欲戴皇冠 必承其重丨程序猿眼中的“Filecoin测试网”

本文由IPFS原力区Taosheng Shi原作

美西时间2019年12月11日，中国时间12月12日，Filecoin测试网上线。我参与了部分测试网的一些测试工作，期间有一些不成熟的思考，总结下来，与诸君分享。

一、欲戴皇冠，必承其重

在此之前，Filecoin一直备受质疑。

在2018年Q3之前，Filecoin一直是一个“写paper”的团队。如果不是IPFS这个项目支撑着门面，Filecoin团队从各个方面看都像是一个骗子团队：融了很多钱；不停的更新论文；论文的设计过于宏大，难以实现；迟迟没有公开代码；Fil通证迟迟没有上交易所；迟迟没有发布测试网和主网。

 由于不能兑现投机者和收割者的诺言，被伤害的韭菜过了一茬又一茬，官方只能一次又一次的告诫请不要买矿机。在这期间，Filecoin团队一直默默承受着巨大压力，对火热的中国市场也敬而远之。

从github历史数据看，lotus在6月23日开始立项开发

众所周知，目前的测试网络是基于lotus（莲花版本）代码实现发布的，而不是之前go-filecoin版本。这期间有几个重要时间节点： 

在官方2018年Q3的季度通告中，测试网计划上线日期是2018年Q4和2019年Q1。也就是说，目前的测试网络比官方去年的计划延迟了半年以上。

在2019年2月14日，官方宣布开源go-filecoin源代码。开源代码让业界开始打消疑虑，认识到Filecoin团队一直在做事情。

在2019年10月16日，官方宣布开源lotus作为第一个备用实现。我曾经断言基于go-filecoin的测试网将需要更长的研发时间，而lotus的发布确实让我对团队更有信心，从6月23日立项开发到12月11日测试网上线，Filecoin团队的研发实力很强。

罗马不是一天建成的。重要的是我们从中汲取经验和教训，也就是胡安所说的reflections。

分布式系统是难的，无法控制的分布式系统更难。从分布式系统角度来说，其难度体现在区块链和存储系统的结合上面，所有技术难点可以参考《区块链存储的问题和挑战》一文。但从区块链的角度来看，Filecoin触及的是复杂性系统中最难部分：加密系统、P2P系统和经济学系统。正如胡安在柏林web3 summit上讲的，就像电脑隐藏了芯片的复杂性，Filecoin要成为加密系统、P2P系统和经济学系统的工具，让区块链更简单易用。

正是这样的目标，让Filecoin的开发进度缓慢。工程是复杂的，复杂性是难的。保持对技术的敬畏，这是Filecoin测试网络上线的第一层意义。

二、共识机制是区块链皇冠上的明珠

如果说Filecoin是一个皇冠的话，共识机制则是其上的明珠。

Filecoin测试网络上线是第一个非中本聪共识的基于有用价值共识的类PoS公链第一次大规模测试。

在此之前，比特币和以太坊都是中本聪共识，Filecoin测试网络则采用复制证明和时空证明为基础的期望共识作为共识机制。和传统区块链一个高度只能产生一个区块链不同，期望共识则允许一个高度有多个矿工产生区块，这些区块成为tipset。也就是说，Filecoin的区块链是一个tipset chain ，而不是block chain。这不仅可以提高Filecoin网络的TPS，也是对区块链运行机制的重大探索。

从官方在12月11日发布的测试网络通告来看，共识安全是测试网络的首要目标。这主要体现在以下三个方面： 

扇区大小和存储容量。Filecoin测试网络支持1G、32G等扇区大小，并规定最小存储门槛是512GB（小于512G存储容量的矿工无法参与挖矿）。官方建议购买支持最小32G的计算硬件，并且在测试网络运行期间，网络实施硬分叉，停止对1G扇区大小的支持。官方预计在主网发布时，512GB门槛也将提高。这是官方一个无奈的权衡：这种要求对小矿工和过早购买硬件的小矿工是不利的，但提高标准的同时，也提高大矿工独霸网路的成本。

在复制证明和时空证明中采用零知识证明（SNARK）计算。Filecoin测试网络中的SNARK 计算需要非常大的电路计算和内存容量（最小128内存）。目前的Filecoin代码实现只支持NVIDIA制造的 GPU芯片。官方预计主网上线时需要更大计算能力。

用选举时空证明替代VDF。选举时空证明被称为ElectionPoSt，仅当矿工在给定的周期内赢得出块权的选票时，才在ElectionPoSt中运行SNARK 。由于时空证明的特性，矿工的存储容量越大，在一个周期内拥有的选票也就会越大，所需要的GPU能力也就越大。

记住，Filecoin挖矿是基于存储容量共识的：在网络上拥有更多的容量（可靠有效的存储容量）与赢得更多的出块奖励直接相关。矿工在网络上的影响力与矿工在网络上的存储容量成线性关系，而与它运行的GPU数量无关。相比之下，在工作量证明的GPU挖矿中，一个矿工必须在GPU能力上胜出才能赢得出块奖励。在Filecoin 挖矿中，矿工竞争的是存储容量，而不是GPU能力。矿工只有在赢得选举后才使用GPU。获得影响力的最佳和最便宜的方法是向Filecoin网络添加更多有用的存储。

如果你是一个小矿工担心GPU的成本，放心吧，我们正在努力使矿工能够安全地外包SNARK计算给第三方服务提供商。

这一切——时空证明、复制证明的分离；复制证明更快，时空证明更慢；用选举时空证明替代VDF；以及时空证明中使用SNARK计算——都在暗示Filecoin测试网络的共识安全还没有完全走出PoW的藩篱。尽管官方在通告中强调Filecoin挖矿不是GPU的工作量证明，但为了弥补VDF和PoW的缺失，不得不采用耗费计算资源的情况下来延迟时间，以实现共识安全。VDF是一个非常有吸引力的技术思想，但只要VDF这个函数还需要计算机计算，算力竞争就还没有结束。

三、公链与矿池：与复杂性共舞

从测试网络的运行来看，上线第一天，除了官方内置的三个 1.25TB 矿工之外，只有三个矿工超过512G的门槛，进入官方dashboard的排行榜：t01081、t01050、t01116，据说这三个矿工来自同一家。 

矿池永远是公链暗恋但又不能结婚的对象。公链与矿池，就像国家与公司，政府与市场一样，是社会组织进化过程中非常有意思的合作关系。

由于Filecoin网络是区块链和存储相乘的网络，其复杂性超越了传统所有计算系统。区块链系统需要大量的矿工参与测试，甚至是攻击网络，发现代码实现中缺陷和bug。而由于存储服务本身的复杂性，区块链矿池的稳定性和扩展性将对Filecoin能否提供安全可靠的存储服务起着至关重要的作用。所以在Filecoin网络，公链和矿池有一个共同的敌人：系统的复杂性。

测试网的上线只是刚刚开始，未来比拼的将是存储服务。在Filecoin网络中，大矿工不是公链网络的博弈对象，而不稳定的存储服务才是。

正所谓：网络先行，应用为王。

本文由IPFS原力区Taosheng Shi原作

【IPFS原力区】

价值观：价值 共建 共享 荣耀

总部位于上海，聚集基于分布式网络&存储的众多技术大咖和爱好者，深耕基于 IPFS 的商业生态建设和社区发展。

每周二举办“分布式存储网络”主题沙龙，聚集了众多技术大咖和 IPFS 爱好者，通过持续输出全面、精细、优质的IPFS咨询和技术支持，将生态中的爱好者转化为IPFS支持者和参与者，共建IPFS生态的健康发展。