攻击惩罚

当一个节点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节点只能产生一个区块）

当这种情况发生时，任何其他节点都可以报告，网络通过检验属实后，会罚没涉嫌攻击网络的节点的所有抵押，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。

时空证明出错惩罚

迟交时空证明：每一个节点需要在每一个证明周期内提交证明，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范围内提交了。

在这种情况下，节点应当知晓自己未在规定的时间内提交证明，此时仍可按照常规提交时空证明（PoSt），但此时要主动附上迟交罚金。

未提交时空证明

如果一个节点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，任何其他节点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。

这对一些网络中断时间可能较长的用户非常不利。一个可能的改进是软件将来可能提供一定的容忍度，允许用户在一个VDF（VerifiableDelayFunction）攻击的范围内进行补救。但即便如此，那些可能较长时间断网的用户也会无能为力。

违背合约惩罚

如果一个节点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，而节点存储3月就把数据删了。

这种情况下，用户可以马上报告给网络，附上当初签订的合约，在网络确认属实后，将对节点进行处罚。处罚来自节点的承诺质押，同时用户的未支付费用将被返还，节点的相应存储质押将被自然地没收掉。

Filecoin加密经济结构

五个主要参与者构建了整个经济生态：

客户，通过应用程序存储和检索数据。使用FIL支付存储和检索费用。

开发人员，他们在协议之上开发应用程序。可能获得FIL激励。

检索服务与存储服务，可按需将文件传递给客户端，或为客户存储询价。FIL的主要使用场景。

存储矿工，他们存储文件并帮助维护和更新Filecoin区块链。70%FIL的潜在持有者。

代币持有人，通过将Filecoin用作价值存储和交换媒介，构建出Filecoin的流通池。

从官方发布的Filecoin经济模型来看，应该是一个架构化的经济模型，未来会加入具体参数，形成一个完整的可执行的经济模型方案。

其中有效存储数据是关键，有效存储即在通过复制证明为矿工提供数据存储的凭证的同时，又需要时空证明来保证检索方能在约定时间内进行稳定的访问，总之这是一个双向把关的过程。

总结

Filecoin的模型设计是目前共识机制领域最大的创新，区别于现在的POW、POS和DPOS，惩罚机制是独一无二的。它用制度的完善性确保了数据存储生态的安全与稳定。

Filecoin在加密世界里，旨在存储人类社会中最重要信息的分布式网络，已经克服了无数困难，现在走到了主网上线前的关键节点，相信所有当下的问题，都是在不断前进的解决中，直到实现这一愿景。

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