FileCoin: prueba útil de carga de trabajo
Primero, expliquemos la prueba de trabajo convencional. Esta es una forma para que blockchain reconozca el *conocimiento. Es el método utilizado por Bitcoin, por lo que la prueba de trabajo se conoce comúnmente como “minería”. Como sistema descentralizado de comercio entre pares, Bitcoin necesita una regla para mantener la coherencia de todas las transacciones registradas en el mismo libro mayor en diferentes nodos y para garantizar que no se repitan transacciones ni se gaste más dinero. Todos cumplen esta regla juntos, esto es * * * conocimiento. Un método común utilizado en blockchain es dividir el libro mayor en muchas páginas, y cada página es un bloque. Cada bloque es contabilizado por un nodo y luego distribuido a otros nodos para su replicación, de modo que el libro mayor sea el mismo en todos los nodos. Pero qué nodo registra cada bloque requiere una regla que todos puedan seguir. El método utilizado por Bitcoin es hacer que todos los nodos resuelvan un problema matemático simple. La pregunta es muy simple, pero la cantidad de cálculos es muy grande. Normalmente se tarda unos 10 minutos en dar una respuesta. Si bien obtener la respuesta lleva tiempo, verificar que la respuesta sea correcta es fácil. Luego, todos los nodos hacen las preguntas al mismo tiempo y el primer nodo obtiene el derecho de contabilidad del siguiente bloque. Debido a que cada bloque tiene solo un nodo que resolvió el problema por primera vez, la autoridad contable de cada bloque es única y otros nodos pueden verificarla fácilmente. Una vez que un nodo verifica que otros nodos poseen los derechos de contabilidad del bloque, debe copiar el bloque y agregarlo a la cadena de bloques local y, al mismo tiempo, iniciar la competencia por los derechos de contabilidad del siguiente bloque. De esta manera, Bitcoin puede garantizar que la cadena de bloques de todos los nodos sea coherente.
El proceso de calcular los derechos de contabilidad de bloques competidores por nodo es una prueba de trabajo. Por lo tanto, un sistema (o protocolo, función) de prueba de trabajo es una contramedida económica a los ataques de denegación de servicio y otros abusos del servicio. Requiere que el iniciador realice una cierta cantidad de cálculos, lo que significa que requiere una cierta cantidad de tiempo de computadora. Este concepto fue propuesto por primera vez en un artículo académico de Cynthia Dwork y Moni Nall en 1993. El término "prisionero de guerra" fue propuesto en un artículo de 1999 por Markus Jacobsson y Ari Ewers.
Hay muchas formas de realizar el conocimiento de blockchain* * *, como POS, DPOS, POA, PBFT, etc. , pero la prueba de la carga de trabajo es el único mecanismo de conocimiento de blockchain * * que ha sido verificado por el tiempo (11 años).
¿Qué tipo de problemas presenta la carga de trabajo? Tomemos Bitcoin como ejemplo. El problema matemático que realizan los nodos de Bitcoin para obtener el peso del bloque se llama operación hash. La cantidad de cálculo es muy grande. Cada máquina minera involucrada en la minería de Bitcoin debe realizar este cálculo todo el tiempo, lo que consume mucha energía. A diferencia de otros cálculos, como el procesamiento de big data, este tipo de cálculo puede generar algún valor. Su único propósito es competir por que un nodo se convierta en el siguiente bloque. Bitcoin consume actualmente alrededor de 2.550 millones de vatios de electricidad al año, lo que equivale al 0,5% del consumo eléctrico mundial y al consumo eléctrico de Irlanda en un año. Quienes se oponen a los prisioneros de guerra acusan a la minería de desperdiciar recursos eléctricos en monedas digitales ilusorias, lo que también se denomina "basura" liberal.
Sin embargo, las personas que piensan que la energía es un desperdicio de electricidad no saben que es la energía y la potencia informática lo que crea un sistema inquebrantable para la seguridad de Bitcoin.
100 yuanes en efectivo no sólo valen 100 para ti y para mí, sino también para todo el grupo social. Su valor proviene del conocimiento. Bitcoin es un acto comunitario. Personas de diferentes países se reúnen en comunidades y utilizan Internet para establecer el orden. Su significado también proviene de la comprensión de los grupos. Mientras todo el mundo crea que Bitcoin tiene valor y sólo existe, entonces tiene valor, al igual que la moneda fiduciaria. Por lo tanto, la generación de reconocimiento de valor no necesariamente es promovida por el Estado. Bitcoin ha revolucionado un medio y un medio para generar confianza. Durante miles de años, el poder político y el conocimiento que la sociedad humana ha acumulado a través de muchas guerras sangrientas ahora se logran sin derramamiento de sangre, utilizando sólo algo de electricidad. ¿No es más avanzado?
En resumen, la energía y la potencia informática son costos necesarios para diseñar una moneda digital descentralizada y segura. La prueba de trabajo es la única solución para construir un sistema seguro de autenticación de derechos de propiedad de forma descentralizada. Entonces, las personas que piensan que la electricidad es un desperdicio de electricidad no saben que es la energía y la potencia informática lo que crea un sistema inquebrantable para la seguridad de Bitcoin.
Ahora la potencia informática de Bitcoin ha alcanzado un nivel muy aterrador y es imposible que nadie lance un ataque con una potencia informática del 51%. El algoritmo POW hace que el sistema Bitcoin sea inquebrantable.
El consumo que crea valor no es desperdicio.
Sin embargo, ¿se puede utilizar tanta potencia informática para crear más valor? En términos de FileCoin, ¿hay algún otro uso para la prueba de trabajo?
FileCoin es un proyecto estrella en la industria del almacenamiento distribuido. Su equipo de desarrollo, Protocol Lab, es el equipo que desarrolló el protocolo IPFS, por lo que mucha gente no puede distinguir entre FileCoin e IPFS. Se puede decir que la ICO de FileCoin impulsó a la industria a su punto máximo en 2017 y también condujo a una serie de proyectos similares. Este artículo no pretende elogiar ni criticar este proyecto. Solo quiero expresar algunas opiniones basadas en mi propia experiencia en esta industria y tratar de ser lo más objetivo y justo posible. Espero que pueda proporcionar algo de inspiración a quienes trabajan en esta industria.
En el documento técnico, FileCoin propone implementar una prueba de trabajo útil, que en realidad es la identificación. Para construir una cadena de bloques segura e inquebrantable, se debe invertir trabajo. Sin embargo, no quieren que el cálculo realizado para esta carga de trabajo se desperdicie por completo, por lo que quieren aprovechar esta carga de trabajo. Por lo tanto, el método que se les ocurrió fue agregar la utilización del espacio de almacenamiento al certificado de carga de trabajo. De esta manera, todos los nodos deben proporcionar espacio de almacenamiento para almacenar archivos con el fin de formar * * * conocimiento. Este espacio de almacenamiento puede almacenar datos del usuario, lo cual es muy útil.
Entonces echemos un vistazo a cómo FileCoin implementa esta útil prueba de carga de trabajo.
El * * * mecanismo de conocimiento adoptado por Filecoin no es una simple prueba de trabajo, sino un mecanismo llamado Consenso de Expectativas (EC). Al igual que otros * * * mecanismos de conocimiento convencionales, los mineros son recompensados por competir por derechos de bloqueo exclusivos a cierta altura. El minero que obtiene el derecho de bloquear se llama líder. En cada ronda de competencia, para garantizar la confiabilidad del libro mayor, hay un líder contable único.
En otras palabras, * * *El núcleo del conocimiento es elegir quién será el líder. Generalmente hay dos formas de seleccionar un líder, interactivo o no interactivo. La interacción es cuando los mineros votan entre sí. Por ejemplo, PBFT es interactivo. Varias personas que participan en las elecciones se envían mensajes entre sí y la persona que obtiene la mayoría de los votos (más de 2/3) es el líder. Espere que los líderes sean seleccionados de manera no interactiva. Los participantes no se envían ningún mensaje entre sí, sino que cada nodo realiza operaciones de forma independiente y privada. El último nodo dijo: Gané las elecciones y luego proporcionó una prueba que otros pueden verificar fácilmente de que efectivamente ganó las elecciones. Este método de verificación es una prueba de conocimiento cero.
Se espera que * * * el mecanismo de conocimiento preestablezca un valor esperado para la red blockchain. Por ejemplo, se genera 1 bloque cada 1 período, pero puede haber bloques vacíos o varios bloques en un período. Entonces, en Filecoin, cada altura no es un bloque, sino una colección de bloques llamada TipSet, que puede contener varios bloques. Entonces Filecoin es en realidad una cadena TipSet. Se espera que el conocimiento * * * no pueda garantizar que solo se seleccione un líder en cada ronda, por lo que puede haber varios líderes en una ronda, por lo que la estructura de la cadena se convierte en la estructura de malla del DAG. Por lo tanto, FileCoin también asignará pesos a los bloques para lograr una convergencia efectiva.
El conocimiento EC*** adoptado por FileCoin tiene un beneficio. Para el mecanismo tradicional de conocimiento de piratería de puntos de venta, un problema importante es la incapacidad de controlar las bifurcaciones. En otras palabras, debido al bajo costo de minería, los participantes pueden extraer múltiples cadenas al mismo tiempo para obtener beneficios. El conocimiento esperado ha diseñado esto, que es instar a los mineros a elegir la mejor cadena a través de mecanismos de ponderación e hipoteca, y castigar a los mineros que extraen múltiples cadenas al mismo tiempo, lo que puede promover rápidamente la convergencia. Se puede ver que POW y POS *** serán una buena combinación.
La probabilidad de que cada minero obtenga un bloque está directamente relacionada con su cantidad de almacenamiento efectiva actual en la capacidad de almacenamiento total de toda la red. Este mecanismo de conocimiento de expectativa * * en realidad se parece más a la prueba de equidad de POS, pero reemplaza la equidad en POS con la relación de almacenamiento efectivo. ¿Pero de dónde viene el almacenamiento efectivo para los mineros? Se obtiene almacenando datos del usuario. Para demostrar que los mineros almacenan datos de los usuarios, FileCoin creó un nuevo mecanismo de prueba llamado prueba de replicación post-espacio-temporal. Esta publicación trata sobre la carga de trabajo de FileCoin.
Al reemplazar la potencia informática, que consume mucha energía, por espacio de almacenamiento para almacenar datos útiles, la competencia armamentista sin sentido se convierte en competencia en el mercado de servicios de almacenamiento. De hecho, esta es una mejora para FileCoin. Pero para bloquear con éxito, después de que el minero es seleccionado como nodo de bloque a través del conocimiento esperado, debe crear un certificado POST dentro de un bloque (ahora 45 segundos) y enviarlo exitosamente antes de que se pueda liberar el bloque. De lo contrario, perdemos la oportunidad. Por lo tanto, para garantizar que los mineros puedan salir del bloque dentro del tiempo especificado, el funcionario finalmente decidió utilizar GPU. Aunque esta GPU no funciona todo el tiempo como prueba de trabajo, todavía existen cálculos de consumo de energía que van en contra de la útil idea de prueba de trabajo en todo el proceso de implementación del conocimiento.
Además, cuando se trata de expectativas, decimos que cada era no es un bloque, sino un bloque, por lo que el concepto de era es muy importante. ¿Cómo navegar en los tiempos? Antes de que cada minero pueda participar en las elecciones, debe formar un boleto, que en realidad es un número aleatorio. Necesita pasar por el proceso de VDF y VRF. El nombre completo de VDF es Función de retardo verificable. Su proceso de cálculo es en serie y requiere una cierta cantidad de tiempo, que no puede reducirse mediante el paralelismo de múltiples núcleos. Esto garantiza que nadie pueda acelerar el tiempo que cada minero tiene que dedicar a producir tickets optimizando el hardware. Suena perfecto, ¡pero este VDF no existe! Ahora la red de prueba de FileCoin utiliza directamente la función de espera, que es una UDF, una función de retraso no verificable. Las soluciones VDF más cercanas ahora requieren un uso intensivo de computación. Para decirlo sin rodeos, todavía consume electricidad y no es respetuoso con el medio ambiente.
Así que la prueba de la carga de trabajo útil sigue siendo sólo un buen deseo. El ideal es muy completo, pero la realidad es muy escasa. Conocida como el próximo Bitcoin, la FIL seguirá esforzándose por hacer realidad este conocimiento disruptivo.
Para resumir el proceso de incentivos para los mineros de almacenamiento de FileCoin: los usuarios almacenan datos y pagan tarifas de FIL-->; los mineros almacenan datos->; pasar por EC* **Reconocimiento, líder ->Obtener derechos de empaquetado->Los mineros reciben recompensas FIL
En este diagrama de flujo, podemos ver que los mineros pueden recibir recompensas en dos lugares. Una es obtener la recompensa FIL del usuario al almacenar archivos de usuario. Una es obtener FIL después de obtener los derechos de empaquetado en bloque. El requisito previo para obtener el permiso de empaquetado en bloque es almacenar suficientes datos de usuario. Por lo tanto, cuando la demanda de almacenamiento es insuficiente, los mineros cobrarán tarifas muy bajas a los usuarios. En el caso de que no haya suficientes usuarios, incluso pagarán a FIL para guardar datos, solo para poder guardar suficientes datos y ser seleccionados como líder del conocimiento de EC*** para recibir un paquete de recompensas. El efecto de esto es que FileCoin es muy fácil de usar y el costo de almacenamiento es muy bajo. Por lo tanto, definitivamente atraerá el desarrollo de muchas aplicaciones en esta plataforma. Pero las deficiencias también son obvias. Si la capacidad de almacenamiento no es lo suficientemente grande, los mineros no podrán competir con otros por los derechos de bloqueo, por lo que no recibirán recompensas. Finalmente, toda la plataforma se desarrollará hacia grandes mineros y grandes grupos de minería, lo que va en contra de la intención original de FileCoin de utilizar todos los servidores inactivos para lograr almacenamiento distribuido. En otras palabras, sólo cuando la industria alcance una cierta escala y la tecnología madure, las pequeñas máquinas mineras podrán tener la oportunidad de explotar.
Hablemos brevemente de las ventajas y desventajas del almacenamiento centralizado y del almacenamiento descentralizado. Los dispositivos de almacenamiento centralizados se gestionan de forma unificada, con buena confiabilidad y alto rendimiento. Los datos de almacenamiento descentralizado están naturalmente dispersos, son fáciles de circular y tienen buena recuperación ante desastres, pero baja confiabilidad. Desde una perspectiva económica, el almacenamiento centralizado es una gran inversión en activos con altos costos. El almacenamiento descentralizado puede reducir el costo total de almacenamiento a través de la capa de incentivos de blockchain, y los usuarios pueden unirse por sí mismos, ignorando los activos. En el futuro, el almacenamiento y procesamiento de datos de aplicaciones será principalmente almacenamiento centralizado, mientras que el almacenamiento descentralizado se puede utilizar principalmente para la distribución de tráfico de datos populares porque es una red distribuida. Al mismo tiempo, dado que no existe una propiedad centralizada, puede ser la primera opción para aplicaciones descentralizadas.
Existe un dicho en el mercado que dice que las redes descentralizadas son adecuadas para realizar copias de seguridad de datos en frío. De hecho, esto no es una ventaja del almacenamiento descentralizado, porque poner datos calientes en una red descentralizada es demasiado poco confiable y el rendimiento del procesamiento no puede mantenerse al día. Por lo tanto, si el almacenamiento descentralizado puede lograr un cierto efecto de escala y reducir en gran medida los costos de almacenamiento, tomar la copia de seguridad de datos fríos como el negocio principal será una buena dirección de desarrollo para los datos fríos que las empresas actuales no almacenan debido a los altos costos.
De esta manera, técnicamente hablando, el almacenamiento descentralizado no es necesariamente mejor que el almacenamiento centralizado.
Si podemos implementar un nuevo modelo que combine incentivos económicos descentralizados con almacenamiento centralizado, podremos absorber lo mejor de ambos mundos. Logre realmente cargas de trabajo útiles. FileCoin puede contribuir a los centros de datos de modelos de minería a gran escala en el futuro y puede tener un mercado mayor.
Hoy, 11 años después, aunque Bitcoin no ha cumplido su intención original de convertirse en una moneda de pago electrónico entre pares, no puede impedir que los humanos lo compren y lo posean. Del mismo modo, creo que FileCoin ha recibido el apoyo de una comunidad, mineros y desarrolladores bastante grande. Incluso si no se promueve la plena realización de aplicaciones de almacenamiento distribuido en el futuro previsible (quizás este nunca haya sido el objetivo de FileCoin), sigo creyendo que habrá muchas personas que lo comprarán y lo conservarán gracias a su conocimiento. Al ascender al nivel filosófico, los seres humanos están pagando por la verdad.
Entonces, ¿qué funciona en la vida real? En otras palabras, ¿estamos intercambiando almacenamiento por conocimiento o estamos intercambiando conocimiento por almacenamiento? FileCoin es el primero. FileCoin quiere lograr conocimiento descentralizado basado en cargas de trabajo de almacenamiento, lo cual es teóricamente perfecto, pero los humanos tienen que pagar el precio por la búsqueda de la perfección. Por eso esperamos tanto en este proyecto. Pero una vez realizado, puede aportar un enorme valor a la humanidad y aportar una atracción ilimitada al mercado.
Delegar poder no es la panacea. Uno de los mayores beneficios de la centralización es la alta eficiencia. La centralización débil, como dPOS o cadena de alianza, tiene en cuenta las ventajas de ambos, puede llevar aplicaciones al mercado más rápido, iniciar la industria del almacenamiento distribuido con anticipación y promover la aplicación del almacenamiento distribuido. Por lo tanto, no solo buscamos utilizar el almacenamiento como conocimiento, sino que también buscamos utilizar el conocimiento como almacenamiento y tomamos nuestras propias decisiones en función de las necesidades reales. En este proceso, creo que blockchain se desarrollará aún más y se optimizará gradualmente, volviéndose cada vez más útil.