Filecoin 的 控制回路 和 反馈机制

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不多的几个较为抽象的概念也很容易理解,之所以很多人感觉Filecoin 的 控制回路 和 反馈机制比较复杂,一方面是因为大多数的文档没有做到由浅入深地讲解,概念上没有注意先后顺序,给读者的理解带来困难

Filecoin 的 控制回路 和 反馈机制

  • FileCoin
  • Filecoin 挖矿

任何一个稳定运行的系统都有一些控制回路,通过一些反馈机制来保障系统的有效运行。区块链blockchain项目的去中心化特性更加需要在设计中考虑进反馈机制,这在每一个区块链blockchain的设计中都有提现。[*Filecoin

任何一个稳定运行的系统都有一些控制回路,通过一些反馈机制来保障系统的有效运行。区块链blockchain项目的去中心化特性更加需要在设计中考虑进反馈机制,这在每一个区块链blockchain的设计中都有提现。Filecoin的经济模型相对复杂, 其反馈机制设计也反映在多个方面,尤其是其经济模型的设计之中。

反馈机制无处不在

小到太阳能路灯,大到社会的经济运行,反馈和控制无处不在。有的是特意设计,有的则是自然调节。这些反馈机制能在控制系统中起到纠偏的作用,保持系统按照设定的方向有效运行。

区块链blockchain项目一旦发布,犹如火箭升空,再难以人为频繁调节。其反馈机制必须构建在其中,包括其共识机制、经济模型、网络协议等多个方面,都需要设计自动感知和调节回路。这些设计无处不在。

简单举例而言,BTC的难度调节就是一种反馈机制,通过出块时间和难度挂钩,从而保证无论网络算力增多还是减少,其出块时间大约在10分钟左右。同时,根据难度的调节,也能够调节每个矿工的收益,从而对矿工参与维护网络起到激励作用。以太坊eth的 Gas 费率人为设置也是一种调节机制,而这种调节机制考虑到了参与的人的因素。网络拥塞、导致Gas费上涨,从而导致消息数量减少,最终导致拥塞缓解。

Filecoin 的 控制回路 和 反馈机制

所有这些反馈,按照控制理论,都是保持系统稳定的负反馈。负反馈(negative feedback),也称为平衡反馈(balancing feedback),在区块链blockchain中至关重要。

Filecoin 的设计相对复杂,其负反馈设计也反映在很多方面。

Filecoin 的基线释放中的反馈设计

在Filecoin的最初的白皮书中,其Token释放模型只是简单描述成6年减半,衰减式释放。这看起来解决了BTC等6年减半的突变式通缩模型,但是,这里面存在一个多数人认为的头矿问题,即早期进入者红利大大大于后进入者,导致后进入者的较高门槛。Filecoin 通过基线释放模型,来根据参与者的规模进行了一定程度的调节。这里面有不少反馈思路体现在设计之中,例如:

  • 释放的额度与全网算力相关,在网络运行的初期,随着时间的推移,参与者增多,释放也增多,从而保障参与者的盈利基本平衡。Filecoin 网络目前的运行基本如此,由于基线奖励的设置和调节,单T收益在很长一段时间内都会基本保持平衡
  • 基线释放本身在设计的过程中也经过多次改进,现在的基线释放采用 alpha-beta-filter 平滑算法,并且其计算的网络时间只增不减。这能够起到保证网络维护者(矿工)的基本权益的作用,当有大矿工退出时,继续维护网络的矿工能够得到奖励,从而增加继续维护网络的积极性
  • 基线释放的另一个方面,在于其对网络算力有一个预期,当算力超出预期时,基线奖励不再提高,从而保证不会过度奖励。当网络算力变得超过设计的基线时,矿工的奖励可能要主要来自币价的提升了。

Filecoin 的 控制回路 和 反馈机制

基线的设计目前看起来对网络的初期运行起到了很好的作用,其设计的基线(也就是算力目标)是否合理还需要时间的验证。除了很好的反馈系统之外,这里有两点需要提到:

  1. 根据当前基线的设计:初始值2.5EiB,每年增长100%,网络需要比较长的时间达到极限值,因此 FIL 代币释放减半的周期一定大于6年,大多少,视算力增长何时能赶上基线而定;
  2. 基线的设定有一点计划经济的味道,这个值的设定不可能适合系统的长久运行,因此社区应当根据网络运行情况和算力增长情况,提出调整意见,这可以反映在 FIP 中。

Filecoin 抵押机制中的反馈机制

Filecoin是第一个与实际应用挂钩的区块链blockchain项目,是Web3.0的存储基础设施。其稳定运行至关重要,这个稳定运行的保障来自于抵押。其抵押模型的设计也是其经济模型中的重要部分。这里面的反馈机制主要包括:

  • 抵押与收益直接挂钩:收益越高,抵押越大。这是一个反馈系统,也符合投入越多,收益越多的原则。简单来说,就是20天的预期收益直接用于抵押,这部分是抵押的基本部分。
  • 抵押与流通量挂钩:这是一个抑制流通量的负反馈系统,当流通量增大时,抵押相应变多,这样一来,流通量可有得到抑制,从而保护市场的稳定,这部分是抵押的附加部分
  • 当然,最最重要的是,惩罚和服务质量挂钩,服务质量变差,惩罚变大,从而促进矿工提高服务质量,这也是和抵押紧密相关的

对于矿工而言,这种抵押机制和锁仓机制的设计,矿工所付出的成本就不再仅仅是设备成本和维护成本了,也有大量的资金成本在里面。成本可能币预想的更大,这有可能给参与者提高门槛,但同时,由于成本变高,对于网络价值的支撑也会变大。这个就要靠链下的反馈系统来完成了。

Filecoin 消息处理中的反馈机制

对于区块链blockchain而言,处理能力是一个不得不考虑的问题,毕竟是去中心化系统,所有节点都需要同步并验证。太多的消息会造成积压、拥塞。Filecoin借鉴了以太坊eth的 Gas 机制,但同时更进一步,率先实现了 EIP1559 的设计,即 Gas 费率的自动调节和人工调节相结合。

这个反馈系统在消息拥塞的时候会自动快速提高Gas 费率,从而导致大量消息不能上链,或延迟上链,进一步可能导致矿工为保护算力损失减少消息发送,从而缓解拥塞,起到负反馈的作用。

Filecoin 抵押所带来的链下负反馈环路 Filecoin 的 控制回路 和 反馈机制

其实,不仅仅是在Filecoin的代码之中,Filecoin的设计同时也反映到链下参与者的反馈循环系统之中。

有心者可能发现,Filecoin上线不到一个月,其流通盘不大,吸引力不小,但币价却相对稳定,这符合 Filecoin的需求,也符合设计目标。这也是 PoS 带来的好处。这种稳定与Filecoin 的抵押机制有很强的关联性。这是因为算力的增长与币价的高低有很强的关联性,可以形成一个反馈环路。

简单来说,很多矿工都有增长算力的要求,但是要抵押,这个抵押币可能需要购买。那么,我们有如下环路产生:

币价降低 –> 算力增长成本低 –> 多多购买增长算力 –>币价上升

币价上升 –> 算力增长成本高 –> 延长曾正算力,需求变少 –> 币价下降

如果细心去找,Filecoin 还在很多地方进行了负反馈的设计,比如区块打包的罚款,Filecoin Plus 的链下治理方式等等。Filecoin 的设计比较复杂,可能有很多地方值得商榷和探讨。对于这些部分,欢迎大家通过 FIP 提出建议,通过社区讨论达成共识,从而在日后的版本得到改进。

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