干货Filecoin的控制回路和反馈机制

任何一个稳定运行的系统都有一些控制回路，通过一些反馈机制来保障系统的有效运行。区块链项目的去中心化特性更加需要在设计中考虑进反馈机制，这在每一个区块链的设计中都有提现。Filecoin的经济模型相对复杂， 其反馈机制设计也反映在多个方面，尤其是其经济模型的设计之中。

反馈机制无处不在

小到太阳能路灯，大到社会的经济运行，反馈和控制无处不在。有的是特意设计，有的则是自然调节。这些反馈机制能在控制系统中起到纠偏的作用，保持系统按照设定的方向有效运行。

区块链项目一旦发布，犹如火箭升空，再难以人为频繁调节。其反馈机制必须构建在其中，包括其共识机制、经济模型、网络协议等多个方面，都需要设计自动感知和调节回路。这些设计无处不在。

简单举例而言，比特币的难度调节就是一种反馈机制，通过出块时间和难度挂钩，从而保证无论网络算力增多还是减少，其出块时间大约在10分钟左右。同时，根据难度的调节，也能够调节每个矿工的收益，从而对矿工参与维护网络起到激励作用。以太坊的 Gas 费率人为设置也是一种调节机制，而这种调节机制考虑到了参与的人的因素。网络拥塞、导致Gas费上涨，从而导致消息数量减少，最终导致拥塞缓解。

所有这些反馈，按照控制理论，都是保持系统稳定的负反馈。负反馈（negative feedback），也称为平衡反馈（balancing feedback），在区块链中至关重要。

Filecoin 的设计相对复杂，其负反馈设计也反映在很多方面。

Filecoin 的基线释放中的反馈设计

在Filecoin的最初的白皮书中，其Token释放模型只是简单描述成6年减半，衰减式释放。这看起来解决了比特币等6年减半的突变式通缩模型，但是，这里面存在一个多数人认为的头矿问题，即早期进入者红利大大大于后进入者，导致后进入者的较高门槛。Filecoin 通过基线释放模型，来根据参与者的规模进行了一定程度的调节。这里面有不少反馈思路体现在设计之中，例如：

释放的额度与全网算力相关，在网络运行的初期，随着时间的推移，参与者增多，释放也增多，从而保障参与者的盈利基本平衡。Filecoin 网络目前的运行基本如此，由于基线奖励的设置和调节，单T收益在很长一段时间内都会基本保持平衡

基线释放本身在设计的过程中也经过多次改进，现在的基线释放采用 alpha-beta-filter 平滑算法，并且其计算的网络时间只增不减。这能够起到保证网络维护者（矿工）的基本权益的作用，当有大矿工退出时，继续维护网络的矿工能够得到奖励，从而增加继续维护网络的积极性

基线释放的另一个方面，在于其对网络算力有一个预期，当算力超出预期时，基线奖励不再提高，从而保证不会过度奖励。当网络算力变得超过设计的基线时，矿工的奖励可能要主要来自币价的提升了。

基线的设计目前看起来对网络的初期运行起到了很好的作用，其设计的基线（也就是算力目标）是否合理还需要时间的验证。除了很好的反馈系统之外，这里有两点需要提到：

根据当前基线的设计：初始值2.5EiB，每年增长100%，网络需要比较长的时间达到极限值，因此 FIL 代币释放减半的周期一定大于6年，大多少，视算力增长何时能赶上基线而定；

基线的设定有一点计划经济的味道，这个值的设定不可能适合系统的长久运行，因此社区应当根据网络运行情况和算力增长情况，提出调整意见，这可以反映在 FIP 中。

Filecoin 抵押机制中的反馈机制

Filecoin是第一个与实际应用挂钩的区块链项目，是Web3.0的存储基础设施。其稳定运行至关重要，这个稳定运行的保障来自于抵押。其抵押模型的设计也是其经济模型中的重要部分。这里面的反馈机制主要包括：

抵押与收益直接挂钩：收益越高，抵押越大。这是一个反馈系统，也符合投入越多，收益越多的原则。简单来说，就是20天的预期收益直接用于抵押，这部分是抵押的基本部分。

抵押与流通量挂钩：这是一个抑制流通量的负反馈系统，当流通量增大时，抵押相应变多，这样一来，流通量可有得到抑制，从而保护市场的稳定，这部分是抵押的附加部分

当然，最最重要的是，惩罚和服务质量挂钩，服务质量变差，惩罚变大，从而促进矿工提高服务质量，这也是和抵押紧密相关的

对于矿工而言，这种抵押机制和锁仓机制的设计，矿工所付出的成本就不再仅仅是设备成本和维护成本了，也有大量的资金成本在里面。成本可能币预想的更大，这有可能给参与者提高门槛，但同时，由于成本变高，对于网络价值的支撑也会变大。这个就要靠链下的反馈系统来完成了。

Filecoin 消息处理中的反馈机制

对于区块链而言，处理能力是一个不得不考虑的问题，毕竟是去中心化系统，所有节点都需要同步并验证。太多的消息会造成积压、拥塞。Filecoin借鉴了以太坊的 Gas 机制，但同时更进一步，率先实现了 EIP1559 的设计，即 Gas 费率的自动调节和人工调节相结合。

这个反馈系统在消息拥塞的时候会自动快速提高Gas 费率，从而导致大量消息不能上链，或延迟上链，进一步可能导致矿工为保护算力损失减少消息发送，从而缓解拥塞，起到负反馈的作用。

Filecoin 抵押所带来的链下负反馈环路

其实，不仅仅是在Filecoin的代码之中，Filecoin的设计同时也反映到链下参与者的反馈循环系统之中。

有心者可能发现，Filecoin上线不到一个月，其流通盘不大，吸引力不小，但币价却相对稳定，这符合 Filecoin的需求，也符合设计目标。这也是 PoS 带来的好处。这种稳定与Filecoin 的抵押机制有很强的关联性。这是因为算力的增长与币价的高低有很强的关联性，可以形成一个反馈环路。

简单来说，很多矿工都有增长算力的要求，但是要抵押，这个抵押币可能需要购买。那么，我们有如下环路产生：

币价降低 --> 算力增长成本低 --> 多多购买增长算力 -->币价上升

币价上升 --> 算力增长成本高 --> 延长曾正算力，需求变少 --> 币价下降

如果细心去找，Filecoin 还在很多地方进行了负反馈的设计，比如区块打包的罚款，Filecoin Plus 的链下治理方式等等。Filecoin 的设计比较复杂，可能有很多地方值得商榷和探讨。对于这些部分，欢迎大家通过 FIP 提出建议，通过社区讨论达成共识，从而在日后的版本得到改进。

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编译者/作者：光谷分析师

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