Filecoin測試為什麼要搶算力排名？

Filecoin測試網第二階段已經進行了一月有餘，本周進行網路重置。一有重置必然會掀起算力大戰，排名、爆塊、挖礦效率...已經成為整個市場的默認目標。

為什麼？市場宣傳的需要使然。

但是這個時候，這些數據並不能真正說明問題。實際上，在當前的演算法下，算力高可能意味著吃虧，而且出塊權的計算方式仍在改變。

市場一覽

周五（6月19日） 8:00，Filecoin 測試網按計劃重置了。

因為很多改變與原實現不兼容，本次重置直接通過重置升級，好處是節省時間。這也是為了讓開發團隊集中精力在實現獎勵階段的實現上，而不用花很多時間來進行鏈的維護。

重置之後我們仍然看到，不少團隊的宣發還是集中在：

• 算力排名

• 出塊效率

• Seal速度

可以理解，大家都需要做市場，做宣傳，推動生態發展。總要宣傳點什麼。

但是，在目前階段僅關注這幾個方面，可能會一些誤導：

• 廣大受眾並不一定能有一個準確的判斷

• 信息也並不一定準確

之所以這麼說，是因為就目前的實現而言：

• 算力佔比過高，實際上代幣收益是吃虧的；

• 在現在的網路中，算力佔比較小者理論上更佔優勢，但與網路狀況和同步效率關係較大；

• Seal 速度展示了一定的優化能力，但是有時候和效率是相悖的；

• Seal速度的展示是可以偽造的*（具體怎麼造請參考第二階段剛上線的時候的一些討論，當然也可以通過第三方進行挑戰的方式進行證明）。

*註：這裡並不是說一定有人偽造，只是說技術上可行。

為什麼這個階段大家還抓住這些點不放，重複之前的各種指標呢？可能是因為節奏被帶成這個樣子了，可惜的是這次沒人帶新節奏。

算力與出塊

為什麼說算力佔比過高，實際上代幣收益是吃虧的？因為在第二階段測試網中，演算法又變了。

判斷一個礦工能否贏得一輪挖礦權利依靠一個簡單判斷：

這裡 h(vrfout) 是一個隨機數；e 是預期每個高度的區塊數，目前設置為 5；myPower/totalPower 是礦工的算力佔比。

上面公式的意思是：如果你的算力佔比是 r = myPower/totalPower，那麼你獲得選舉的概率就是 r*e。
問題來了，因為 e=5，因此當你的算力超過20%時，你一定能夠贏得出塊權。

也就是說，無論你的算力是20%， 還是21%， 還是60%， 80%，理論上你都應該每一輪都能夠出塊，獲得區塊獎勵。這樣的話，超出20% 部分的算力就沒有意義了。

相反，如果你擁有 10% 的算力，理論上你應該擁有 50% 的出塊權，也就是有一半的機會出塊。
大家可以自己權衡一下，是否達到了這個指標。

另外，因為受到各種因素的干擾，實際成功出塊並加入最重鏈的幾率要小於理論出塊權的。

出塊與安全

為什麼改成現在這個樣子呢？一句話，為了穩定和安全作出的權衡。
這裡主要考慮如下幾個因素：

• 區塊獎勵和算力佔比成正比 - 公平性

• Filecoin網路出塊更穩定，消息打包更完備 - 可擴展性

• 系統安全性提升 - 安全性

為達到這些目的，Filecoin團隊做了不少的探索。

在最初的設計和去年的開發網階段，基本上是考慮每一個高度平均一個區塊。這樣比較容易實現出塊和獎勵的公平性，但是空塊的輪次太多了。

於是，在測試網第一階段做出了一個簡單且有意思的改進：

• 增大每一個礦工的出塊率；

• 推出一個新概念：ExpectedBlocksPerEpech，也就是 e，目前這個值設為 5，也就是說每一輪的出塊數為 5；

• 並在其中採用了複雜的 GenerateCandidates 機制，按照sector的固定比例來計算；

• 推出選票制，按照選票來計算區塊獎勵。

無論一個礦工贏得幾張選票，出一個區塊就可以了。這個機制比較複雜。但是還是非常公平的。

但是，這種演算法仍然隱含著問題，主要是在算力增大的情況下，在一個區塊時間內的計算量呈線性增加，然而，區塊時間是固定的，計算量逐步增大不合理。

因此，測試網第二階段開始前，演算法進一步改進，就是去掉了選票制。每一個礦工出塊獎勵都一樣。但是，這裡出現了一個 20% 上限的問題。

POS的秘密

20%的上限，看起來不公平，因為對於大於20%算力的礦工而言肯定是吃虧了。

但是這個重要嗎？不重要。因為它對於算力小於20% 的礦工而言是公平的。如果全網每一個礦工的算力都小於 20%，就公平了。

也就是說，這個演算法實際上是設置了一條算力的軟上限——你可以超越這條線，但沒有一絲好處。

這樣的設置，對於去中心化而言反而是有幫助的。所以團隊在設計時對此並不在意。但是礦工卻需要很重視。

然而，在市場上我們卻看到這個上限確實被不少礦工有意無意地忽視了。

既然如此，這個演算法是否就沒問題了？其實不然。

這個演算法有一個很大的問題，沒有秘密了。

區塊鏈出塊的一個重要的安全因素就是隨機性和不可預測性，也就是秘密選舉。但是在目前的演算法中，一個算力達到20%以上的礦工每一輪理論上都可以贏得選舉，這就沒有秘密可言了。

沒有秘密，那很多事就好辦了。比如幾個大礦工一起做點壞事，那就太簡單了。

Filecoin的出塊權選舉是POS，其權益比例已經公開了，在這個秘密選舉的世界，公開的信息越多就越容易被利用。那麼如果一個演算法能夠被利用來推算出誰能夠肯定贏得選舉，這就不太妥當了。

沒有秘密的選舉，缺失了隨機性，就增加了一份危險。

更好的演算法

是的，我們需要更好的演算法、更安全，更隨機地選舉制，來保證鏈的安全。這個問題一旦提出，大家頭腦風暴一番，方案可能不少。比如：

• 還是加入選票制，減小大礦工的出塊幾率，提高選票權重來調節出塊獎勵

• 另外設置一個出塊權概率的上限（也就是把上面的軟上限進一步降低）

• 讓每一個礦工在每一個高度進行多輪選舉

• ......

我個人傾向於簡單地設置上限的方式來解決問題，這樣代碼改變較小，可以兼顧效率和工程實現。但出塊權不是小事，一定要慎重考慮和分析。

期待下一次的改進吧，應該很快就會發生了。