Filecoin经济模式以数据存储为基础，存储矿工在确保链上共识和提供存储服务方面发挥着核心作用。 Filecoin区块链使用其区块奖励来补贴链上共识参与和提供可用的存储服务。本节描述如何在Filecoin网络上提供存储服务，并解释了用于获取存在于不同机器不同设备上的存储并将其转变为分布式存储网络中的可交易商品的概念和框架。

扇区是Filecoin上存储的基本单位，具有标准的大小以及明确的承诺时间期限，类似全球货运中的集装箱一样来提供数字化存储服务。扇区的大小平衡了安全性与可用性。扇区的生命周期由存储市场决定，并明确该扇区所承诺的期限。

当Filecoin存储市场上的存储矿工和用户相匹配时，便形成了一个交易订单。协议不会将与真实用户产生交易的订单和矿工进行自我交易的订单区分开。但是，“承诺容量”架构可以使自我交易变得不必要且在经济上非理性。

如果一个扇区的容量只有部分是交易订单，则网络会将其余部分视为“承诺容量”。同样，没有交易订单的扇区被称作承诺容量扇区；矿工只需向网络证明他们承诺存储的容量便会获得奖励，协议鼓励矿工去寻找用户存储需要。当矿工找到存储需求时，他们可以升级其承诺容量扇区以赚取额外的收入，该过程目前涉及重新封装、通过一个密集的计算过程来为存储数据生成一个独一无二的标识。未来升级承诺容量将最终无需重新封装即可实现。

承诺容量扇区可以提高矿工存储用户数据的动力，但并不能完全解决问题。存储真实的用户文件会增加存储矿工的运营成本。在某些情况下（例如如果矿工认为区块奖励的价值远远超过交易订单的价值），矿工可能仍会选择完全忽略用户的数据，而只存储承诺容量以尽快获得区块奖励来提高其存储算力。这将降低Filecoin的使用效率，并制约用户在网络上存储数据的能力。Filecoin通过引入已验证用户的概念来解决此问题。已验证用户通过一个分布式的验证者网络进行认证。验证后，他们可以将预定数量的已验证用户交易数据发布到存储市场，具体取决于其数据量的大小。与没有经过验证的用户进行交易的扇区相比，与已验证用户交易的扇区将获得更多的存储算力，从而获得更多的区块奖励。这就为存储矿工提供了额外的动力来存储用户数据。

得到验证并不困难，对于拥有真实数据并存储在Filecoin上的所有人来说，进行验证非常容

易。验证者可以自由地（但负责并透明地）分配已验证用户数据量使他们更容易加入进来，但总体效果应该是大大增加了Filecoin中存储的有用数据的比例。已验证用户交易将在第4节中进一步详细阐述。

根据不同的扇区内容，并非所有扇区对网络都有相同的效用。扇区质量的概念通过表明其存储有价值的数据区分开不同的扇区。这种区分被用来为更高质量扇区分配更多的补贴。为了量化扇区对网络共识能力的贡献，以下将描述一些相关参数。

扇区字节算力：扇区的原始字节，其扇区大小。

加权字节算力：原始字节算力 * 扇区质量倍数。这也是共识算力。

目前协议中承诺容量和普通交易订单的乘数让自我交易变成不理性行为。将来，根据其他防止自我交易攻击发生的方式的出现，可能会取不同的值。

赋予“已验证用户交易”的更大的质量倍数和简便的验证过程反而可以促进矿工算力的去中心化。与其他基于工作量证明的协议（如比特币）不同，对网络的集中控制并非仅单纯地根据新参与者带来的资源来决定。在Filecoin中，积累控制要么需要更加大量的资源，要么需要大量已验证用户和已经逐步中心化控制网络的矿工进行交易来增加其影响力。已验证用户机制为纯资源驱动的网络增加了一层社会信任。只要该过程公正且透明，并愿意承担责任和有限的信任，就可以遏制并最大程度地减少滥用。较大的质量倍数可以为用户推动存储提供者构建对整个网络有用的性能并为增加网络长期价值提供杠杆。随着社区不断学习和改进此过程，验证过程和数据量分配将随着时间的推移而发展。图6显示了具有各种内容的扇区及其各自的扇区质量。

通过复制证明（PoRep）来封装扇区是一个计算量密集的过程，会生成该扇区独一无二的标识码。一旦数据被封装，存储矿工将：生成证明；运行SNARK来压缩证明；最后，将压缩后的结果提交到区块链，作为存储承诺的证明。基于PoRep算法和协议的安全性参数，成本和性能特点会有所不同，因此必须在封装成本、安全性、链上占用空间、检索延迟等方面进行权衡。但是，可以使用商用硬件来封装扇区，并且预计封装成本会随着时间的推移而降低。Filecoin协议将与Stacked Depth Robust (SDR) PoRep一起启动，并计划升级到Narrow Stacked Expander（NSE）PoRep，从而改善成本和检索延迟。

一旦扇区生成并将交易订单提交到Filecoin区块链上，存储矿工就开始在扇区上生成时空证明（PoSt）来赢得获得区块奖励的机会并赚取存储费用。参数的设置使得矿工需要确保扇区在原始合约有效期内的稳定才能产生并获取更多收益。但是，为了提高网络性能，对扇区的生命周期设置了一些限制。随着生命周期较短的扇区加入网络，网络可能会遇到容量瓶颈。这是因为链的带宽被新的扇区所占用而新的扇区却只是取代了刚刚过期的扇区的容量。因此，最短扇区生命周期被设置为6个月以更有效地利用链的带宽。矿工也有激励去承诺生命周期更长的扇区。最长扇区生命周期则受到当前证明结构的安全性限制。对于给定的一组证明和参数，预计Filecoin的复制证明（PoRep）的安全性会随着扇区生命周期的增加而降低。网络计划定期更新算法以提高网络的寿命和效率。网络的未来改进将包括不设限制的扇区生命周期的安全证明，但是协议的第一次迭代暂不涵盖这一功能。

协议的第一次迭代支持32GiB和64GiB扇区。最长的扇区生命周期由证明算法确定，初步而言最长扇区生命周期为18个月。当有新的证明或新的交易功能时这些参数还会发生调整。

扇区在其生命周期结束时会自然到期。此外，矿工也可以延长其扇区的周期。矿工完成了承诺后才可以获得区块奖励并取回初始质押。

运营风险和故障在存储业务中很常见。但是，激励存储提供者主动向链上报告故障，并尽力修复故障以维护网络用户的存储，这一点很重要。没有这种激励措施，就无法将矿工的真实硬件故障与恶意行为区分开，这也符合公平对待矿工的原则。故障费用的多少取决于故障严重程度以及矿工从该扇区获得的收入，以确保与激励机制兼容。扇区存储故障费用的三种类型为：

扇区故障费：当扇区处于故障状态时，每天按扇区支付此费用。费用的数额略大于该扇区的预期收入。如果一个扇区连续两个星期以上仍存在故障，则该扇区将支付终止费并从链上删除。对于有故障的扇区，此费用的初始价值为2.14天的区块奖励。当存储矿工的可靠性提高到合理阈值以上时，这些费用带来的风险将迅速降低。
扇区故障检测费：如果矿工未如实报告故障，而是链上发现了未报告的故障，这是发生故障时支付的一次性费用。考虑到PoSt检查的概率，费用是特定扇区能够获得的5天区块奖励。

扇区终止费：通过自动故障检测或矿工作出决定在扇区到期之前终止扇区。收取的终止费原则上等于该扇区到目前为止已赚取的收入，但是有一个上限以鼓励承诺时间更长的扇区。在主动终止中，矿工决定违约并停止挖矿，支付终止费而离开。在故障终止中，一个扇区处于故障状态的时间过长（14天），链将终止交易并退还用户剩余订单费用和惩罚矿工支付此费用。目前，每个扇区终止费的上限是该扇区将获得的90天区块奖励。矿工有责任遵守当地法规，有时可能需要接受终止费来遵守法律法规。

上面的许多概念和参数都用到“一个扇区一天的收益”的概念来理解和调整对参与者的激励措施。此概念会在链上得到追踪和推算。

大多数无准入限制的区块链网络需要资源来参与共识。一个个体在网络上拥有的算力越多，就物理资源和/或权益质押代币而言，其需要拥有的总资源份额就越大。这样保证了在挖矿过程中总有一笔资本投资投入。比特币和其他使用工作量证明的区块链倾向于选择难以转售的ASIC，以确保资本投资特定于网络并且在攻击后难以收回。权益证明机制使用大量代币质押来实现相同的功能，另一个好处是，攻击者购买大量代币会消耗代币供应，从而推高价格，致使攻击成本非常高。

Filecoin也必须通过贡献资源来获得安全性。但要注意的是，Filecoin的设计是可以使用摊销成本较低且易于重新利用的商用硬件设备进行挖矿，这意味着我们不能仅依靠硬件来提高攻击者的资本投入，就像在权益证明协议中，Filecoin也使用初始代币质押，且与承诺的存储硬件设备成比例。这具有各取所长的作用：攻击网络既需要获取和运行硬件，也需要获取大量的代币。

为了减轻矿工的负担至最低来满足对质押的多种需求，Filecoin有三种不同的质押机制：初始质押，区块奖励作为质押以及存储交易提供者质押。第一种是矿工必须为每个扇区提供filecoin作为初始承诺。第二种机制是通过区块奖励锁仓来减少初始代币质押的要求。第三种在矿工和用户之间建立激励机制，使矿工在市场上脱颖而出。本小节的其余部分将详细介绍每一种机制。

Filecoin矿工必须投入资源才能参与经济发展；该协议可以利用矿工在网络中的权益来确保对网络有益的理性行为 — 奖励价值的创造并惩罚恶意行为。质押的数量旨在充分激励完成扇区的承诺生命周期并为共识安全提供充分的保障。

因此，初始质押由两个部分组成：存储质押和共识质押。存储质押为用户保障网络的服务质量并在出现惩罚时为扇区提供启动担保。存储质押必须小到可以让矿工加入网络，同时足够大到质押可以应对早期故障、罚款和费用。将区块奖励锁仓和把未解锁的奖励作为额外的抵押品可以降低初始存储质押又不会破坏网络激励的一致性。这部分将在后面的小节中进行深入探讨。目前通过使用与大约足以支付7天的扇区故障费和1个扇区故障检测费的金额相应的初始存储质押来达到平衡。这通常用扇区的未来期望收益天数来计算。

但是如果每个扇区的质押仅取决于该扇区未来的区块奖励，网络存储质押总量则与网络的存储总量无关。结果是网络质押总量仅取决于网络未来的区块奖励。因此尽管存储质押为是否该添加扇区提供了一种明确的判断途径，它无法为网络提供长期足够的安全保障；随着区块奖励的减少，破坏共识的成本会降低。因此，初始质押的后半部分，即共识质押，取决于该扇区加权字节算力（QAP）和网络流通供应量，这部分将在第6节中给出阐述。当网络达到或高于基准线时，目标是约有30％的网络流通供应量被锁定在初始共识质押中。要实现这一目标，只需根据扇区加权字节算力在网络中所占的比例分配给该扇区一小部分质押份额即可。在基准线不断增长的情况下，每单位QAP的初始质押应随时间的减少而减少，就像其他挖矿成本随着时间推移也相应减少。

用户需要可靠的存储。在某些情况下，矿工可能会同意某一笔存储交易，然后由于成本增加或其他市场因素变化后放弃。如果矿工可以低成本地自由放弃存储文件并导致严重的数据丢失和服务质量降低，存储用户将因此弃用Filecoin。为了尽可能保证激励兼容，Filecoin会对未能完成承诺期限的矿工进行处罚。因此，较多的质押可以用来激励正确的行为并提高网络服务质量。但过多的质押也会阻碍矿工加入网络。Filecoin的经济结构需要同时满足这两种需求。

为了减少矿工需要提供的初始质押，未解锁区块奖励也会被用作质押。这将允许协议设置一个较小但仍然有意义的初始质押。如果一个扇区在到期之前终止，则该扇区所获得的区块奖励将被惩罚。但是由于链的状态的限制，协议无法对每个扇区进行追踪，虽然这是最公平且最准确的。但替代方案是，链以每个矿工为单位进行估算。亚线性解锁区块奖励为矿工始终有动力完成交易提供了有力的保证。一个极端的释放时间表可以将一个扇区所获得的全部区块奖励锁仓并仅在该扇区承诺兑现后才释放代币。

但是，协议应为矿工提供流动性以支持挖矿同时立即释放所有奖励也会给网络代币的供应带来冲击。此外，解锁周期还不能取决于扇区的生命周期，否则矿工没有动力去存储生命周期更长的扇区。因此， 区块奖励解锁方案是一个短期延迟加一个固定期限的线性释放来实现必要的亚线性释放。初始参数建议将解锁延迟期定为20天，线性释放期定为延迟期后180天。

总的来说，惩罚费用先从最早解锁的锁仓区块奖励中开始扣除，然后才到矿工账户余额。当矿工账户余额低于最低要求时，矿工参与共识，赢得区块奖励和增加存储算力的能力会受到限制直到矿工充值账户余额并满足最低要求。整体来看，这样的机制在不经常惩罚矿工账户余额的同时，降低了前置质押的要求并为故障提供了足够大的经济威慑。

第三种形式的质押即为存储提供者交易质押。协议要求一个最低质押以提供最低存储保障，如果交易订单提前终止，这部分质押将被惩罚。但是，矿工可以提供更高的交易质押，这意味着向潜在用户提供更高水平更加可靠的服务。在更高质押的前提下，用户可能会将超出最低值的额外交易质押和数据存储的可靠性进行正向联系。这一质押在扇区里的交易订单成功完成后会返还给存储提供者。

为了提高存储网络的可靠性，Filecoin协议为存储用户提供了无限的灵活性来使用不同的矿工来存储文件的备份副本，并验证是否实际存储了唯一副本。中心化云存储服务中用户无法更改或验证备份数据，而与其不同的是，Filecoin可以让用户轻松地表达自己对可靠性和成本的偏好。

已验证用户还可以要求竞标矿工存储其数据的多个副本。网络会额外补贴那些为相关数据提供了多份备份的可靠存储的存储提供者，从而也再次对能够为网络带来价值的事物和活动提供了支持。

由于当前的安全PoRep需要双向慢速地编码，因此Filecoin网络可以支持矿工额外存储数据的纯文本、未封装的副本以支持快速检索用户数据。未来PoRep的检索将更快、成本更低。但是，早期的网络将提供已验证用户向矿工要求存储未封装副本的功能。额外存储成本的增加通过提高扇区质量而获得额外的区块奖励补贴来弥补。核实矿工是否响应快速检索要求的信誉系统正在开发之中。

在处理大量数据的时候，很难（昂贵且耗时）通过互联网传输这些文件以进行保管。对于PiB级数据集和更大的数据集来说，最明智的解决方案是通过硬盘传输数据。 Filecoin协议及其项目拥有来支持离线数据传输的工具和结构。

费用和时间是考虑在线还是离线数据传输的两大因素。

费用：使用互联网数据流传输数据，传输成本增加的很快。要在当今的云服务中传输PiB级数据，就需要通过多个区域发送数据，从而产生网费和区域带宽费，如果您选择租用专用线路或进行不可避免的重试，则还需要支付额外费用。经过粗略计算，仅传输2.5 PiB数据所需的带宽就需要约14万美元，如果您跨区域传输这些数据，则成本会更高。其次，考虑到硬盘——一种用于存储和传输数据的物理介质本身的成本，一台服务器级别的8TiB硬盘的价格约为200美元。例如，要传输2.5PiB的数据，您将需要大约315个硬盘，总计约为6.3万美元。尽管您可能需要支付一些额外的运输、进口费用和汇率差，但您的成本远低于通过互联网数据流传输数据的成本！

时间：数据流非常耗时。以100Mbps的速度传输500TB的数据将花费一年多的时间。另一方面，使用硬盘离线传输相同的数据将仅需下载和运输的时间——大概一周之内即可完成。

Filecoin的离线数据传输功能使拥有非常大的数据集的用户可以离线完成数据传输过程（例如，通过将硬盘从用户端运送到存储矿工），并按预期在链上进行交易。它是通过一个标示实现的，该标示告诉用户不要通过网络传输数据。而是用户传递一个CID码（描述该数据的唯一标识符），矿工随后必须匹配该CID才能通过交易。这为用户节点提供了设置交易的灵活性——例如，传给矿工以供他们用来生成分段CID的数据在硬盘上的特定位置。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

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