本期影片主要和大家分享一下當前火熱的專案chia。由於市場情緒高漲，硬碟價格暴漲甚至被礦工們搶至脫銷。在這瘋狂的背後，大家也面臨著新興事物的出現而帶來的資訊不對稱。
一直以來，石榴礦池秉持著“公開·透明”的區塊鏈精神。本期影片李白將為大家詳細解析chia的核心原理，為大家揭開chia的神秘面紗。
chia背景
chia(奇亞)官網：https://www.chia.net/
區塊瀏覽器：https://www.chiaexplorer.com/
github原始碼庫：https://github.com/chia-network
綠皮書：https://www.chia.net/assets/chiagreenpaper.pdf
p盤
chia的封裝過程，俗稱p盤（英文plot），它的輸入主要是一些隨機數（輸入資料量很小，幾乎沒有資料），配合farmer和pool兩個公鑰，經過1-4個階段的plot過程，最後輸出101.3gib的plot檔案。
從這個過程可知，chia設計之初就不是為了儲存，這是其和filecoin的最大區別。chia標榜是btc的替代品，主要還是起到了去中心化記賬，數字貨幣的作用。但和btc的主要區別是：btc中比拼的是算力，而chia比的是硬碟，硬碟多，儲存空間大，獲得代幣的概率就大。
綜上所述，我們知道：
- chia沒法儲存資料
- chia封裝無時間要求
- chia封裝對硬體要求更低：近5g記憶體要求
- 少量執行緒、高頻率、高io
- 暫時無法透過gpu加速
p盤硬體
chia挖礦對硬體的要求較低，但由於chia挖礦過熱以及資訊的不透明造成相關的硬體價格漲幅過高。其實從整體分析chia p盤的硬體選擇是非常寬泛的，建議礦工們從價效比的角度去理性選擇，以下是石榴礦池對其硬體相關條件的總結，僅供參考：
- 高頻率的cpu
- 高iops的ssd
（1）332gib的臨時檔案
（2）1.6-1.8tib的ssd寫入 官方硬體推薦：https://github.com/chia-network/chia-blockchain/wiki/reference-plotting-hardware
由於硬體價格相對便宜，入場門檻較低，使得chia全網算力增長更快。而在chia的挖礦中，硬碟的支出佔比高，p盤封裝機佔比少，大家可以根據硬體市場情況靈活選擇高價效比的配置。plot檔案結構
一個plot檔案包括：
- plot id
- farmer public key（礦工公鑰）
- pool public key（礦池公鑰）
爆塊
從上文可知，chia產生的檔案數量很大，算力很容易達到1p。在chia挖礦中，沒有window post，只有winner post，所以即使是儲存丟失也不會造成懲罰，而且也沒有前置抵押，因此門檻較低，整個過程中只有爆塊。 chia透過兩輪的篩選得到出塊權，儘可能減少資料讀取量：
- 根據plot id 篩第一輪
- 根據一個葉子篩第二輪（需要做七次定址操作，大約70ms時間）：
經過以上兩輪，礦工獲得了winner。在此基礎上讀取完整資料並生成證明：
- 讀一個滿二叉樹
- 64個葉子
timelord
chia爆塊的第一個輸入challenge是一個隨機數，在鏈上每10s產生一個，並且提前不可知。在filecoin中是透過drand服務去得到隨機數，而chia中是透過vdf得到。 vdf的特性：
- 計算難驗證易
- 計算時間恆定難以最佳化
- 最佳化後可以影響爆塊率
（vdf實現圖）
timelord是用來跑vdf，產生challenge的。一定程度上保證只有在規定時間內才能獲得下一個challenge。如果礦工跑vdf的速度遠快於官方，將能提前知道challenge，這將影響挖礦的爆塊率，否則沒有必要啟用timelord，礦工可直接在鏈上的廣播中獲得challenge。
區塊簽名
plot檔案生成時需要繫結farmer公鑰和pool公鑰，來表示算力歸屬。出塊時要用兩個私鑰進行簽名：
- farmer決定7/8的收益
- pool決定1/8的收益
以上可知，官方在設計之初已強制將挖礦收益以一定比例分配給礦工和礦池。回到礦池平滑分賬的本質，正常情況下應該將挖礦的所有收益全部給礦池，然後礦池再進行平滑分賬，以確保加入礦池的礦工收益。從chia出塊的私鑰簽名設計可知其離礦池本質還是有很長的距離。
在p盤過程中產生的plot檔案需要立即繫結farmer key和pool key，也就是說這樣的算力檔案的歸屬權是不能更換的，在p盤的過程中就已經決定了這份算力檔案屬於誰，只有誰的簽名才有用，才能獲取收益。這在常規意義的礦池中是不符合邏輯的，如果算力歸屬不能更換，假設三種情況：
- 如果礦池獨享私鑰，則任人宰割
- 如果共享私鑰，則存在風險
- 如果一邊持有一個私鑰，則達不到平滑收益的目的
chia礦池方案目前還不完善，官方也在部落格中提到：等到開發完chia轉賬將進一步完善礦池方案，這也是官方下一階段重點研發的方向。所以現階段市面上的礦池方案可能都存在一定的風險，或是無法真正達到礦池平滑分賬的目的。
分叉攻擊
上文提到，如果礦池和礦工共享私鑰，則可能存在分叉風險，下面具體聊一聊。
分叉是指：在非pow的區塊鏈裡，礦工可以在同一高度產生多個block。
在eth2.0或者filecoin中，如果礦工在同一高度產生兩個block，將會受到質押懲罰。 在chia中，它將一個block拆成兩部分：trunk+foliage。trunk包含了block中的關鍵資料，當礦工獲得出塊權時，trunk是已經確定不會再改變的，而foliage是可改變的。此時如果發起分叉攻擊，trunk是無法改變的，只能攻擊foliage。這樣相對保護了鏈的穩定性。
但是如果farmer key洩露，將存在產生另一個foliage的風險，此時鏈上就面臨了分叉攻擊。但是目前分叉攻擊只會影響收益，不會影響共識。
總結
（1）p完的盤永久繫結farmer public key和pool public key，決定收益的歸屬，無法更換。
（2）透過最佳化vdf計算速度，爆塊環節存在最佳化空間。
（3）礦池很重要，因為分散式的挖礦，平滑收益是急切需求。
（4）目前沒有靠譜的礦池方案，但官方會作為研發重點。
（5）整個專案數學層面紮實，應用設計上還有所欠缺，期待後續迭代。
評價
基於以上，石榴礦池李白對chia的評價：
- 有史以來第一個沒實現轉賬功能就上主網的鏈
- 也是有史以來第一個邏輯不嚴謹就能達到如此高度的鏈
- 有重要的意義
（1）節能
（2）proof of hardware
