↯ 前言
5月15日 Filecoin測試網第二階段已啟動，Filecoin 上線日期臨近，是時候瞭解一下 IPFS、Filecoin的關係，及該體系的經濟機制、市場及礦工經濟行為。
區塊鏈正規化
IPFS 是什麼？
IPFS 的全稱是(Inter Planetary File System)星際檔案系統。它誕生於 2014年，由墨西哥程式工程師，Juan Benet 主導設計。
IPFS 並不是一個幣，它甚至不是一個區塊鏈專案，它是一種網路傳輸協議，它的目標是取代誕生了 30年（1990-2020），一直作為網際網路基礎的（HTTP）超文字傳輸協議，從而成為更快、更安全、更開放的下一代網際網路 Web3.0。
IPFS 為什麼要取代 HTTP？
網際網路是人類歷史上最重要、最具影響力的發明。在以前我們只能透過電話、報紙、電視，來獲取外界的資訊，滯後且資訊有限。而如今有了網際網路，我們有了無窮無盡實時的資訊來源。我們從未與世界如此緊密的連線。
而如此偉大發明的背後是（HTTP）超文字傳輸協議。所謂 HTTP協議，簡單來說就是，你輸入完網站後敲下回車鍵，所發生的事情。
瀏覽器會根據你輸入的網址，從全世界上千萬臺伺服器中，找到存放你想要瀏覽的內容的伺服器，並返回展現給你看，小到文字資訊，大到 4K電影，全世界有數億人每天透過這種方式，與千萬臺伺服器進行連線訪問。
雖然這樣的方式從網際網路誕生的第 1天起，都一直進行了 30年之久。而背後所存在的問題卻是不容忽視的，主要有兩大問題:
第 1個問題，（HTTP）超文字傳輸協議是脆弱的
世界上第 1臺 HTTP協議的 Web伺服器
上圖是世界上第 1臺 HTTP協議的 Web伺服器，現存於一家博物館，是最早被淘汰的 Web伺服器之一。主機箱上貼著一張醒目的紙條，上面寫著，這是一臺伺服器，不要關機！因為一旦關機，它所承載的網站就會消失不見。
而且與其關聯的其他伺服器也會受到牽連，出現這種情況，就會出現大家熟悉的 “404介面”。記得 2019年 3月的時候，沸沸揚揚的全網程式設計師半夜起來加班事件嗎？「阿里雲華北區 2地域伺服器泵機」就是因為阿里雲的伺服器掛了，大量用其伺服器的 APP也隨之掛掉。
第2個問題（HTTP）超文字傳輸協議趨於超中心化
儘管今天網路上有數不盡的網站，但他們幾乎都只執行在個別幾個伺服器，服務商手中。像國內有阿里雲，國外有亞馬遜、谷歌雲等等。全世界幾家公司掌握著整個網際網路的命脈，這就是目前基於 HTTP協議下網際網路的現狀。
21世紀最大資料洩露（截止2017年）
而且每年都有層出不窮的資料洩露事件，上圖就是歷年資料洩露事件觸目驚心對不對？而且中心化意味著決定權並不在使用者手中，服務商們可以出於各種原因去刪除、解除安裝你所儲存的內容，有時候某些內容就會永遠的消失在網際網路中了。
HTTP 協議下的網際網路，它時而掛機，時而不見，而 IPFS就是要創造一個永不消失的網際網路。
IPFS 的優勢之一
要理解 IPFS很簡單，我們用一個大家都熟悉的例子做比喻，BT 下載（BitComet）,BT下載是普遍都用過的。只要拿著一顆只有幾十 KB大小的種子檔案，就能隨時隨地下載幾十 GB的電影。
而當你用 BT種子下載電影時，要知道並不是某個網站伺服器給你下載電影，而是所有曾經下載過這個電影的電腦們共同傳輸給你，而當你下載完成後，只要別人有需要 BT軟體，也會為他人傳輸你電腦中的電影。所以只要擁有 BT種子，你永遠不用擔心某個網站倒閉後下載不了電影了，因為永遠有人的電腦中存著你想看的電影，而 IPFS協議是跟 BT協議是相似的。
舉個例子，在 HTTP協議下是基於“地址的定址”，每一次瀏覽網頁，瀏覽器會根據你所給出的地址到指定的某臺伺服器中獲取檔案，而IPFS，是“基於內容的定址”的概念，當你想要瀏覽某個網頁時，就像在瀏覽器中開啟了一顆 BT種子。
IPFS技術架構
您不需要指定位置，只需指定你想要的內容，它就會從鄰近的擁有相應內容的電腦中給你傳輸資料，人人都是伺服器。而這樣做的好處，就是，網際網路服務商由個別幾家公司變成了所有網際網路使用者，資料的可靠性和安全性得到大幅度提升，使用成本也大幅下降。
而最重要的是，隨之帶來了一個意外之舉。沒有人能夠隨意停止或刪除任何一個網站的，永不消失的網際網路。
參考:
採用高度模組整合化方式，像搭積木一樣去開發整個專案
Filecoin的誕生
IPFS 與 BT下載當年，我為人人，人人為我的美好願景一樣，看似完美卻不盡人意。我的電腦憑什麼給你提供下載呢？所以為了解決這個問題，有人就在 IPFS的基礎上，引入了類似比特幣的激勵機制。
從而創造了 Filecoin 這個區塊鏈專案。成為伺服器就能挖礦，你提供服務，我給你錢，問題解決。Filecoin 這個專案就是原來設計 IPFS的團隊創立的。
在 17年可謂最為火爆的區塊鏈專案之一，一共籌集了 2.57億美元。而且還是隻面對矽谷專業投資者，並不接受廣大韭菜。被廣大投資機構所看好，所以所謂購買 IPFS更多是指購買 Filecoin 這個代幣。
Filecoin 經濟模型
Filecoin是什麼？
Filecoin 是基於 IPFS (InterPlanetary File System) 協議的激勵機制及公鏈系統，IPFS 協議定義了檔案在分散式系統中如何儲存、檢索和傳輸，能永久、去中心化儲存和共享檔案，這是一種內容可定址、點對點分散式協議。FIL 為 Filecoin 發行之代幣，用於激勵 Filecoin 網路中儲存及檢索市場各個角色的行為。
Filecoin代幣分配方案
圖-3
Filecoin採用了區塊鏈通證體系發行了 Token，Token 簡稱FIL，發行總量 20億，分配方案總共有四個部分組成：
礦工：70%（即14億枚），透過區塊獎勵的方式線性釋放，每 6年減半；
團隊：15%（即3億枚），作為協議實驗室團隊的研發及運營費用，按 6年線性釋放；
投資人：10%（即2億枚），分配給參與私募與公募的投資者，按 6-36個月線性釋放；
基金會：5%（即1億枚），作為長期社羣建設，網路管理等費用，按 6年線性釋放；
共識機制
Filecoin 採用混合共識機制：以預期共識(EC) 為主，複製證明(PoRep) 及時空證明(PoSt) 為輔。
預期共識每一輪選舉一名或者多名礦工來建立新的區塊，礦工贏得選舉的可能性跟礦工當前的儲存能力成正比。預期共識具備公平性、不可預知性及可驗證性。每一輪選舉為一個紀元 (epoch) ，預期共識機制為 Filecoin 網路預設一個出塊的期望值，每一個紀元 （epoch） 生成區塊的期望值為 1，意味著一個紀元可能出現空塊或多個區塊產生的情況。因此在 Filecoin 區塊鏈，每個區塊高度對應到的是一個區塊集合 (Tipset) ，每個區塊集合包含數量不定的區塊。這種鏈式結構為有向無環圖(DAG) 。
圖-4
Filecoin 對每個生成的區塊賦予權重，權重最大的鏈成為主鏈。區塊權重取決於兩個因素：一是父母塊 (Parents Block) 的數量；二是鏈的儲存能力。由於 Filecoin 有抵押機制，礦工會傾向挖父母塊最多且乘載最高儲存能力的鏈，實現有效收斂。
Filecoin 採用預期共識有兩個好處：
第一是交易效率高，礦工工作不會被浪費。
第二是可以控制分岔。
Filecoin 透過權重和抵押機制來促使礦工選擇一條最有效的鏈，對同時挖多個鏈的礦工進行懲罰。
在預期共識中，礦工贏得選舉的可能性跟礦工當前的儲存能力成正比。礦工的儲存能力則是利用時空證明(PoSt) 及複製證明(PoRep) 來證明。
時空證明可以利用證明鏈及時間戳證明礦工在一定時長記憶體儲資料，即使驗證者不線上，也能夠在未來去驗證礦工在該段時間內生成了證明鏈，有效防止臨時生成資料攻擊。
複製證明可以證明資料已經在一個特定的扇區建立成功。並且防範三種攻擊：
一是女巫攻擊；
二是外部資料來源攻擊；
三是生成攻擊。
複製證明避免讓礦工可以透過不同方法讓自身儲存資料小於承諾儲存資料，以獲得額外報酬。
理解 Filecoin 市場
Filecoin 經濟模型中存在兩大市場：儲存及檢索市場，兩個市場中分別存在客戶及礦工。
除了上述兩個角色外，Filecoin 經濟模型生態中有開發者及投資者。開發者開發新工具、應用程式和提供概念驗證建議，最佳化 Filecoin 生態及儲存檢索市場。開發者提交提案可獲得基金會津貼。投資者在二級市場提供礦工流動性，提升 Filecoin 網路價值。以下分別介紹 Filecoin 儲存及檢索市場。
儲存市場
Filecoin 儲存市場是一個可驗證的市場，由區塊鏈網路來進行驗證。Filecoin 儲存市場中客戶提出儲存資料的需求，而儲存的供給方為儲存礦工，提供他們的儲存空間。一個完整的儲存週期如下：
第一，儲存礦工提供自身價格及儲存要求至訂單簿(Order book) 。訂單薄是公開的，任何人都可以檢視，儲存市場的服務價格是由市場所決定。
第二，當客戶的需求價格與儲存礦工的訂單相匹配時候，交易自動撮合。
第三，驗證者驗證礦工是否儲存有效資料，採用零知識的非互動式證明進行驗證，有效保護隱私。
儲存並非一次性服務，需要礦工的穩定性及持續性。礦工可以透過三個方式獲得獎勵：
一是交易費；
二是區塊獎勵；
三是網路交易加速費(Networking Message Transaction Fees) 。交易費及網路交易加速費為客戶事前支付，區塊獎勵為系統所生成。
檢索市場
Filecoin 檢索市場為鏈下市場，提供客戶檢索所需要的資料，並且由檢索礦工來提供檢索服務。檢索礦工不參與區塊生成環節，直接從客戶端獲取相應服務費用。檢索礦工資料來源可以是來自其他客戶端、儲存礦工或是 IPFS 網路。
一個完整的檢索週期如下：
第一，客戶及礦工廣播出價單及報價單，如發現訂單匹配，則在鏈下訂單簿發起交易。
第二，達成交易後，雙方建立鏈下支付及資料傳輸通道完成交易。
第三，交易完成後，訂單及交易提交至區塊鏈記錄及驗證交易結果。整個過程類似比特幣閃電網路。
儲存市場及檢索市場有四個差別：
第一，檢索礦工儲存資料沒有時間要求，也不需要生成儲存證明。
第二，網路中的任何使用者都可以透過為客戶提供資料檢索服務，不需要質押 FIL。
第三，檢索礦工對寬頻頻寬要求高，需要快速進行支付及資料傳輸，儲存礦工則對儲存能力要求較高。
第四，儲存礦工可以獲得區塊獎勵、交易費及網路加速費，檢索礦工只能獲得檢索交易費。
