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Filecoin的控制回路和反饋機制
發布時間:2020-11-2 來源:拓普龍

區塊鏈項目的去中心化特性更加需要在設計中考慮進反饋機制,這在每一個區塊鏈的設計中都有提現。Filecoin的經濟模型相對復雜, 其反饋機制設計也反映在多個方面,尤其是其經濟模型的設計之中。

任何一個穩定運行的系統都有一些控制回路,通過一些反饋機制來保障系統的有效運行。區塊鏈項目的去中心化特性更加需要在設計中考慮進反饋機制,這在每一個區塊鏈的設計中都有提現。Filecoin的經濟模型相對復雜, 其反饋機制設計也反映在多個方面,尤其是其經濟模型的設計之中。

 

反饋機制無處不在

小到太陽能路燈,大到社會的經濟運行,反饋和控制無處不在。有的是特意設計,有的則是自然調節。這些反饋機制能在控制系統中起到糾偏的作用,保持系統按照設定的方向有效運行。

區塊鏈項目一旦發布,猶如火箭升空,再難以人為頻繁調節。其反饋機制必須構建在其中,包括其共識機制、經濟模型、網絡協議等多個方面,都需要設計自動感知和調節回路。這些設計無處不在。

簡單舉例而言,比特幣的難度調節就是一種反饋機制,通過出塊時間和難度掛鉤,從而保證無論網絡算力增多還是減少,其出塊時間大約在10分鐘左右。同時,根據難度的調節,也能夠調節每個礦工的收益,從而對礦工參與維護網絡起到激勵作用。以太坊的 Gas 費率人為設置也是一種調節機制,而這種調節機制考慮到了參與的人的因素。網絡擁塞、導致Gas費上漲,從而導致消息數量減少,最終導致擁塞緩解。

所有這些反饋,按照控制理論,都是保持系統穩定的負反饋。負反饋(negative feedback),也稱為平衡反饋(balancing feedback),在區塊鏈中至關重要。

Filecoin 的設計相對復雜,其負反饋設計也反映在很多方面。

Filecoin 的基線釋放中的反饋設計

在Filecoin的最初的白皮書中,其Token釋放模型只是簡單描述成6年減半,衰減式釋放。這看起來解決了比特幣等6年減半的突變式通縮模型,但是,這里面存在一個多數人認為的頭礦問題,即早期進入者紅利大大大于后進入者,導致后進入者的較高門檻。Filecoin 通過基線釋放模型,來根據參與者的規模進行了一定程度的調節。這里面有不少反饋思路體現在設計之中,例如:

  • 釋放的額度與全網算力相關,在網絡運行的初期,隨著時間的推移,參與者增多,釋放也增多,從而保障參與者的盈利基本平衡。Filecoin 網絡目前的運行基本如此,由于基線獎勵的設置和調節,單T收益在很長一段時間內都會基本保持平衡

  • 基線釋放本身在設計的過程中也經過多次改進,現在的基線釋放采用 alpha-beta-filter 平滑算法,并且其計算的網絡時間只增不減。這能夠起到保證網絡維護者(礦工)的基本權益的作用,當有大礦工退出時,繼續維護網絡的礦工能夠得到獎勵,從而增加繼續維護網絡的積極性

  • 基線釋放的另一個方面,在于其對網絡算力有一個預期,當算力超出預期時,基線獎勵不再提高,從而保證不會過度獎勵。當網絡算力變得超過設計的基線時,礦工的獎勵可能要主要來自幣價的提升了。

基線的設計目前看起來對網絡的初期運行起到了很好的作用,其設計的基線(也就是算力目標)是否合理還需要時間的驗證。除了很好的反饋系統之外,這里有兩點需要提到:

  1. 根據當前基線的設計:初始值2.5EiB,每年增長100%,網絡需要比較長的時間達到極限值,因此 FIL 代幣釋放減半的周期一定大于6年,大多少,視算力增長何時能趕上基線而定;

  2. 基線的設定有一點計劃經濟的味道,這個值的設定不可能適合系統的長久運行,因此社區應當根據網絡運行情況和算力增長情況,提出調整意見,這可以反映在 FIP 中。

 

Filecoin 抵押機制中的反饋機制

Filecoin是第一個與實際應用掛鉤的區塊鏈項目,是Web3.0的存儲基礎設施。其穩定運行至關重要,這個穩定運行的保障來自于抵押。其抵押模型的設計也是其經濟模型中的重要部分。這里面的反饋機制主要包括:

  • 抵押與收益直接掛鉤:收益越高,抵押越大。這是一個反饋系統,也符合投入越多,收益越多的原則。簡單來說,就是20天的預期收益直接用于抵押,這部分是抵押的基本部分。

  • 抵押與流通量掛鉤:這是一個抑制流通量的負反饋系統,當流通量增大時,抵押相應變多,這樣一來,流通量可有得到抑制,從而保護市場的穩定,這部分是抵押的附加部分

  • 當然,最最重要的是,懲罰和服務質量掛鉤,服務質量變差,懲罰變大,從而促進礦工提高服務質量,這也是和抵押緊密相關的

對于礦工而言,這種抵押機制和鎖倉機制的設計,礦工所付出的成本就不再僅僅是設備成本和維護成本了,也有大量的資金成本在里面。成本可能比預想的更大,這有可能給參與者提高門檻,但同時,由于成本變高,對于網絡價值的支撐也會變大。這個就要靠鏈下的反饋系統來完成了。

 

Filecoin 消息處理中的反饋機制

對于區塊鏈而言,處理能力是一個不得不考慮的問題,畢竟是去中心化系統,所有節點都需要同步并驗證。太多的消息會造成積壓、擁塞。Filecoin借鑒了以太坊的 Gas 機制,但同時更進一步,率先實現了 EIP1559 的設計,即 Gas 費率的自動調節和人工調節相結合。

這個反饋系統在消息擁塞的時候會自動快速提高Gas 費率,從而導致大量消息不能上鏈,或延遲上鏈,進一步可能導致礦工為保護算力損失減少消息發送,從而緩解擁塞,起到負反饋的作用。

Filecoin 抵押所帶來的鏈下負反饋環路

其實,不僅僅是在Filecoin的代碼之中,Filecoin的設計同時也反映到鏈下參與者的反饋循環系統之中。

有心者可能發現,Filecoin上線不到一個月,其流通盤不大,吸引力不小,但幣價卻相對穩定,這符合 Filecoin的需求,也符合設計目標。這也是 PoS 帶來的好處。這種穩定與Filecoin 的抵押機制有很強的關聯性。這是因為算力的增長與幣價的高低有很強的關聯性,可以形成一個反饋環路。

簡單來說,很多礦工都有增長算力的要求,但是要抵押,這個抵押幣可能需要購買。那么,我們有如下環路產生:

幣價降低 –> 算力增長成本低 –> 多多購買增長算力 –>幣價上升

幣價上升 –> 算力增長成本高 –> 延遲增長算力,需求變少 –> 幣價下降

如果細心去找,Filecoin 還在很多地方進行了負反饋的設計,比如區塊打包的罰款,Filecoin Plus 的鏈下治理方式等等。Filecoin 的設計比較復雜,可能有很多地方值得商榷和探討。對于這些部分,歡迎大家通過 FIP 提出建議,通過社區討論達成共識,從而在日后的版本得到改進。


--此文轉自IPFS原力區

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