（区块链江湖）IPFS-Filecoin挖矿为什么需要质押？惩罚机制如何？

1、Filecoin为什么需要质押？

PoW本身就是一种算力质押，中本聪非常巧妙地破除质押和奖励/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）。

2、Filecoin中有哪些质押？

质押是 Filecoin 的奖惩机制设计中一个重要基石。Filecoin 通过区块奖励和服务收费来为诚实矿工带来收益，同时，也通过质押和罚没机制来激励矿工提供优质服务。

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。

承诺质押(Pledge Collateral )：即矿工在挖矿时承诺给网络的可用空间时提供的质押，比如说提供 8T 空间，质押 100FIL。

存储质押（Storage Collateral ）：即矿工在存储用户数据时，为保证用户数据在规定的时间内被存储而提供的质押，比如接受用户 1TB 数据存 1 年，质押 100FIL；

某个矿工质押的计算公式为：

单个矿工存储质押 = 总存储质押 * 矿工算力 / 全网算力

单个矿工承诺质押 = 总承诺质押 / 矿工总数

单个矿工的质押量 = 单个矿工算力质押 + 单个矿工人均质押=可用Fil*(算力_质押_配比 * 矿工算力/全网算力+人均_质押_配比/矿工总数)

有了质押，那么贡献者的任何失当行为就会受到严厉的惩罚。当一个矿工行为不当或没能完成自己应尽的义务时,通常会受到惩罚。惩罚的机制在代码中会详细实现，通过去中心化的机制进行，无需权威的中心化机构干预。通过质押来进行承诺，如果不能完成承诺，则罚没质押金，通过这样的经济模型来进行管理。当然，在这个网络之上，还可以建设信用机制等服务，来为用户提供矿工选择，从而实现良性循环，促进整个网络往好的方向发展。

Filecoin挖矿要比现有几乎所有其他挖矿的数字货币项目都要复杂。Filecoin 通过独特的质押和惩罚机制来保证矿工能够提供有价值的数据存储和检索服务，才能真正获得收益。由此要求矿工能提供专业稳定的存储服务才能获得收益，一般家庭环境下很难保证24小时不断网断电，且还要及时提交时空证明，所以所谓家庭挖矿的矿机就是一个伪命题，投资者也需要警惕在非专业IDC机房进行托管挖矿的矿机公司的挖矿风险非常高。

3、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、存储市场和区块奖励。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。

4、Filecoin有了存储质押，为什么还需要承诺质押？

Filecoin通过奖励激励矿工存储用户数据，通过提高矿工的违约成本来约束矿工，给矿工奖励让矿工好好存储，设置矿工惩罚让矿工不敢违约。承诺质押主要有三个作用，如下图所示：

5、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：

6、Filecoin惩罚机制究竟是如何？

第一就是由于系统、矿机、网络、断电等或者是其他原因，没有按时提交时空证明，就会被视为故障或错误，也就是所谓的“掉算力”，将会被网络处以一定的处罚。

第二是不论因为什么原因，连续掉算力超过14天没有恢复，就会被网络视为违约或者数据已经被删除了，网络就会对矿工进行严厉的处罚。

第三当矿工试图分叉Filecoin或者是同一区块高度同时打包两个块，这会被网络认为是最恶意的攻击，因此也会给予最严厉的处罚。

当出现以上错误故障或者违规情况会面临多严重的处罚，会被罚没多少呢？根据官方博客2020年8月27日发布的《Filecoin网络经济模型》里的说明：

1.扇区故障费，当一个扇区不论由于什么原因出现错误或者故障，如果矿工主动向网络提交错误报告，并在24小时内恢复正常则可以避免处罚。如果超过24小时仍没有恢复，之后每天将会被罚没该扇区2.14天的区块奖励。举例来说某节点当天掉了1T算力，矿工发现后主动上报网络并积极修复。如果在24小时内恢复正常，则免除惩罚。如果超过24小时没有恢复正常，则之后的每天将会被惩罚当天理论产币2.14倍的Fil.

2.扇区故障检测费，就是当一个扇区不论由于什么原因出现错过或者故障，如果矿工没有主动向网络提交错误，而是由网络发现错误。这种情况如果在24小时内恢复正常，同样可以避免被处罚。但如果超过24小时没有恢复，之后每天将会被罚没该扇区5天的区块奖励。

3.扇区终止费，不论什么原因，如果一个扇区连续掉算力超过14天，就会被网络认为是违约或者扇区被删除了。在《Filecoin网络经济模型》说会罚没该扇区90天的区块奖励，但是在此后的11月17日发布的《Filecoin功能：大幅削减》里，已经改为了将罚没该扇区所有的奖励及初始质押。也就是说如果一个扇区确认已经终止了，不但该扇区的前置质押币被全部罚没，而且该扇区之前获得的所有奖励都将被罚没。

4.对于恶意分叉或者双爆的节点，网络直接就会将当前的节点所有算力全部清零，罚没所有质押，可以看到Filecoin对恶意攻击处罚是最严重的。

Filecoin作为一个存储网络，矿工挖矿的过程就是存储用户数据的过程。一旦矿工由于各种原因违背承诺损坏或者删除客户数据，将会给存储客户造成巨大损失。所以Filecoin对于矿工故障或掉算力的处罚是非常严重的。一旦发生严重故障算力不能及时恢复，不但挖不到矿，还将面临质押被罚没，甚至所有之前挖到的币被罚没，账户被罚成负数的风险。

所以矿工们在选择矿机跟矿商的时候，最基础的就是要考察厂商的技术实力、运维能力和管理能力。这样才能避免因为技术或者管理等原因造成重大损失。数字货币市面上的新兴项目中最有投资价值的就是Filecoin，而参与Filecoin的最佳方式就是挖矿！成功的路上少不了见证者，那么你是见证者还是参与者呢？对于参与者来说挖矿无疑是以最低成本获取FIL的唯一方法的！

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编译者/作者：徐来

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