算力蜂
一文读懂Filecoin相关经济模型
摘要：比特币本身所代表的PoW模型是一个精妙的经济模型。似乎对模型任何一部分的修改，都会引入一些新的问题。
PFS拇指矿业｜一文读懂Filecoin相关经济模型
比特币本身所代表的PoW模型是一个精妙的经济模型。似乎对模型任何一部分的修改，都会引入一些新的问题。比特币的经济模型主要体现在以下方法论中：
挖矿难度调整以及通过竞争实现挖矿经济均衡。
“赢家通吃”的动力学过程将不可避免地导致系统的中心化（矿池形成），然后整个系统将受到优势矿工的支配，安全性也无法保证。
零和博弈攻击与惩罚规则。
Filecoin同理
本文通过10个问题解读Filecoin的经济模型
1、为什么开放系统中的共识这么难？
在拜占庭将军问题中，将军和信使都可能叛变。比特币所引入的经济激励机制是目前所知唯一一种能够解决拜占庭将军问题的机制。
对应于区块链系统，将军就是矿工，那么系统中就有可能存在三种角色的矿工：
诚实节点是遵循系统规定协议的节点；理性节点是利益驱动的节点，为了获得最大利益，理性节点可以遵循协议，也可以破坏协议，甚至是挟持网络；恶意节点的目的是只为破坏网络，甚至是“寻人不利己”。
2、为什么“有用共识”系统的设计这么难？
区块链作为一种经济系统，其本身就是一种复杂系统（complex，与complicated有区别）和开放演化系统。
目前最成功两条公链系统——比特币和以太坊——他们所具有系统角色只有挖矿矿工，以太坊引入了一些轻节点的概念从事验证的工作，但并没有本质的变化。而Filecoin这样的“有用共识”系统，在具有区块链挖矿概念之外（交易市场），由引入了存储矿工（存储市场），甚至还有检索市场，以及内部的监管市场。其中存储市场影响挖矿市场的出块权重，存储市场和挖矿市场一起维护链的稳定。检索市场和监管市场从生态中获利，并不参与链的维护。
在一个复杂系统中多引入一个角色，其复杂性将有大大增加，尽管目前没有量化这个增加是指数级或者其他级别。
3、为什么需要质押？
PoW本身就是一种算力质押，中本聪非常巧妙的破除质押和奖励/惩罚双环困境，详情请参考《Paxos、PoW、VDF：一条美丽的黄金线》一文。那么对于“有用共识”系统来说，或者是其他非PoW共识系统来说，质押和证明应该是一种应有之义。但由于“有用共识”系统实现了质押和奖励/惩罚的解耦，其实现方式略有不同。类比于PoW，质押通过以下方面维护系统正常运行：
协议要求加入系统的节点展示出“质押”：付出质押（PoW：算力破解密码学难题）以获得参与协议的资格（PoW同理）。
在质押的基础上，系统通过存储市场向矿工奖励代币作为“存储证明”，为存储证明设定激励机制（在PoW中，这里是奖励给“工作量证明”，从而也为算力投资设定激励机制）。
系统的安全性和经济机制相互作用（PoW同理）。
4、Filecoin中有哪些质押及惩罚？
Filecoin目前的设计中主要有两种质押：存储质押和承诺质押。存储质押用于存储市场，承诺质押用于链的维护。
有了质押，那么矿工的任何失当行为就会受到严厉的惩罚。Filecoin目前设计的惩罚选项有：
共识错误：同一矿工在同一高度产生两个区块（Filecoin是tipset链，允许同一个高度挖出多个区块，但一个矿工只能挖出一个区块）
存储错误：没有提交时空证明（超过生成攻击的窗口阈值）
存储错误：延迟提交时空证明（在生成攻击的窗口阈值内）
存储错误：时空证明缺失sector
违背存储合约：在deal到期之前删除存储数据
5、Filecoin的经济体系如何运作？
Filecoin的经济体系如下图所示，主要包括交易所的流通市场、存储市场和出块奖励。每一个环节都形成一个闭环。图中红色的小锁是指质押的FIL。
6、Filecoin中存储质押如何运作？
存储市场是一个去中心化的可验证市场，市场中包含了存储提供方和存储使用方，两方根据市场交易规则，使用支付通道达成交易，是完全市场化的行为。存储市场中也包含了一个监督者，可以有存储使用方兼任。监督者（Slasher）的主要作用是对存储失当的矿工进行惩罚。
7、Filecoin有了存储质押，为什么还需要承诺质押？
承诺质押主要有三个作用，如下图所示：
8、Filecoin承诺质押是如何设计的？
首先，市场中有三种FIL代币：
那么所有矿工的可用FIL总量是：
而承诺质押总额度是所有矿工可用FIL总量的一个比例：
Filecoin经济模型的草案规定，承诺质押又分为两部分：影响力质押和人均质押。而区分这两种质押的原因是：
Filecoin经济模型的草案规定影响力质押和人均质押占质押总额度的比例是0.2和0.05：
由此，一个矿工的影响力质押是：
一个矿工的人均质押是：
9、Filecoin设计承诺质押的原因是什么？
把矿工锁定在生态中，有利于生态长远发展。对大矿工来说，能力越大，责任越大。对所有矿工来说（包括小矿工），均等收税，矿工越多，分摊在每个矿工身上税就越少。两种质押相结合，让网络的演化处于一个均衡的状态中。
10、Filecoin如何激励存储市场而避免矿工只获取出块收益？
在网络初期，矿工挖出的FIL比例很小（因为有前6年基金会、私募投资人FIL的释放），根据第8条的计算方式，矿工的质押占比很高，甚至超过了所有挖矿收益，也就是说，挖出的FIL全部被质押。对于这种情况，Filecoin官方甚至推出了允许矿工初期拖欠质押的方案，也就是没收未来挖到的FIL抵偿现在的质押不足。
像Filecoin这样的基于有用资源共识机制的区块链，都有沦落为挖矿经济系统的风险（而不是进行资源市场的循环），Filecoin吸收其前辈区块链的经验，设计了两种质押方式，这两种方式是否有效还有待评估。而且Filecoin目前的经济模型草案还在评审中，还可能有会新的调整和修改。
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