如何从根源上解决Filecoin高价Gas费问题

北京时间1月14日，协议实验室提交FIP-0010提案。FIP-0010链下WindowPoSt验证提案,WindowPoSt无需接受验证即可上链，稍后链下验证者可调用DisputeWindowedPoSt进行验证。若验证者发现错误扇区，可以获得一定比例奖励。FIP-0010提案旨在降低Gas费消耗，同时减轻Filecoin链上压力。

Gas消耗波动情况

此举对于降低Gas消耗影响几何，相信读完本文你应该能得出答案。协议实验室针对Gas费动作不断，也能从侧面说明Gas费涨跌对矿工成本的重要影响。矿工的主要成本是前置质押成本，封存算力燃烧Gas成本和赠送给矿工的打包交易费。据人人矿场APP显示，截止1月14日上午11点，封存质押8.5952FIL/T（扇区生命周期结束后质押币将返还矿工），新增GAS消耗8.3899FIL/T（包括封存算力的GAS和赠送矿工的小费）。这意味着新增1T算力达到了16.9851FIL，如果一枚FIL按照21美金算，那1T成本有356.685美元，折合2282RMB。

为什么Gas消耗如此巨大？

Gas费消耗来源主要是分为两大类：

（一） 增长算力所消耗的GAS费用

消息提交上链的打包的费用，称为基本燃烧费。算力封存（消息上链）首先需要进行复制证明。从下图可以看出PreCommitSector(P2)和ProveCommitSector（C2）是最消耗Gas费的，P2和C2都是复制证明SDR的一部分。其具体概念在冰河实验室的文章《硬件科普|Filecoin挖矿硬件配置》里可以详细了解。这部分Gas费用将直接转到F009账户，该账户是协议实验室设置的销毁账户，只能进不能出。基本燃烧费是固定。

Gas消耗占比

②给矿工的打包交易费，称为小费。这部分交易费用，矿工可以自己设定限额。这里要引入一概念GasPremium，矿工为了让信息及早上链，可通过提高GasPremium让消息尽快上链。由于Filecoin主网性能的限制，一天Filecoin主网只能出2880个块，按Filecoin浏览器计算，一个区块大概可以容纳300-400条信息。矿工为了让算力尽快完成封装，可选择提高GasPremium。当打包交易费越高，该消息被打包的可能性更大。这导致了全网的Gas都水涨船高，陷入“死亡循环”。Filecoin主网的性能不足以支撑每日新增算力增量，导致信息堵塞，这就是Gas费暴涨的根本原因。

③超额燃烧费。

协议实验室会对超额的部分作出适当的惩罚，这一部分就是超额燃烧费。

(二)维持算力所消耗的GAS费用

时空证明阶段的SubmitWindowedPoSt每半小时会提交一次，平均Gas消耗是占比最大。但是每半小时提交一次，消耗比例不大。

协议实验室针对Gas费的提案

除了FIP—0010外，协议实验室也提出了更多的提案以解决Filecoin的Gas费用问题。

FIP—0005是协议实验室在2020年10月22日提交的技术型提案，该提案从PreCommitSector和Confirm Sector Proofs Valid中删除了昂贵的矿工奖励归属计算，释放链带宽，减少Gas费消耗，并降低矿工成本。

FIP-0007是2020年11月27日提交的提案，旨在通过三个较小的独立提案，从性能和安全性方面改进Filecoin HAMT和AMT。该提案还将减少IPLD操作和序列化大小，在一定程度上减少Gas费消耗。

FIP-0008是Alex等人2020年11月4日提交的技术型提案。在Filecoin的gas费用构成中，ProveCommitSector是占比最大的高达近63%，之前的矿工PreCommit Sector方法仅支持一次性提交单个扇区。这样的操作执行频繁且需要消耗大量的Gas费用。该提案为矿工添加一种批量提交扇区预先承诺的方案，可以大大减少Gas成本。

12月16日，Filecoin主网发布Lotus新版本1.3.0，本次升级包括了协议实验室最新改善Gas费的提案FIP—0009。FIP—0009提案将成功执行的WindowPoSt中原计划燃烧掉的Gas费返还给矿工，从而降低网络的Gas费消耗。

除提案外，Filecoin通过引入以太坊改进提案EIP-1559，降低Gas费消耗，详情可查阅《Filecoin官方信息|Filecoin的EIP-1559》。

Filecoin高Gas费原因和解决办法

前文提到，Filecoin主网的性能不足以支撑每日新增算力增量，导致信息堵塞，这就是Gas费暴涨的根本原因。大多数区块链项目都面临过这样的TPS性能瓶颈，包括BTC和ETH等主流项目。这里介绍一种常见的扩容方式，ETH2.0就是采用分片链的方式进行扩容。

用以太坊举例：分片技术是将网络中的节点分成不同碎片，各分片处理不同交易数据，每个片区内部共同处理同一交易事件，网络中可并行处理交易大大提高网络并发量。为了实现节点随机分配和片区验证者分配，需再建立一条单独的区块链（以太坊2.0中称为信标链），负责执行维护整个网络所需的操作。这种方式即为二次方分片，是通过网络双层设计增加交易量。具体地，将以太坊网络上的节点分成100片，分片系统由主链上发布的校验器管理合约（VMC）进行维护，每个片区都是独立存在的，当以太坊中有交易时，只选择其中一个分片处理，如果网络内有M件事务待处理，现在每个节点只需要处理M/100件即可，之后这些打包的子区块的数据组成一个主链上的区块，相当于主链区块容量扩大了100倍。

除了分片，常见的扩容方式还有状态通道、隔离见证、闪电网络、侧链等等方式。值得一提的是，Juan Bent在meet up时提到了一句Filecoin可能会采用分片的形式进行扩容。

结束语

作为分布式存储的明星项目和区块链技术的落地应用代表，Filecoin可以说是最具传奇色彩的区块链项目。在2020年10月Filecoin主网上线后，Filecoin算力已经突破1.875EiB，数据存储量的发展速度让传统数据存储领域望尘莫及，其带来的数据自主、可靠存储赋予互联网隐私和安全，是隐私数据存储和冷数据存储的绝佳选择。技术创新的创新，需要参与者以更高的维度、更长远的视角、更包容的眼光看待。相信随着分片等区块链扩容技术的完善，更多企业将采用IPFS&Filecoin分布式存储数据，Filecoin的币价必将持续上涨。

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编译者/作者：币圈老雷

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