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家里有矿 | 星际大陆联合创始人Calvin:IPFS协议将加速Web3.0时代的到来

近期,Filecoin和其底层协议IPFS成为行业内热议的话题。作为分布式存储的区块链网络,Filecoin为区块链行业带来了新的发展模式。2020年下半年,Filecoin主网有望迎来上线。为此,金色财经联手IPFS100.com推出IPFS领域系列AMA访谈栏目「家里有矿」,首期从入门到精通,为读者全方位解析IPFS。

7月27日19:00,星际大陆联合创始人Calvin Cao做客「家里有矿」直播间,进行了以“解析IPFS协议如何加速Web3.0”为主题的演讲。金色财经合伙人&IPFS100.com CEO佟扬、金色财经内容总监王瑜琨、ChainUP海外市场总监&张姨杨姨视频联合创始人张姨担任此次直播的观察员。

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以下为直播详情:

佟扬:本期「家里有矿」邀请到星际大陆联合创始人Calvin Cao,Calvin将做以《解析IPFS协议如何加速Web3.0》为主题的演讲。本期的观察团团员是张姨杨姨的联合创始人张姨。

Calvin Cao:本期我分享的内容主要有三个方面,分别为IPFS协议解析,IPFS如何加速web3.0,Filecoin挖矿因素解析。

首先我们从第一个方向开始——IPFS协议解析。

IPFS是一个协议群,不像大家想象的只是一个单纯的网络协议而已,与Filecoin也不能划等号。IPFS是由许多松耦合模块构建起来的一套完全去中心化的分布式网络文件存储系统,Filecoin只是IPFS其中的一个子协议,IPFS协议群目前包含以下几个部分:IPFS,Filecoin,Libp2p,IPLD,Multiformats。

下面我来给大家大概讲解一下每个子协议都做了什么,在IPFS协议群中扮演什么样的作用。

IPFS是一个点对点的超媒体协议,也是以下所有子协议的协议集,没有下面这些子协议也就没有IPFS这个概念。

Libp2p主要用于构建IPFS的底层分布式网络,包括:传输层、网络发现层、节点路由层、NAT穿越层、内容寻址。Libp2p主要是用于路由层、网络层、交换层的数据传输的作用。

IPLD起的是一个转换中间件的作用,IPLD将现有的异构数据结构统一成一种格式,方便不同系统之间的数据交换和互操作。现在IPLD支持的数据结构,是比特币、以太坊的区块数据,也支持IPFS和IPLD。IPLD中间件可以把不同的区块结构统一成一个标准进行传递,为开发者提供了成功性比较高的标准,不用担心性能、稳定和BUG。从加密货币的区块链到备份代码的每一次提交,再到各种Web内容,然而由于数据结构的不兼容,造成了这些数据无法相互操作。IPLD作为中间层,统一了这些异构的数据结构,使得不同的数据可以进行数据交换。总结一下IPLD主要是用于定义命名、对象、文件的数据。

Mutiformats是Hash加密算法和自描述方式的集合,它具有SHA1\SHA256 \SHA512\Blake3B等6种主流的加密方式,用以加密和描述NodeID以及指纹数据的生成。主要是通过加密和描述数据的放量来作为身份的确认。

IPFS-Cluster是IPFS集群工具。通过该工具可以构建IPFS节点集群,该工具允许同时管理多个IPFS节点的数据。

Filecoin是IPFS存储网络专用的加密数字货币系统,也是IPFS子项目中唯一一个有区块链代币激励机制的项目,当用户使用Filecoin系统进行存储及检索的时候,需要耗费Filecoin来支付存储与检索费用,Filecoin把数据价值化,通过的激励政策和经济模型,让更多的人去创建节点,也激励去让更多的人使用IPFS除了这些子项目之外,IPFS还有8个元素的组合:(每个对等节点的)身份+(管理与其他对等点的连接的)网络+(定位对等点和存储对象需要的信息的)路由(分布式哈希表)+数据交换(BitTorrent)+(可寻址又不可篡改)Merkle-DAG(默克尔树-有向无环图) + (版本控制)GIT+命名(自我认证文件系统)+ 应用程序。

对于IPFS来说已经运行了很多年的时间了,运行条件也已经很完善了,但是如果像把整个IPFS协议推广起来,Fliecoin其实是一个决定性因素的,除了需要有大量人参与外,还得避免出现BT中很多人不愿意做种子的问题,Filecoin就是为了奖励“矿工”,矿工负责贡献存储和数据检索服务,让IPFS网络真实的变得实用起来,才可以实现真正的商用化。需要储存服务的用户需要为服务购买和支付代币。

如果IPFS得以普及,节点数达到一定规模,即使每个节点只存放一点点内容,所累计的空间、带宽和可靠性(共享模式)将会超过HTTP以中心服务器传输的模式。

IPFS如何加速web3.0?

这里我们先理解一下web1.0,2.0,和3.0的区别。

Web1.0是互联网的开始,Web 1.0的开始是单向的。大公司创造了供人们阅读的内容,没有交互,用户只能读取数据,只有内容创造者才能编辑和创作内容。就像在图书馆看书一样,用户没有太多权利,他们只是消费者。Web1.0是服务商产生内容,用户被动接受。

当年Web1.0原创的内容非常罕见,所以即使是大学也不相信互联网,查一个简单的信息都需要去跑一趟图书馆。当然,当时也没有社交媒体,门户网站(搜狐、网易、新浪等),内容生产主要以专业编辑为主,传播者和受传者泾渭分明。

web2.0是用户在服务商自己的平台上生成内容。Web2.0出现后,用户可以编写并读取数据,Web 2.0还引入了流媒体和在线游戏,网站可以互动,更具活力,网上商店也开始出现逐渐替代掉了传统的门市商店。它是一场真正的革命,Web应用程序的引入开辟了新的视野。

Web3.0,我们可以理解为未来的互联网,Web1.0是过去式,2.0是现在时,而3.0是将来时。

Web3.0区块链的DApp以用户为中心,排除中间人与中介,不必依赖公司和企业控制的服务器,我们的个人数据将更加安全和私密。由于没有中心化服务器,所有数据都将在设备之间传播,人们可以自由访问。它将创造一个更加人性化的互联网世界,这也是IPFS将来要实现的目标和愿景。包括人工智能,IOT万物互连等不一样的功能实现构建未来的web3.0。

Filecoin作为IPFS的激励层,如果没有Filecoin,IPFS也就没法发展起来,就像我们之前常常举的例子一样,滴滴如果没有刚上线时候烧钱做市场补贴给司机或者乘客,现在也不会有现在的体量,Filecoin如果想真正的做到商用必须要做到安全,稳定,便宜才可以吃掉中心化存储的市场份额。

Filecoin的通证激励机制,可以实现最高效、最大范围的硬件共享和资源优化配置,使得数据的存储传输成本更低。随着整个网络规模越来越大和数据时代的到来,Web2.0的网络架构面临越来越严重的挑战,服务器节点的高度中心化、对骨干网络的过度依赖、数据存储全局低效,数据层的应用平台数据泄露的风险和隐私侵犯,这些问题和挑战的产生,来源于Web2.0相对于互联网精神的背离。

所以,IPFS的出现是大势所趋也是时代的必然,Filecoin或分布式存储所引领的Web3.0必将替代中心化存储,而IPFS也必然需要Filecoin来完成。

Filecoin挖矿因素解析

Filecoin挖矿最重要的三个板块是硬件、软件、运维。我们从这三个维度来进行挖矿因素的剖析。

首先是硬件,因为Filecoin工作证明的过程比较复杂,而且数据量很大,它不像比特币那样可以把所有的计算放到ASIC芯片里进行,很难短时间内去研发专用芯片。现在各个厂家都是采用的集群挖矿方案来进行挖矿的,通过网络拓扑,让不同的矿机分工协作,达成 1+1>2 的效果,目前来说各个厂家集群方案的硬件配置都是朝着差异化越来越小的方向在发展,在官方公布复制证明的SDR算法后,硬件配置的差异更是越来越小了。

目前来说主流的方案都是采用的集群架构,在复制证明的算法之下,使用AMD的CPU的P1阶段的密封速度相比于Intel的速度要快得多,在 AMD 有巨大优势的主要原因是AMD对于SHA指令集下的优势,AMD主流的型号分为3系与7系,7系的价格会高一些相对的,内存会大一些相对来说稳定性也更高。

除了CPU之外,内存条,显卡,SSD,交换机,万兆网口等等配件也是在挖矿环节中必不可少的,所以硬件来说并不是越贵越好,挖矿最终追求的还是投入产出比,付出的越多的成本相对来说回本周期就会越长,所以需要找到硬件配置与价格之间的balance已达到快速回本。

其实硬件上的争夺主要反应在各家供应链采购的能力上面,而各个厂商的核心也其实都不是硬件配置上面而是在软件和运维层,所以单纯的只追求硬件配置其实有点管中窥豹的感觉,具体的方案还要根据各厂家的软件研发,后期运维能力来综合看待。

其次是软件方面,目前主要是体现在Filecoin挖矿算法的优化上面,Filecoin是一个用于存储的区块链,我们要封存客户提交的数据,必须经过一个特定的过程,叫做precommit和commit 这里面用到业界一些现成的算法,比如SDR和zk-SNARK,所以各个厂家的优化点也是从这些角度来做的,目前算法优化的关键部分在软件代码层面简单点来说就是需要修改官方提供的代码,通过修改官方代码的方式,减少软件操作的复杂度,缩短封存数据的时间。

所以算法优化最主要的作用是让硬件的性能发挥到极致,大家也不要去过度解读算法优化,算法做出来的优化也需要和硬件配置以及网络运维去综合判断的。比如我们家里的电脑,如果不升级硬件单纯去升级系统软件,最后的速度也是不会有提升的,反而会适得其反。我预计主网上线之后,所有的矿机商在代码层面的差异会越来越小,到时候大家比拼的其实也不是软件和硬件了,主要是体现在运维层了。

运维方面,大家各个厂商采用的是集群方案,既然是集群,就不可避免的要涉及到分层,这些机器的数据要在集群之间进行传输,这时对它的考验就变成了如何消除网络的I/O和传输的稳定性了。

Filecoin的矿场运维和多方面的因素有关系,因为Filecoin挖矿必须要托管在专业的IDC机房里面,IDC机房有几个方面的维护要求,包括机房除尘及环境要求,机房空调及新风维护,UPS及电池维护,消防设备维护,地面维护包括走线,维护人员24小时及时响应这些。IDC机房运维包含5个部分,信息统计、主机监控、硬件维护、系统维护和网络维护。硬件维护、系统维护和网络维护考验的是我们运维工程应对突发事件的能力。

Filecoin矿场运维优化的核心就是磁盘I/O优化和网络I/O优化,而I/O优化的重点在网络结构的搭建,要保证每一台机器的I/O速度,每个网关接口的速度都要检测,每一台机器的内部都要做read测试,要监控每一个硬盘的实时状态。如果矿机出现读写扇区的问题,要马上解决以免影响接下来的挖矿,以免受到系统的代币扣除惩罚。

我们星际大陆矿场运维部门专门开发了可以做到现场智能管理器自动巡检的软件,可以大大减少人工,增加了矿机故障的发现率,做到及早发现及时处理。 此外是机房3大能耗:电力、带宽、人工,为了降低消耗,可能会做一些内部的数据交换,内部运输以减少带宽消耗,减少电量消耗。

张姨:经过多次被放鸽子,您对IPFS 8月份主网上线这个事儿信心大么?如果还未能成功上线,您觉得对目前IPFS热度会有影响么?

Calvin Cao:大家都知道Filecoin大矿工比赛启动时间又往后推了两周,其实之前Filecoin项目,主网启动时间推迟过很多次,但是这次延期大家的反应要比前期反应大很多。这从侧面也能反映出来,大家对Filecoin这个项目报的期望值很大。但从另一个方面来看,官方这次只延迟了两周,说明项目方对于Filecoin上线已经准备的很充分了。无论是Filecoin的代码层,还是二级市场现在都已经准备就绪,只等上线的一个状态了。对于我们来说也是好事情,一方面各家矿机公司可以做更充分的准备,包括供应链和算法优化。另一方面,官方的代码也会更加完善,以修复一些隐性的bug。

张姨:大家一直在提挖头矿,到底啥是头矿?现在买矿机挖的是头矿么?

Calvin Cao:所谓头矿,其实是一种通俗说法,指的是一个项目上线之际,或者说上线不久之后挖到的一个币。因为Filecoin的发行量是恒定的,和比特币一样。Filecoin的分配机制是70%由矿工挖出,即14亿枚FIL都是用于对矿工的奖励,所以对于买币来说,Filecoin的挖矿具有更大的升值空间。因此目前Filecoin挖矿是投资人一个首选,挖矿中的头矿就更是重中之重了。

挖头矿具有几个优势:

第一是在主网刚上线的初期,全网的存储很少,相对于后期来说矿工数量也比较少,而产币量比较多,挖到的币也会多。

第二是今年比特币减半所产生的牛市预期,全球共识度比较高,预计市场会掀起一波新的上涨浪潮,币价也相对要比熊市高很多。

第三是现在矿机上架矿场一般要两个多月的时间,后期的需求量暴增之后,矿机的布局时间和矿机的生产周期会变长,有可能会到三个月或者半年时间才能生产完毕。目前的矿机生产时间是一个优势。越临近主网上线,矿机的供应量就会越大,供应链的需求就会越紧张,所以硬件的价格也会相对上涨。等到大家都赚到钱的时候,比如主网上线后三个月左右,大家看到这个市场预期很好,到时你再进来可能就需要等到主网上线六个月,或者说主网上线一年的时间了,这时会有大批的矿工涌入Filecoin挖矿里边,这个阶段就是投放结束的时期了。

目前Filecoin主网还未上线,市场对于Filecoin的预期还没有到达峰值,所以我觉得在主网上线前布局的矿机都可以称为是头矿。

社群提问:

1. 存储挖矿行业的发展趋势最可能是纵向一体化方向还是可能向BTC横向专业化分工方向呢?

2. 主网上线后,对矿工投资人来说评估挖矿效率是否有最核心的一两个数据指标作为决策依据呢?

Calvin Cao:我认为在主网上线的一段时间之内还是纵向一体化的,包括我们矿池、矿场托管和矿机生产,可能都是由一个公司来进行整体的服务,因为这样效率是最高的,对于投资者来说,也避免了太多的坑。

因为在前期Filecoin的挖矿难度很高,如果像比特币一样横向的专业化发展,很有可能得不偿失,因为Filecoin的运维难度确实很高,跟比特币矿场有很大差别。

不过,我觉得之后Filecoin挖矿还是有可能向横向的专业化分工发展的,矿场、矿池和矿机,各自分工明确,各自有不同的作用。因为整个项目方的是朝去中心化的一个方向走的,如果所有的服务都被一家公司做了,其实有悖于Filecoin项目的初衷。

对于第二个问题,我觉得核心因素是在于有效存储的生成速度上,所以现在大家都在追求每万元封装速度,这个其实是可以做一个参考依据标准的,因为有效存储的生成速度越快就代表了你的算力值就越大,相对来说矿工挖到收益就越高。

另外就是矿机的每T成本跟价格上,1 T算力的成本越低,矿工的回本周期自然就越快,如果1 T的成本很高,就算你挖出来的效率比别人好,你付出的成本也相对来说更大,回本周期就会拉长。

社群提问:有效存储的封装速度是否都会公开?

Calvin Cao:市场一定会趋向越来越透明化,这点不用担心,各厂家的硬件配置和封装速度在主网上线后一定会公布出来的,投资者在投资矿机的挖矿效率上面也可以看到。

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