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STAR:一文讀懂Filecoin分叉項目Filestar文曲星

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PANews10月20日消息,Web3物理基礎設施項目FileStar文曲星今日在Github(https://github.com/filestar-project)發布白皮書,宣布項目啟動。在白皮書中,FileStar提出將基于Filecoin進行分叉和迭代,并實現現有Filecoin礦工權益的無縫映射。

根據白皮書介紹,FileStar項目將取消前置抵押,同時進行了不少技術創新,例如,實現新的P1封裝算法提高封裝效率;引入遞歸零知識證明技術,實現消息的鏈下聚合,提高全網的TPS;在WindowPoST中,引入VRF隨機抽查技術,減少礦工的抽查次數。

除此之外,FileStar不同于Filecoin只激勵存儲證明,FileStar將逐步實現對存儲資源、計算資源和帶寬資源的激勵,實現分布式的存儲、可驗證計算、可度量帶寬的分布式互聯網物理基礎設施。

據了解,FileStar計劃于10月30日,公開源代碼,并上線主網。

以下為FileStar文曲星白皮書介紹:

摘要

我們認為區塊鏈世界遇到了巨大的發展瓶頸,只能依賴巨大的技術創新來推動區塊鏈行業擺脫目前的困境。2009年中本聰發布了比特幣的白皮書,開啟了一個基于互聯網的免信任的電子現金的時代,受制于比特幣網絡的處理能力,比特幣已經從最初的電子現金的愿景偏離,并被歷史的車輪推到了電子黃金的地位。以太坊在比特幣的思想上,賦予了轉賬交易更多的靈活性和可編程性,引入了智能合約虛擬機的概念,通過提供不同于腳本語言的更強大的處理能力,以太坊取得了蓬勃的發展,但是依然面臨巨大的發展制約。

不論是比特幣還是以太坊,本質上都是在一個點對點的網絡中,取得計算和數據的一致性,因為鏈上資源的極度稀缺,比特幣網絡只能處理比特幣本身的交易,以太坊網絡也只能處理以太坊本身和各種以太坊token符號的交易和有限的邏輯。某種意義上,你可以把現有的區塊鏈網絡當做一個極度封閉的網絡。不論是比特幣還是以太坊,其所依賴的全節點物理硬件設備有巨大的局限性,也必然制約了以太坊網絡的處理能力。如果你把以太坊當做一個微型的cloud,那么這是一個全局一致性但是處理能力非常有局限性的云服務。

Filecoin是第一次打破了區塊鏈世界和物理世界的隔閡,通過時空證明,鏈接了大量的高端服務器和硬件資源,也打破了區塊鏈世界的內循環。FileStar文曲星將在Filecoin的基礎上,更進一步,不同于Filecoin只激勵大家構建分布式存儲的基礎設施,FileStar文曲星將致力于同時構建分布式存儲,可驗證計算和可度量帶寬的基礎設施,致力于未來服務于所有區塊鏈的項目,例如未來大量以太坊的Rollup的證明工作可以在FileStar網絡上進行驗證。FileStar項目將在Filecoin的基礎上進一步迭代,通過不斷的技術創新,構建Web3.0的物理基礎設施。

美國德克薩斯州新法案提議對加密市場進行監管以保護投資者:3月8日消息,美國德克薩斯州共和黨州眾議員 Giovanni Capriglione 向眾議院提交第 166 號法案,將對德克薩斯州不受監管的加密貨幣市場進行一些監管,以保護投資者使用 Coinbase、Cash App 和 Kraken 等數字資產交易所。該法案將要求數字資產交易所驗證他們有足夠的儲備金來支付客戶;禁止交易所將消費者資金與公司資產混合;要求對提交給德州銀行部的報告進行獨立審計。

Capriglione 表示,類似的法案 SB 770 已提交給德克薩斯州參議院,如果其中一項法案獲得通過,這將是該國首個此類法規。[2023/3/8 12:48:57]

我們認為區塊鏈本身只是提供了一套分布式的清結算協議,如果上面只能清結算由社區弱信用所發行的各種Token,那么區塊鏈的價值會大打折扣。FileStar項目將致力于鏈接鏈下的物理世界,不同于預言機只能鏈接簡單的價格信息,并提供到鏈上,FileStar文曲星將致力于鏈接互聯網上真實的計算、存儲、帶寬資源,并形成統一的資源度量衡和資源表示方法,將這些資源遷移到區塊鏈世界,來構建未來分布式互聯網的物理基礎設施。

項目背景

2020年10月15日,Filecoin主網在148888高度激活,宣告了行業內最受矚目的去中心化存儲網絡的正式上線。Filecoin提出了一套存儲證明機制,通過復制證明、時空證明等一系列技術創新,首次實現了現實世界鏈下存儲資源的度量和鏈上表示。在這一技術基礎上,Filecoin通過一套經濟激勵機制吸引了大批擁有高端服務器的礦工加入網絡,在一定程度上整合了大量高性能的計算、存儲和帶寬資源。Filecoin協議背后蘊藏的核心理念為未來區塊鏈+互聯網基礎設施的發展方向提供了重要參考,是行業內具有里程碑意義的創新。

然而,在Filecoin協議創新的背后,Filecoin項目在實現上仍留有一定遺憾,有可能會阻礙這個新型去中心化存儲網絡的進一步發展:

不同于Filecoin“去中心化”存儲的理念,Filecoin項目的開發和管理模式偏向“中心化”,開發團隊在主網上線前仍在對共識機制、關鍵特性和經濟模型進行修改,在一定程度上影響了網絡的穩定性;

FIL代幣的分配和釋放規對礦工較不友好,在主網上線之初,礦工只能高價從市場上買入FIL代幣才能繼續維持挖礦的開銷,因此才會有目前主網一上線礦工就大規模“停擺”的現象,這顯然不利于對基礎設施提供者的長期激勵;除礦工外,生態中其他的參與者未獲得足夠激勵,參與維護網絡發展的意愿不強;

跨鏈橋Across Protocol代幣ACX將于明日正式上線:11月27日消息,跨鏈橋 Across Protocol 代幣 ACX 將于明日正式在 Layer 1 網絡上線,Across 公布其代幣在以太坊、Optimism、Arbitrum、Boba、Polygon 鏈上的地址,并表示社區已經協調了一個 ACX 流動性解決方案,將很快公布。[2022/11/28 21:05:31]

參與Filecoin挖礦的門檻較高,需要擁有大量的前置抵押代幣,并購買帶有AMD高端處理器的礦機,這些都阻礙了更多小礦工和大批Intel礦機的加入;

Filecoin網絡本身的架構和技術選型導致實際的鏈上處理能力比較有限,在網絡擁堵時甚至無法處理有效存儲的證明上鏈,也無法進行正常轉賬,這在很大程度上限制了Filecoin網絡規模的進一步擴大;

Filecoin網絡中存儲的數據的可用性比較有限,只能存儲一些使用頻率極低的“冷數據”,而對于需要隨時存取的“熱數據”,Filecoin網絡基本不可用;

此外,Filecoin官方推出的挖礦軟件在封裝效率上仍有較大優化空間,這從某種意義上說是對現實世界存儲、計算以及帶寬資源的浪費,無法實現對資源的高效利用。

因此,Filecoin到真正成為可用的去中心化存儲基礎設施還有很長的路要走。另一方面,存儲始終只是互聯網基礎設施中的一部分,未來分布式互聯網需要一套更加完整的激勵協議,激勵礦工貢獻包括存儲,計算和帶寬在內的更多資源。

FileStar項目愿景

FileStar希望成為web3的基礎設施,構建基于IPFS協議的分布式存儲、計算和帶寬激勵網絡,整合全世界互聯網基礎設施資源,并實現資源的最優化利用。這與只專注于存儲的Filecoin有本質區別。

與Filecoin的主要區別

FileStar實現了一套更加合理的分布式存儲激勵機制,并將逐漸從分布式存儲進化為分布式互聯網的激勵層,實現更加精細化的激勵,實現計算、帶寬和存儲資源的最優化利用。FileStar的優勢主要表現在

更低的挖礦門檻,網絡啟動初期取消前置抵押,取消SHA256算法對AMD礦機的依賴,激勵更多礦工對整個網絡貢獻網絡基礎設施資源;

更高的可擴展性,通過修改WindowPoST的抽查邏輯,引入遞歸存儲證明技術等,全方位提高鏈上消息處理的能力,提高TPS;

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高效的挖礦軟件,全面提升現有Filecoin挖礦軟件的性能,提高網絡的整體封裝效率;

數據的高可用性,可用于存儲“熱數據”和“溫數據”,用戶可以快速讀取已存儲的數據;

多方參與的去中心化治理機制,采用社區化的開發和管理模式,開發者、礦工和生態中其他參與者將共同決定網絡發展方向;

合理的代幣分配,無預挖、無募資,絕大部分代幣將全部由挖礦產出,同時對生態中所有參與者進行精細化的長期激勵,確保生態長期健康發展;

FileStar將繼承Filecoin主網的有效存儲,激勵Filecoin礦工共同維護FileStar網絡。

FileStar的技術改進和創新

作為基于IPFS協議的分布式互聯網激勵網絡的第一步,FileStar提出了多項技術改進和創新。

取消前置抵押

根據Filecoin的經濟模型,前置抵押指的是礦工在封裝每一個sector并生成有效算力時必須抵押一定數量的代幣,直到sector生命周期結束后再返還給礦工的一種安全機制。其設計初衷是鼓勵礦工長時間存儲數據,保證數據的可用性。

然而,目前Filecoin網絡中前置抵押的設計并不合理:一方面,前置抵押的數量相對較大,在當前網絡算力增速下,礦工如果進行抵押極有可能入不敷出,無法持續維護整個網絡;另一方面,目前網絡中封裝的大部分sector都是所謂的“垃圾sector”,并沒有多少包含有效數據的“訂單sector”,而通過前置抵押保證這些垃圾數據的可用性沒有任何實際意義。前置抵押是造成目前礦工停擺的最主要原因。

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實際上,為了保證數據的安全性,Filecoin還設計了后置抵押,即所有挖礦獎勵只有在礦工持續保存數據的情況下才能逐步解鎖,數據的安全性和可用性上已經得到了較大保證。

因此,FileStar將全面取消Filecoin現有的前置抵押,保留獎勵的后置抵押,并對sector的抵押規則做出如下改進,進一步保障安全性。

首先,FileStar允許垃圾sector擁有更短的生命周期。垃圾sector的主要意義在于證明網絡中存在對應可用的有效存儲空間。目前Filecoin網絡中任何sector的生命周期至少為一年,但實際上長期存儲垃圾數據是一種資源浪費。FileStar網絡中未存儲有效數據的垃圾sector將支持較短的生命周期,避免存儲資源長期被垃圾數據占用。

其次,FIleStar的訂單sector需要抵押存儲費用。訂單sector中存儲了用戶的有效數據,通過抵押用戶支付的存儲費用,將鼓勵礦工優先存儲訂單sector,并保證其數據可用性。

取消前置抵押將使礦工可以隨時加入網絡進行挖礦,并持續貢獻算力,共同維護網絡的安全性。

新哈希算法

Filecoin中采用的SHA256算法嚴重依賴于AMD處理器的指令集優化,而大量未支持相關指令集優化的Intel礦機處于較大劣勢,基本無法參與挖礦。這一選擇極大地打擊了Intel礦工的積極性,同時也為Filecoin網絡未來的發展帶來極大的局限性。

FileStar的目標是成為未來互聯網基礎設施的激勵層,必然需要激勵更加多樣化的硬件加入到網絡中。因此,需要在保證安全性的前提下,使得基于x86體系的礦機挖礦性能處于同一水平,鼓勵多樣性。目前FileStar正在驗證哈希算法包括SHA512,Poseidon,Pederson和Blake2s等,FileStar將在不同平臺上評估這些哈希算法的安全性和實際性能,并從中選擇最合適的算法,以支持Intel礦機或其他高性能礦機。

專家:對以歐元計價的穩定幣的需求正在不斷增長:金色財經報道,穩定幣主要是與美元掛鉤的項目,但歐元正在分一杯羹,加密貨幣交易所 Kudona 的聯合創始人兼首席執行官 Fabian Scholz接受采訪時表示,到目前為止,我們沒有看到任何相關的歐元穩定幣,目前的流動性和采用率非常低。根據歐洲中央銀行上周發布的關于歐元國際角色的報告,歐元在加密市場中的份額“非常小”,僅為 0.2%。歐元區央行承認雖然市場仍處于起步階段,但與歐元掛鉤的穩定幣已開始流行,并警告稱,不應將穩定幣視為一種新的安全資產類別,而應將其視為波動性較小但有風險的加密資產。

盡管如此,Presight Capital的歐盟政策專家和加密風險顧問Patrick Hansen認為,對以歐元計價的穩定幣的需求正在不斷增長,它占全球 SWIFT 支付的 40% 和全球外匯儲備的 20%。?[2022/6/23 1:25:44]

遞歸零知識證明技術

復制證明是Filecoin存儲證明的重要組成部分,結合零知識證明,PoRep可以把存儲資源量化并在鏈上生成對應的證明。在Filecoin的PoRep證明機制中,礦工每封裝一個sector,都需要向網絡中提交兩個證明,對應的消息分別為PreCommitSector以及ProveCommitSector。實際上,在現有的Filecoin網絡中,絕大多數的鏈上消息都是在提交這兩種證明。但Filecoin網絡的鏈上消息處理能力非常有限,當網絡發生擁堵時,大量的證明消息將占用絕大多數鏈上資源,而普通的消息將無法被打包。這同時也導致了大礦工”自私挖礦“行為,小礦工的證明消息基本無法上鏈。

FileStar提出了一種遞歸零知識證明技術以解決上述TPS瓶頸問題和消息上鏈的問題。

RecursiveZK-SNARK的基本原理是把礦工在一定時間內產生的若干sector的證明,進行鏈下證明,組成Merkle樹,并生成一個聚合證明,最終只需要向網絡中提交一次證明即可同時完成多個sector的證明上鏈過程。這樣一來,每個礦工需要提交的證明消息將會明顯減少,從而提高TPS,實現網絡擴容。不僅如此,通過調節證明聚合的程度,還可以對網絡的消息處理能力實現調節,適應未來FileStar網絡不同發展階段的需求。

WindowPoST+VRF機制

在完成PoRep后,礦工需要提供時空證明,證明對數據進行了持續存儲。Filecoin中礦工封裝的每個sector每天都會被抽查,礦工需要正確提交WindowPoST證明,否則其抵押的FIL將被罰沒。對于存力較大的的礦工來說,每天提交的證明數量非常大,而且隨著網絡的進一步發展,網絡中需要提交的WindowPoST也會越來越多,最終可能也會造成網絡的擁堵,降低網絡對普通消息的處理能力。

FileStar在WindowPoST的抽查機制中引入了隨機抽查機制,使得每個礦工需要提交WindowPoST證明的頻率大大降低,而不需要每天對算力都提交多次證明。普通的隨機抽查函數有可能被預測,從而影響網絡的安全性,因為礦工如果能確定自己被抽查的時間,就存在作弊的可能。FileStar采用了可驗證隨機函數來進一步提升隨機抽查的安全性。

高效的挖礦軟件

FileStar還將對現有開源的挖礦軟件進行優化,全面提升礦機的挖礦效率,最大化利用礦機計算資源和存儲資源。優化主要集中在任務調度模塊和零知識證明模塊。

任務調度優化。在其他軟硬件條件相同的情況下,不同的任務調度策略將直接影響礦機的封裝效率。Filecoin目前的挖礦軟件在任務調度上有諸多缺陷,在很大程度上影響了網絡有效存儲的增長。FileStar將發布帶有任務調度優化的挖礦軟件,提升礦機的挖礦效率。

零知識證明優化。Filecoin中無論是PoRep還是PoST都大量采用了零知識證明算法,但零知識證明的生成過程仍有較大的優化空間。FileStar的挖礦軟件將在零知識證明生成效率上進行大幅優化,并發布給所有礦工使用。

結合以上兩點優化,FileStar的全網挖礦效率會比現有Filecoin網絡有明顯的提升,這意味著在投入的相同硬件的情況下,FileStar將逐漸成為最大的分布式存儲網絡。

Filecoin算力映射

Filecoin主網有近600PB有效算力,并且仍在快速增長。參與Filecoin挖礦的礦工是第一批去中心化存儲的基礎設施貢獻者,也將是未來web3基礎設施的中流砥柱。FileStar在上線初期將會對所有Filecoin上的有效算力的權益進行一定映射,礦工如果參與FileStar挖礦,將有可能獲得與Filecoin主網算力匹配的獎勵,具體映射規則將在FileStar主網上線時公布。

去中心化治理機制

FileStar開發團隊負責維護FileStar項目,但整個項目的開發和管理將采用社區化模式。在FileStar社區中,任何人都可以提交代碼,同時需要提交完整的測試代碼。所有新提交的代碼在經過充分測試后才會合并到測試網絡,并在穩定運行一段時間后再上線主網,從而保證主網的安全性和穩定性。

FileStar項目充分尊重生態中所有社區參與者的意見,每一個新特性的開發和上線,都需要通過社區成員的投票決定。FileStar生態中的開發者、礦工以及普通用戶都可以參與投票,共同決定網絡的發展方向。

代幣經濟模型

FileStar協議中原生的代幣為STAR,主要用于支付消息手續費和存儲費用,礦工參與挖礦可以獲得STAR挖礦獎勵和手續費獎勵。為了吸引礦工貢獻存儲、計算和帶寬等資源,同時激勵更多生態參與者的加入,FileStar設計了更加精細化的代幣激勵模型。

STAR代幣總量為2,000,000,000STAR,不對外募資,團隊無預挖,代幣的分配規則如下:

70%由挖礦產生,產量逐天減少,每6年產量減半

30%用于激勵提供存儲資源的礦工

15%用于激勵提供計算資源的礦工

15%用于激勵提供帶寬資源的礦工

10%用于激勵提供其他有價值計算的礦工,包括零知識證明服務,AI,大數據等各類有價值的計算,由社區共同投票決定

30%用于對生態中其他參與者的長期激勵

15%分配給FileStar基金會,5年解鎖,用于項目的長期維護和迭代升級

7%分配給社區開發者

5%分配給FileStar生態中企業和應用,5年解鎖

1%分配給媒體

1%分配給支持FileStar的交易所和錢包

1%用于處理法律關系,確保項目遵守當地法律法規

項目發布計劃

2020年10月20日發布白皮書初稿

2020年10月30日發布Filestar第一版代碼,實現基于filecoin的改進,免抵押,并修復filecoin多個bug

2021年2月30日實現白皮書中的大部分內容,包括新的封裝Hash算法,遞歸零知識證明實現鏈下消息聚合提高全網TPS和引入隨機抽查WindowPoST+VRF等

2021年8月30日推出可驗證計算網絡,激勵Filestar的部分礦工,轉向可驗證計算網絡

2021年12月30日推出可度量帶寬網絡,激勵Filestar的部分礦工,轉向可度量帶寬網絡

未來工作

實現分布式存儲的激勵網絡是FileStar第一階段的目標,其目的在于吸引一批高質量的服務器,提供豐富的存儲,帶寬和計算資源。在第一階段網絡穩定后,FileStar將提供更加豐富的激勵機制,激勵web3基礎設施的搭建。方向包括:

提出計算資源、帶寬資源證明機制,進一步吸引不同的基礎資源提供者,實現分布式計算網絡和分布式帶寬網絡;

激勵網絡中的計算資源為其他節點提供零知識證明計算服務;

為網絡中其他節點提供可驗證計算服務。

總結

FileStar在Filecoin核心創新的基礎上,實現了一套更好的分布式存儲網絡激勵層:通過取消前置抵押、采用新哈希函數等改進,全面降低了礦工參與挖礦的門檻;結合遞歸零知識證明,PoST+VRF等技術創新,解決了TPS和消息上鏈問題,極大的提搞了FileStar網絡的可擴展性;對挖礦軟件的優化使挖礦效率顯著提升,提高了網絡中硬件資源的利用效率。

FileStar采用了更加公平的代幣分發規則以及去中心化社區治理,極大地提升了協議的公平性,有助于項目的長遠發展,并最終實現基于IPFS協議的分布式存儲、計算和帶寬激勵網絡,成為未來web3基礎設施的重要組成部分。

不同于Filecoin只激勵大家提供分布式存儲,FileStar將在分布式存儲的基礎上,激勵大家提供可驗證的計算和可度量的帶寬資源,并最終和Filecoin形成巨大的差異化。我們相信隨著區塊鏈行業的整體發展和Filestar團隊的全力開發,一個分布式互聯網的世界正在我們眼前慢慢展開。

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