【Filecoin】一不小心，FIL就被没收了 -- 浅谈Filecoin的抵押机制
Filecoin的抵押分为两种：承诺质押（Pledge Collateral） 和 存储质押（Storage Collateral）
如果发现有矿工攻击网络的行为，质押物会被全部没收
不能提供全部或部分存储的证明的情况，没收全部或部分质押物
仅部分质押物用于奖励系统维护者，即矿工可以通过惩罚欺诈者或未履行义务者来获取利益
部分质押物会被网络销毁，从而导致通货紧缩，相当于给现有网络的FIL增值
我在前文《Filecoin挖矿远比Bitcoin复杂》中对Filecoin矿工的收益模式做了介绍，同时也对一个矿工如何能最大化收益和减少损失做了浅析。本文主要就Filecoin的质押机制和如何通过质押维护网络进行分析。通俗一点讲，就是一个矿工需要做哪些质押，什么情况下，你的币就可能没有了。
质押是Filecoin的奖惩机制设计中一个重要基石。Filecoin通过区块奖励和服务收费来为诚实矿工带来收益，同时，也通过质押和罚没机制来激励矿工提供优质服务。在这个奖惩机制中，奖励（即矿工收益）来自于以下方面：
- 区块奖励：按照一定的算法进行全网线形递减释放
- 存储收费：为用户存储数据的收益（来自于用户付费）
- 检索收费：为用户检索数据的收益（来自于用户付费）
- 交易费用：交易收费，燃料费用
Filecoin与其他公链系统的最大的不同在于，这是一个去中心化的存储网络，在这个网络中，矿工必须首先提供好数据服务，才能获得收益。如果不能提供优质的数据存储和检索服务，则对整个网络来说是一个伤害。如何保证矿工提供优质的数据服务呢？简而言之，通过质押来进行承诺，如果不能完成承诺，则罚没质押金，通过这样的经济模型来进行管理。当然，在这个网络之上，还可以建设信用机制等服务，来为用户提供矿工选择，从而实现良性循环，促进整个网络往好的方向发展。
整个Filecoin网络的质押系统和执行层面的算法还没有完全定型。本文所依据的主要是目前的讨论稿和部分实现，这些讨论已经基本建立起了一套体系，对Filecoin网络的积极参与者，可以作为参考，但同时希望积极跟进进展，以适应变化。
Filecoin网络中质押分为两类：
- Pledge Collateral (承诺质押)：即矿工在挖矿时承诺给网络的可用空间时提供的质押，比如说提供 8T空间，质押1000FIL。
- Storage Collateral（存储质押）：即矿工在存储用户数据时，为保证用户数据在规定的时间内被存储而提供的质押，比如接受用户1G数据存1年，质押100FIL
以上质押，在矿工不能兑现承诺的情况下，则可能被没收。
另外，对矿工的惩罚不仅仅来自于对质押的没收，还有更强大的手段，比如说，扣除矿机当前的算力，对矿工进行除名等。
简而言之，当一个矿工行为不当或没能完成自己应尽的义务时，通常会受到惩罚。惩罚的机制在代码中会详细实现，通过去中心化的机制进行，无需权威的中心化机构干预。矿工的不当行为或未尽义务，主要反映在两个方面：
1）共识失当： 主要是指在区块链的维护中有不当行为
2）存储市场失当：主要是指未能或未及时提供存储证明，或未能旅行与用户的合约。
下面就各种处罚分别进行简要描述，其中（01）为共识适当，其他部分为市场失当行为。
01
共识失当当前所设计的共识失当行为主要是指可能危害Filecoin区块链共识的攻击行为。
当一个矿工在一个出块周期内发布两个或以上区块，且满足预期共识所定义的处罚条件时。（严格地说，一个获得出块资格的矿工只能产生一个区块）
当这种情况发生时，任何其他矿工都可以报告，网络通过检验属实后，会罚没涉嫌攻击网络的矿工的所有抵押，并且扣除所有现有算力，因为对网络的攻击行为被视为不可接受的。这基本上是最严重的处罚了。
02
迟交时空证明（PoSt）每一个矿工需要在每一个证明周期（Proving Period）内提交证明，否则，就会被罚。这里所说的迟交，不是没交，而是提交时间超过了一个证明周期，但仍然在一个生成攻击阈值（Generation Attack Threshold，超过这个时间，则可能不能鉴别生成攻击）范围内提交了。
在这种情况下，矿工应当知晓自己未在规定的时间内提交证明，此时仍可按照常规提交时空证明（PoSt），但此时要主动附上迟交罚金。
罚金的计算与延迟的时间长度相关，矿工可以自行计算。
03
未能提交时空证明（PoSt）那么，如果情况比迟交更加严重，也就是说，如果一个矿工不仅没有在一个证明周期内提交证明，而其延迟的时间甚至超过了生成攻击阈值。这种情况下，就被视为没有提交时空证明。
在这种情况下，任何其他矿工都可以报告这种情况，网络通过检查属实后，采取严厉的惩罚措施。目前计划的实现是：罚没所有质押物；算力清零。
粗暴，很粗暴。这对一些网络中断时间可能较长的用户非常不利。一个可能的改进是软件将来可能提供一定的容忍度，允许用户在一个VDF（Verifiable Delay Function）攻击的范围内进行补救。但即便如此，那些可能较长时间断网的用户也会无能为力。
04
存储错误这种情况应该也会比较普遍。这就是说，当一个矿工所存储的数据出现错误时，当然应该接受一定的惩罚。
这种情况需要矿工主动报告丢失（或着说发生错误）的扇区（Sectors）给网络，这可以在时空证明中进行，协议中有定义，包含在“Missing Sectors”字段即可。 作为一个矿工，需要周期性地检测数据，这也是时空证明过程的一部分工作。
网络通过检测矿工提供的证明，验证属实，将根据丢失（错误的）扇区数量来罚没相应的质押物（FIL），同时罚没此矿工相应的算力。
注意，当一个矿工发现磁盘损坏或数据丢失，他/她可以想办法恢复数据，也就是说重新构造时空证明，然后重新向网络申明拥有数据和算力。但是，这是补救措施，本次罚没的抵押物还是没了（否则就为生成攻击打开大门了）。此补救措施的一个好处就是其合约用户可能不追究其责任。
05
违背合约如果一个矿工未能按照合约在规定的时间内存储用户数据。比如用户要求存储半年，而矿工存储3月就把数据删了。
这种情况下，用户可以马上报告给网络，附上当初签订的合约，在网络确认属实（即矿工在其证明中不再包含此数据所在扇区）后，将对矿工进行处罚。处罚来自矿工的承诺质押，同时用户的未支付费用将被返还，矿工的相应存储质押将被自然地没收掉。
这里有一点需要注意：在当前正在进行的代码实现中，用户必须在矿工删除数据后一个证明周期（Proving Period）内向网络提出报告。这一点对客户而言是一个负担。是否之后会有更完善的实现，需要持续跟进。
真是一不小心就质押的 FIL 就没了。而且，我相信，在Filecoin网络的初期，由于矿工经验不足，这种质押被罚没的情况会屡见不鲜。这都是白花花的银子，一个自然而然大家都会关心的问题，这些罚款都去哪儿了？
尽管目前这一块的实现还不完善，但一些基本的考虑已经形成。被罚没的质押将分为两个部分：1）直接销毁；2）奖励给报告者和执行者。FIL的销毁会使网络中的FIL总量减少，在需求不变的情况下，会使得网络的FIL增值。从价值的角度而言，销毁和按比例分发给所有用户是一样的。
再次提醒 Filecoin 是一个去中心化的网络，一切的功能都需要个人来发起和执行，这些发起人可以是出区块的矿工，也可以是其他人。由于系统中交易和数据的存储是海量的，不可能让出块矿工检查每一个部分，因此，需要发动大家的力量。在这个生态中，可以有一些节点主动来检测和维护网络，对一些失当的行为提出质疑，并通过报告，验证后网络执行获取奖励。
那么对每一笔罚款奖励和销毁比例分配怎样合适呢？这个有点难。总的原则是：
奖励要足够吸引人来维护网络，对于网络维护者来说，至少要覆盖成本，有盈利空间
奖励部分也不能太高，太高的话，大家就会把注意力转移到这上面来，竞争将十分激烈，会反过来带来过大的网络压力，可能得不偿失
销毁部分比例要足够大，大到攻击者感到肉痛。注意作为一个网络失当者而言，他是可以通过举报自己拿回一部分奖励的，如果销毁部分比例不足够大，他就可以挽回大部分损失，从而可能有持无恐
那么到底多大比例合适呢？不知道。一个可行的办法就是逐步增加奖励的比例，比如说对与最近的失当者举报奖励从0.1%开始，然后逐步增高，也就是说失当发生行为的时间约长，奖励越高。举报者可以根据情况，觉得能够盈利就立即举报。
再说一遍，Filecoin挖矿要比现有几乎所有区块链项目的挖矿都要复杂。这是因为，Filecoin网络首先是一个存储网络，在这个网络中，首先需要维护的是一个有价值的去中心化的通用存储系统。矿工首先必须能够提供有价值的数据存储和检索服务，才能真正获得收益。
存储网络本身涉及到很多专业技术知识，前面提到的各种处罚场景几乎每个人都会遇到，或多或少而已。在这个网络中，你完全有可能慢慢获取收益，也有可能一夜丢失所有质押。
温馨提示
FIL 很专业，挖矿需谨慎；踩坑丢了币，亲人两行泪！
如果你看到这里，是不是感觉心头一紧，这个币到底还挖不挖了？我的一个建议就是：挖是当然可以挖的，不过你可能需要把专业的事交给专业的人来做。少踩坑，稳盈利。
另外，细心的小伙伴看到这里，是否还看到一个矿工的盈利点？也就是说除了我们前文提到的 4 点之外，还有一种办法可以盈利，那是什么呢？欢迎留言或发消息给我，多多交流。如果各位需要更多的专业支持，也可以直接给我发消息联系。
Fault and penalties: https://github.com/filecoin-project/specs/blob/master/faults.md
Separate storage collateral and pledge collateral: https://github.com/filecoin-project/specs/issues/60
Filecoin White Paper: https://filecoin.io/filecoin.pdf
Expected Consensus: https://github.com/filecoin-project/specs/blob/master/expected-consensus.md