FIL:一文讀懂Filecoin的價值體現和挖礦原理_TCGCoin

編者按：本文來自挖易投資課堂，作者：wayi，星球日報經授權發布。內容摘要

《Filecoin》挖礦投資報告整理了IPFS和Filecoin的價值體現。礦工參與挖礦需要了解的挖礦原理，以及挖礦核心要素：包含硬件部分的計算、存儲以及軟件部分。其中礦機硬件部分解析了Filecoin挖礦和傳統挖礦在算力、存儲力上的區別，核算硬件部分的挖礦成本。隨著8月27日經濟模型白皮書的公布，官方確定了初始質押函數及FIL的鎖定和線性釋放周期。封裝速度指標的重要性降低，挖礦前期投入成本大幅度提升，總結了當前Filecoin挖礦的收益分析及風險情況。*文章全文7016字，閱讀時間約為25分鐘。Filecoin的價值何在

1.IPFS與Filecoin之間關系

IPFS協議對標的是HTTP協議。HTTP協議解決的是網絡傳輸問題，IPFS是一個面向全球的、點對點的分布式版本文件系統，致力于創建持久且分布式存儲和共享文件的網絡傳輸協議。Filecoin是IPFS的激勵層，用以激勵礦工更好完成工作。IPFS可以理解為“分布式存儲”，而Filecoin可以理解為“分布式存儲+區塊鏈+代幣"的形式。2.Filecoin市場情況

①1CO募資情況Filecoin的1CO分私募和公募兩個階段，共2.57億美元。

②Filecoin代幣分配情況Filecoin總數共計20億枚，其中70%的代幣作為礦工的獎勵；15%由Filecoin公司自己留下來作為未來技術開發、市場推廣；10％以優惠價格賣給Filecoin的合作伙伴；5%成立基金會發展社群生態。

3.項目發展情況

①項目發展IPFS和Filecoin的白皮書在2014年發布。2019年2月14日，Filecoin的第一個版本上線，截至目前Filecoin的代碼更新了5+個版本，主網預計在9月下旬上線。②有獎勵測試網有獎勵測試網是一個為期三周的礦工競賽測試，參與者需要將封裝好的數據存入網絡，獲得的獎金會隨著存儲數據的增長而增長。參與測試網的競賽要素有：訂單交易成功率，確定礦工是否可以提供有效存儲；扇區生命周期，確定礦工可通過扇區升級來升級承諾空間。③主網多次延遲上線原因從2017年到現在，測試網和主網多次延遲上線，其中原因首先是Filecoin和傳統Pow挖礦方式有很大不同。其次，在開發過程中產生的一些影響網絡使用的問題，需要開發團隊不斷修復和部署，而核心團隊的開發成員人數較少。4.IPFS的應用現狀

谷歌云將在Celo網絡上運行驗證器:金色財經報道，Celo基金會周三宣布，谷歌的計算云服務Google Cloud將與德國電信和其他生態系統貢獻者一起在Celo網絡上運行驗證器。驗證器參與驗證新交易并幫助維護區塊鏈的安全性。

該計劃建立在Google Cloud和Celo的長期合作關系的基礎上，包括之前這家Web2巨頭與Celo的合作，為在網絡上構建的開發人員和Web3創始人提供研討會和云計算服務。

Celo網絡最近通過了一項提案，從其自己的獨立區塊鏈遷移到以太坊第2層解決方案，以簡化兩個網絡之間的流動性共享并提高安全性。[2023/8/2 16:14:32]

①去中心化的視頻平臺D-TubeDTube是一個搭建在STEEM上的去中心化的視頻平臺，在DTube平臺上視頻文件通過IPFS協議進行存儲。內容創作者通過他們上傳的內容獲得平臺代幣的獎勵。DTube使用STEEM區塊鏈保存用戶數據，使用IPFS保存視頻和圖片數據。在DTube上發布視頻，等同于做了兩件事：1、將視頻和圖片的HASH以及描述等信息寫到STEEM區塊鏈上2、將視頻和圖片等發布到IPFS網絡參考：http://ipfs.cn/news/info-100155.html②去中心化的社交平臺AKASHAAKASHA誕生起就受到了不小的關注，被譽為下一代社交媒體網絡的雛形。其同樣采用IPFS技術，文件被放置在IPFS網絡中，確保文件安全性的同時還保證了用戶的言論自由和隱私。該項目旨在打造完全自由的社交平臺，所以采用了以太坊以及IPFS作為底層技術支撐。通過以太坊眾多去中心化的節點，消除對服務器的依賴。通過IPFS，確保內容傳輸的安全私密，以及穩定性。目前在全球擁有數萬用戶，產品也在不斷迭代更新。項目詳情：https://akasha.org③其他應用：EOS、ETH數字貨幣及imToken錢包；美國國會圖書館、維基解密、谷歌及火狐；微軟和IPFS聯手推出IPFS測試版應用；BitTube的開發旨在為內容創建者提供他們所貢獻的網絡的一部分。參與Filecoin挖礦需要準備哪些？

1.了解Filecoin挖礦的核心要素

Coinbase律師：美最高法院關于學生貸款裁決有助于針對SEC的辯護:金色財經報道，加密貨幣交易所Coinbase的律師在周三的一份法律文件中辯稱，美國最高法院最近關于取消學生債務的判決有助于Coinbase對抗經營未注冊證券場所的指控。[2023/7/13 10:52:46]

①算力排名算力排名是有獎勵測試網的核心要素，理論上出塊獎勵和礦工提供的有效算力成正比，單位時間獲得算力越高，礦工參與區塊的權力越大，獲得獎勵也越多，直接反映了礦工的技術實力。因為大規模和小規模需要解決的技術問題相差很大，涉及到網絡帶寬、機器之間任務分配，大規模存儲等在Filecoin分布式存儲的搭建和維護上，難度系數是根據規模大小呈指數上升狀態。②礦機信息的真實性、透明性Filecoin礦機是由一些通用硬件組裝而成，相對門檻較低，因此有數百家礦機廠商。很多廠商的硬件參數是非常不透明的，市場上隨著主網即將上線，各廠商礦機配置更加清晰。③封裝速度在PoRep復制證明中，存儲文件的快慢即封裝速度，即每1萬元每天可以獲得多少T的算力。這取決于一定硬件條件下，挖礦軟件的優化水平。封裝速度解決了從存儲空間到算力的快速轉換，其中這里需要涉及到硬件的各種配置，在下文礦機硬件拆解中具體說明。④技術實力技術實力主要包括：運維能力，爆塊優化，接單等優化能力。前三項主要判斷礦機的硬件實力，等到測試網和主網上線后，算力排名，收益增長曲線，問題定位和快速糾正等軟實力挖礦中非常重要。技術不過關的礦工極易被淘汰。目前有能力獨立開發Filecoin挖礦系統的公司并不多，這也是為什么目前有數百家礦工在開發測試網上進行測試挖礦，但是有80%以上的礦機沒有測試數據的原因。

2.了解Filecoin挖礦的原理

①驗證礦工的有效存儲為了防止礦工作弊和發起惡意攻擊，在區塊鏈系統中每一個生成區塊的周期，要求礦工們生成存儲證明到網絡中。涉及到存儲證明中用到兩種算法，礦工必須以密碼方式來驗證他們遵守了存儲文件的承諾，即：復制證明和時空證明。②復制證明與時空證明當礦工達成了一個周期內的存儲數據約定，存儲完成后需要進行驗證。在驗證礦工的有效存儲時的兩個關鍵點：第一是驗證在規定時間內完成了存儲，第二是驗證在約定時間內沒有刪除數據，并定時檢查。第一項驗證在規定時間完成了數據存儲后，需要通過復制證明，復制證明計算的環節需要礦工向整個網絡提交證明到鏈上。此過程會消耗大量資源，且需要比較久的時間來完成。完成第一步后，第二步需要通過時空證明，時空證明在復制證明之后證明數據仍然在有效期內存在。時空證明需要在非常短的時間內完成。③數據計算與存儲的深入剖析計算部分計算分為4個階段分別是：PreCommitphase1，Precommitphase2，Comitphase1,Commitphase2，以下簡稱為p1，p2，c1，c2。p1環節：提高復制證明的效率，根據不同的硬件配置在數小時內完成。p1環節：首選GPU加速，CPU會顯著拖慢。c1，c2環節：單用CPU，或者CPU和GPU混合計算都可以。根據不同硬件配置耗時不同。時空證明環節：使用GPU提高效率，在25s內完成時空證明才能得到區塊獎勵。之所以要用到GPU，是因為在一個區塊中進行大量的powt-snark計算來解決快速密封問題，而snark計算最有方案是GPU。復制證明和時空證明耗時差距越大越好。存儲部分存儲部分是硬盤空間的概念。礦機商家稱有100T硬盤空間，但真正參與網絡運算，數據經過幾個階段處理成官方認可的數據，再把數據存在硬盤里面。這里涉及到計算部分，而計算的部分速度相差非常大。④計算和存儲分離問題存儲和計算如果不分離，首先會面臨負載的問題。計算和存儲同時進行，機器的負載過高，導致讀寫太慢，也容易硬件遇到故障，面臨不能不重啟的情況。最常見的兩個情況，一個是顯卡丟失，另一個是遇到僵尸進程無法殺死，不得不重啟機器，萬一在重啟過程中被抽查，就要被扣算力。接著就是擴容的問題。磁盤用滿了需要擴容，擴展硬盤并不是一個很簡單的問題。追究到底，這和Filecoin本身的機制有關。一個集群下面的存儲都有一個特性，就是不能離開這個集群。一旦數據寫入，硬盤就和主機深度綁定后是無法拿走的。所有的盤需要保持在一開始所在的集群中，這是Filecoin的一個很重要的特性。那如果把計算和存儲放在一起的話，那就意味著整臺機器就綁定在集群里拿不走了。如果想要擴容，就會造成集群規模線性的增長，增長到一定程度后，網絡，主機和機架都會面臨無法承受的結果。計算和存儲都分離之后，所有的問題都會迎刃而解。3.Filecoin挖礦和傳統挖礦的區別——算力與存儲力

華爾街投行分析師下調比特幣礦企Core Scientific和Argo Blockchain股票評級至中性:10月21日消息，華爾街投資銀行DA Davison分析師Chris Brendler在其分析報告中指出，由于加密寒冬繼續嚴重影響礦工的盈利能力，比特幣礦企Core Scientific和Argo Blockchain的股票評級從買入下調至中性。[2022/10/21 16:34:50]

傳統挖礦的是POW，POS等算法，Filecoin使用的算法主要依靠存儲力。如比特幣挖礦是計算能力占全網的計算能力占比決定了算力的大小；Filecoin挖礦是產生的有效存儲數據占全網總存儲的占比決定了存儲力的大小。比特幣挖礦采用PoW工作量證明，而Filecoin采用的挖礦原理是PoSt即空間時間證明。在權益共識PoS的基礎上，Filecoin改進共識機制成了PoSt，來替代工作量證明PoW。Filecoin挖礦礦機拆解分析

1.硬件配置及其作用環節

①CPU復制證明的封裝預提交階段，2020年4-5月官方修改算法后，使原本高昂成本的IntelCPU需要30多小時才能完成P1的計算，對CPU的要求提升。AMD的CPU封裝效能是Intel的五倍，使用AMD3960X的CPU,需要4小時左右完成并行。目前市面上主要以AMD3系和7系為主。②GPU復制證明中的封裝提交階段，生成零知識證明需要使用N卡。目前市面的品牌有：技嘉，msi，華碩，索泰等。③SSDSSD在Filecoin挖礦中主要作用是:用作系統盤；Filecoin節點數據存儲盤；密封過程中過渡RAM中的數據到機械硬盤，可做大型緩存和用于存儲未密封的傳輸中扇區。在P1，P2之后有waitseed的環節，主要作用是等待一定數量的區塊，來獲取隨機數。包含一個等待的時候，官方將最初的數值10改成150，需要等待時間變成了：150高度*25秒/60秒=62.5分鐘，如果SSD的內存不夠，機器就會閑置下來先處理這部分數據，修改后對SSD需求變大。SSD硬盤主流的有8TB，16TB等，接口一般分為3種：SATA接口，傳輸速度大約為520MB/sM.2接口，傳輸速度大約為520MB/sM.2接口，傳輸速度大約為3200MB/s④內存內存在Filecoin挖礦中主要的作用：密封文件時，臨時存儲密封的文件和運行挖礦程序各環節，計算數據緩存使用。選擇內存時，主要需要考慮內存的速度，目前常見的DDR內存為DDR2、DDR3以及DDR4系列，其中DDR4的起始頻率最高，速度最快。其次是內存的容量。⑤IDC機房礦場主要提供電力、帶寬、機房以及網絡安全防護等，目前滿足Filecoin挖礦的礦場主要是專業的標準化IDC機房。服務器主機機箱高度需要定制4U。2.官方發布硬件參考

Axie Infinity：Ronin Bridge預計將于6月23日至28日啟動:金色財經報道，Axie Infinity發推稱，Land Staking 正在測試網上進行測試和優化。我們已經完成了它發布的文章。我們計劃在部署Ronin Bridge后啟動 Land Staking。橋上最新的預計啟動時間是6月23日至28日。[2022/6/21 4:41:31]

協議實驗室未發布在計算環節和存儲環節具體硬件配置方案，只公布了硬件參考。根據經驗，主頻較高的多核CPU將提高封裝速度，使存儲礦工可以將存儲提交到網絡上。協議實驗室自己的測試表明具有SHA拓展的modernAMD處理器與其他處理器相比有很大的優勢。GPU：必須有強大的GPU才能在所需時間限制內完成SNARK計算。Lotus當前的設計支持NVIDIA芯片。我們預計未來還將支持其他廠商的顯卡。我們的基準中提供了我們試驗成功的配置。RAM：當前Filecoin網絡僅支持封裝32GiB和64GiB扇區。在這些較大的扇區上執行計算需要相應更多的內存：建議挖礦系統至少配置128GiB。存儲：選擇合適的存儲解決方案設計很多需要考慮的因素，挖礦運營的收益模型可能是最重要的因素。存儲礦工目前需要保持原始存儲量為1TiB以便出塊，但礦工可能發現更多需要考慮的因素。

3.Filecoin挖礦的成本分析

Filecoin礦機需要通過不斷計算來產生有效算力，其次需要硬盤來存儲算力，硬件的成本主要在這兩大板塊。怎么才能使數據算的更加快？一是提高計算資源的性能，二是提高存儲上鏈效率。這部分費用投入占比加大，會提升單T成本，從經濟回報上計算與存儲資源配比會存在一個均衡點。因此市面上各礦機廠商提供了很多不同的礦機硬件配置方案。

硬件計算部分成本：CPU+主板+顯卡+閃存+SSD+機箱≈11萬硬件存儲部分：硬盤+CPU+主板+機箱≈8萬計算封裝速度：G/萬/小時=存儲/價格/24小時根據硬件部分的市場成本價格，可以再找礦機廠商提供存儲速度數值。如提供存儲速度的數值為4000G，在一個較透明的礦機方案中可以計算出計算部分的硬件成本。計算封裝速度：4000G/11w/24h=15。還可以根據封裝速度計算出挖礦的理論日收益和礦機填滿存儲時所需要的時間。

以太坊核心開發者Tim Beiko發布分配20萬枚ENS支持Protocol Guild Pilot的提案:5月26日消息，以太坊核心開發者 Tim Beiko 與以太坊基金會成員 Trent Van Epps 聯合發布了分配 20 萬枚 ENS 支持 Protocol Guild Pilot 的提案。Protocol Guild Pilot 旨在開發一種去中心化工具，其合約將作為一種自主的價值路由機制，使得項目可以將治理代幣分配給為項目做出貢獻的組織和個人。該提案表示，分配 20 萬枚 ENS 的價值在于激勵以太坊核心貢獻者、允許貢獻者更多地參與治理、使得協議治理更去中心化等。

此前，Protocol Guild Pilot 成員已在 Lido 以及 Uniswap 社區發起了向該組織分配 200 萬枚 LDO 以及 50 萬枚 UNI 的提案。[2022/5/26 3:42:55]

Filecoin挖礦的收益分析

1.Filecoin是礦工友好型代幣：Filecoin網絡礦工獎勵或收益，主要來源于網絡新鑄造的代幣和使用網絡的礦工費。2.市場價值：Filecoin代幣總量20億，礦工可以通過挖礦獲得的部分為70%，按照22美元計算，有308億美元的市場。3.測試網獎勵：425萬測試網獎勵由全球前100名和各大洲前50名分得，礦工個人收益可觀。4.每天新增Filecoin流通盤的金額：私募輪及1CO出售的10％，即2億枚，分6個月、12個月、3年線性釋放。挖礦釋放70％，即14億枚，第一年釋放1.53億枚。可計算出1CO私募及挖礦部分每天挖出的幣約為60萬枚，根據當前幣價22美元，每天新增約1320萬美元的流通盤金額。Filecoin挖礦的風險

1.挖礦前期投入成本大幅度提升

鎖定期+線性釋放：官方對FIL設置了鎖定期為20天，之后的180天每天線性釋放。質押機制：在最新公布的《Filecoin經濟模型白皮書》中，有三種不同的質押機制：初始質押，區塊獎勵作為質押以及存儲交易提供者質押。第一種是礦工必須為每個扇區提供filecoin作為初始承諾。第二種機制是通過區塊獎勵鎖倉來減少初始代幣質押的要求。第三種在礦工和用戶之間建立激勵機制，使礦工在市場上脫穎而出。①前置質押前置質押是質押幣后才可以進行挖礦，且是較大比例的前置抵押，可能在測試網獲得的獎勵需要質押，沒有幣的礦工則需要再次投入資金。②后置質押后置質押導致了后端收益不確定，意味著礦工在完成所有存儲合同后才可獲得所有發放的獎勵，其中收益可能存在冷凍期或者收益線性釋放，對投資收益有很大影響。

根據官方公布的初始質押函數：相當于20天的區塊獎勵+Fil流通供應量30%的份額。因此前期挖礦的投入成本可以計算：假設當前增加1T算力成本為800元，需要質押32個FIL。假設首天如太空競賽的增速、10PB日增長算力的區塊獎勵一樣，結合以上簡單供應以及基線供應公式，可以算出預期二十天的收益抵押為35.4954萬枚FIL,10PB全網算力折合單T需要抵押約為34.7枚FIL。當前幣價為22美元投入成本7*22美元*34.7個Fil+800元=6143元。礦機每T算力投入：Fil代幣投入≈1：6礦工在投入礦機成本的基礎上，需要再投入6倍以上的代幣成本。2.礦機挖礦的技術風險

如果使用官方公布的硬件參考方案，在效率和收益上是比較低的。且礦工的技術要求及其嚴格，設置了懲罰機制。如果礦工出錯或者是惡意行為都可能被處罰掉積累的前置質押和后置質押，并清零有效算力。可能會出現網絡中斷或延遲，不能完成網絡要求提交的時空證明，同時“存儲力”也將受到影響，因此對于網絡環境要求和電力的穩定性要求比較苛刻。3.如何規避

①選擇信息透明的礦機方案目前一些團隊在官方硬件方案上做出優化升級，方案的透明度也越來越高，需要了解各硬件使用的品牌參數等信息，并在市場上進行詳細價格比對，防止硬件溢價過多。并且透明的方案可以大概率降低購買到一些二手硬件，從而導致硬件損壞。②公司背調對礦機售賣方需要詳細調查，挑選礦機/礦商非常重要的考察點是其信息公開程度，廠商的靠譜度。這需要對整個挖礦過程的硬件、軟件系統和運維情況IDC機房詳細了解。③軟件硬件分離Filecoin礦機目前是通用硬件組合，CPU，GPU，內存，硬盤等硬件在傳統市場上的價格是透明的，因此做好軟硬件分離，將硬件產權歸在自己手上可以規避部分風險。在遇到投資風險時，可以作為二手服務器折舊售賣，有40%左右的資金回撤空間。

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