从0到1全面认识Filecash系列——共识机制改进：多博弈角色有利于生态健康发展

摘要：Filecash更高明的创新在于其共识机制中加入了BFT+POS节点，使其整个Filecash内部生态中形成了多博弈角色，促进Filecash生态的健康良性发展。

从整个区块链发展的历史进程来看，共识机制的是区块链最核心的部分之一，目前主流的共识机制有POW（工作量证明），POS（权益证明），DPOS（股份授权证明机制），PBFT（实用拜占庭），POC（容量证明）等等，区块链解决了人们彼此之间信任的问题，而共识是信任的基础，当人们达成某一种共识的时候，彼此之间就有了信任。

目前主流的共识机制各有各的优势，也有各自的缺点，POW安全可靠但是TPS慢，能耗巨大；POS高效率能耗低但是不安全过于中心化；DPOS?转账速度快但是过于中心化；POC能耗低，参与门槛低等等， 共识机制的创新是对区块链行业新里程碑的探索，每一次共识创新都将是颠覆性的，给行业带来翻天覆地的变化。

Filecoin的共识机制开启了一个新的里程碑，Filecoin采用了一种混合共识机制——复制证明（PoRep）+时空证明（PoSt）+ 预期共识(EC)。

我们先来了解一下什么是复制证明，时空证明和预期共识。

复制证明：

复制证明（PoRep）是一个交互式证明系统，是新的?PoS存储证明（Proof-of-Storage），在这个系统中，存储的提供者需要提供可公开验证的证明，来表明其为一个数据文件副本分配了独有的空间资源，而且所存储的数据是可检索的。简单点来说，就是证明数据的一个单独的拷贝已经在一个特定的扇区内创建成功。复制证明的作用就是可以防止女巫攻击，外源攻击和生成攻击。

时空证明：

时空证明（Proofs-of-Spacetime，简称PoS或PoSt）是用户检查存储提供者是否在某一段时间是存储了数据，时空证明（PoSt)提出了证明链（proof-chain）的数据结构，证明链把一些的挑战（challenge）和证明（proof）链接起来形成。在证明链的基础上添加上时间段，这样就得到了一段时间内的矿工存储数据的证明，这就是时空证明（Proof of Spacetime，PoSt）。

PoSt可以证明在该段时间内矿工存储了特定的数据，并且利用时间戳锚定这些证明链，这样即使验证者（verifier）不在线，也可以在未来的某个时间内利用时空证明去验证该矿工生成了证明链，PoSt会被提交到链上用来产生新的数据区块。

预期共识：

预期共识（Expected Consensus，EC）是在每一轮里面选举出来一名或者多名矿工来创建新的区块，矿工赢得选举的可能性跟矿工当前的有效存储（算力）成正比。Filecoin把矿工在网络中的当前存储数据相对于整个网络的存储比例转化为矿工投票权（voting power of the miner）。

Filecoin开创的混合机制从根本上定义了Filecoin是一个合理高效、去中心化的系统，并体现出Filecoin的公平性、保密性和公开可验证性，但是正如POW，POS等任何共识机制都两面性，就连协议实验室至今都还在探索一种让Filecoin更加优秀的共识机制，甚至还提出悬赏20万美金提供给提出更好算法的人。

Filecoin共识算法的问题在哪里？一方面是Filecoin生态内部的博弈属性太过单一，仅仅只有持币人和矿工，两方的博弈必定会导致其中一方权重变多，另一方变小，形成不公平待遇，不利于生态的健康发展；其次，预期共识存在一定的缺陷，如果在每一轮的区块产出中没有选举出一个新的矿工来产出新的区块，就必然会导致整个网络的延迟；如果在同一轮的选举中会产生出多个矿工，每个矿工产出区块中的消息基本相同，形成区块浪费。

Filecash提出了一种更适合生态健康发展的混合共识机制，采用PoRep+ PoSt+ BFT+POS混合模型，引入拜占庭容错和POS权益证明节点概念。这样就有了矿工、节点、持币者，三种生态角色博弈。

矿工：通过提供存储服务获得算力，通过算力投票选出节点（权重上大小矿工相同）

节点：有矿工投票产生，负责打包消息和出块，获取一定比例的佣金

持币者：决定出块节点是否获得出块奖励

在Filecash?的生态中，矿工不再负责消息打包，由POS节点进行打包。而节点由矿工投票产生，在投票权重上，大小矿工具有相同的权力，不再是现在FIL大矿工互相自私打包的情况，由FIC网络提供了一个小矿工沟通并结成联盟的平台。

更重要的是节点对币价的起着支撑作用，持币者作为网络参与方，核心利益相关者。有足够的权力去制衡节点不友好行为，币权投票决定POS节点收益，节点一旦出现不友好行为，持币者的投票会让节点失去大部分收益，即时节点有大量算力投票，拥有打包权，依然不能有效获得收益。“投票产生节点，持币者决定奖励发放”这种博弈关系避免了大矿工私自打包出块的情况出现。

Filecash同时包含BFT逻辑的节点投票机制，使得控制网络的成本上升至需要控制网络60%的成本和60%的币权。

Filecash中矿工、持币者、节点都是网络的利益相关者，维护网络的稳定运行和健康发展是三方一致的利益诉求，三者的相互博弈使得网络生态趋向平衡稳定，网络的稳定才能使其币价得到有效的支撑，生态和网络才会更加健康全面的发展！相比于?Filecoin 的预期共识，矿工权力被削弱，持币者权利增加，Filecash的共识机制的创新更能实现整个网络的公平和社区化治理！

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编译者/作者：Filecash中文资讯

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