COI:深度解析：关于新的Filecoin挖矿方案，你需要知道这些

作者：樊绪新???

来源：?FundamentalLabs

11月27日ProtocolLabs官方Slack一则使用GPU“挖矿”消息被爆出，被众多“标题党”解读成CPU矿机“全军覆没”，遭到了“灭顶之灾”。

刚看到这则消息的时候，我并没有太在意，因为在此之前的半个月左右就已经听说官方在讨论加入GPU的方案了，但是这里需要强调的是，GPU只是附加，并不是替代CPU。如下图所示，官方也有解释，每台机器只需要一个GPU，更多的GPU并不会带来实际的收益提升。

广州市将促进密码与区块链等数字经济新技术深度融合:10月26日，《广州市黄埔区、广州开发区、广州高新区促进商用密码科技创新和产业发展办法》正式推出。在推动密码产业科技创新方面，打造“密码+”创新生态，促进密码与云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链、5G等数字经济新技术、新业态深度融合，支持加密通信技术、加密存储技术、芯片等密码核心技术研发。（科技日报）[2020/11/3 11:29:23]

没想到这则消息会被一些不明所以的媒体过分解读，因此我认为有必要对Filecoin的挖矿原理进行解释，以正视听。

Asproex阿波罗与考拉财经Coinkaola达成深度战略合作:据官方消息，7月27日，Asproex阿波罗与考拉财经Coinkaola正式达成深度战略合作，今后，双方将各自发挥自身优势，在应用落地、生态拓展、媒体资源等领域上强强联合，携手共建区块链产业新生态。

据了解，考拉财经Coinkaola是集行业新闻、资讯、行情、数据、百科、社区等一站式全球化区块链产业服务平台，秉承着“让一部分人先看到区块链的未来”初心，追求及时、全面、专业、准确的资讯与数据，致力于为区块链创业者以及数字货币投资者提供最好的产品和服务。

Asproex阿波罗作为首家离岸银行控股持牌交易平台，也是一家涵盖CTO企业通证上市的交易平台，持有5国牌照，为全球中小微企业提供融资难的解决方案，助力数字化上市。[2020/7/28]

1Filecoin?存储类型为定向存储

首先需要强调的一点是，Filecoin与其它去中心化存储类项目不同，在其它项目中，用户是与平台直接交互的，用户也并不知道数据被哪个矿工存储了。而Filecoin是提供了一个类似淘宝的平台，用户是可以选择矿工进行数据存储的，也即Filecoin采用的是定向存储。如下图所示，用户可以在存储文件的时候，自主选择负责存储的矿工。

经济日报：区块链等正在与各行各业深度融合:6月12日，经济日报刊文“筑牢新基建底座 加速数字化转型升级”。文章表示，以人工智能、云计算、区块链等为代表的新技术基础设施，正在与各行各业深度融合，突破供需物理限制、产业行业边界，优化配置要素资源，有效拓展数据应用的广度和深度。[2020/6/12]

2Filecoin?的架构及运行流程

动态 | TopChain深度布局斯里兰卡战略资源产业:据悉，拓扑链TopChain于前不久赴斯里兰卡与当地政府展开会谈并达成国家战略资源开发合作意向。本次会谈中，双方围绕斯里兰卡当地宝石矿产开发、房地产及特色农业等重要产业进行了合作方案讨论，旨在通过拓扑链TOPC深度打开矿产、房产和农 业市场，面向亚洲地区广泛招商引资。作为该国新任总统戈塔巴雅·拉贾帕克萨的朋友及重要合作伙伴，拓扑链创始人焦光明曾多次参与斯里兰卡国际贸易合作和战略资源开发，他表示TopChain将 持续推进双方各领域的密切协作使TOPC成为上述产业投资凭证，实现取长补短、多方共赢。[2020/2/16]

如上图所示，Filecoin架构包括三部分，分别是存储市场、Filecoin区块链和检索市场，相对应的矿工类型有存储矿工和检索矿工，后续可能还会出现修复矿工。顾名思义，存储矿工主要负责存储文件，同时维护Filecoin?的区块链，相应地存储矿工的收益也包括存储手续费、区块奖励以及交易费三部分。检索矿工主要的任务是检索数据，其获得的收益为检索费用。在Filecoin主网上前期，由于存储量有限，检索需求并不多，但随着数据量的上升，检索收益可能会高于存储收益。各类矿工具体的收益来源如下图所示：

动态 | 区块链深度融入雄安新区建设发展 区块链在雄安新区已有四大应用:中国雄安官网今日发布文章《动图解丨看！区块链在雄安“初显身手”》，目前区块链技术在雄安新趋已有四大应用，分别是：

1、工程项目资金管理，实现工程进度及合同透明管理、资金拨付穿透式管理、多银行系统直联等功能；

2、劳务工资实现穿透式发放，实现了建设者工资透明拨付，如果项目参与方未按约定按时发放建设者工资，区块链智能合约会自动触发代付机制，保障金会自动穿透式拨付至建设者工资卡中，实现建设者无感状态下的智能支付保障。截至今年10月，区块链资金管理平台累计已为11万人次建设者按时发放工资；

3、白洋淀水体污染治理，白洋淀水专项区块链科研资金管理平台实现项目可研经费的全流程穿透式管理；

4、政务服务创新实践，各政府部门建立数据调用互信共认机制；区块链非对称式加密技术、公私钥机制，确保公众及政府部门数据资产安全。[2019/11/17]

3Filecoin?的共识机制

Filecoin?采用EC共识，可以简单地将其理解为PoS共识的改版，在PoS共识中，抵押代币所代表的权益决定了矿工获得打包权的概率，而在EC共识中，这种权益变为了有效存储，也即有效存储的多少决定了矿工获得打包权的概率。

有效存储是什么呢？简单来讲，有效存储是运行过PoRep和PoSt最终生成的存储数据。PoRep和PoSt是Filecoin的特色，其主要作用为了防止矿工作弊或者发起某些恶意攻击。PoRep也叫复制证明，它主要的作用是某个节点向另一个节点证明其存储了相应文件的副本。PoSt也叫时空证明，它主要的作用是证明某个节点在一定的时间内存储了相应的文件，PoSt是按一定周期执行的，主要目的是防止矿工在证明完成之后删除数据。

如下图所示，通过以上分析可知，在Filecoin?存储过程中，决定矿工收益的核心因素是有效存储，矿工自身有效存储占全网有效存储的比例决定了其获得打包权的概率，进而决定其“挖矿”收益。如下图所示，决定有效存储的因素有很多，CPU性能只是其中之一。

4GPU方案真的是用来替代CPU方案的么？

事实上，在Filecoin上线前期，大多数矿工收益并不来自于存储订单，而是区块奖励。因此，大多数矿工会选择先用垃圾数据尽快填满自己的硬盘空间，以获得尽可能多的有效存储，最理想的状况是尽快把自有存储空间全部变为有效存储，而当有真正的存储订单产生时，再逐步的删除原来的垃圾数据，存入相应订单数据。

之所以有那么多误读，主要是因为很多人对Filecoin挖矿过程并不了解，把这个过程想当然地和比特币挖矿画了等号。比特币挖矿经历了CPU、GPU、FPGA、ASIC几个阶段，所以很多人认为Filecoin采用了GPU方案后，以前的CPU方案就都不能用了，更有甚者，认为Filecoin会出ASIC矿机。

那官方所说的GPU方案是什么意思呢？其实，主要原因是ProtocolLabs对PoSt算法进行了修改，必须要在获得打包权的一个区块周期内完成PoSt计算，此时一般CPU的性能并不能满足这个条件，因此就需要GPU来在一个周期内加速运算。与比特币挖矿从CPU进化到GPU不同，比特币从CPU进化到GPU的主要原因GPU运行速度比CPU更快，并行性更好，可以在同一时间进行更多的Hash运算。而Filecoin目前采用GPU仅仅是因为GPU的PoSt的计算速度要快于CPU，并且PoSt只需要获得打包权的一个区块周期内计算一次，并不存在GPU代替CPU的说法。ProtocolLabs官方也说明，增加更多的GPU并不能提升收益，相反地，如果能够让一个GPU用于多台机器，反而能够在一定程度上降低成本。

5总结

通俗地讲，Filecoin挖矿并不是单纯的靠提高CPU性能就能获得更高的挖矿收益。Filecoin有一套非常复杂的计算流程，目前GPU在该流程的其它环节并不能起到明显的提升效果，并且相比下来GPU成本要高于CPU，因此采用纯GPU方案是不划算的。目前GPU?更多的是现有方案的一种补充，而不是替代。Filecoin的区块奖励主要取决于有效存储，因此前期参与的人会有一定的优势，会存在一定的马太效应，但是当Filecoin矿工将自有的存储空间全部变为有效存储之后，其获得打包权的概率又会随着全网有效存储量的上升而不断被稀释，此时对性能也不会有更高的要求。因此，在存储空间饱和之后，对性能的需求会进一步下降。长远来看，Filecoin挖矿过程中，硬件性能优化的需求也并不强烈。

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