區塊鏈:如何從根源上解決高價Gas費_GAS

北京時間1月14日，協議實驗室提交FIP-0010提案。FIP-0010鏈下WindowPoSt驗證提案,WindowPoSt無需接受驗證即可上鏈，稍后鏈下驗證者可調用DisputeWindowedPoSt進行驗證。若驗證者發現錯誤扇區，可以獲得一定比例獎勵。FIP-0010提案旨在降低Gas費消耗，同時減輕Filecoin鏈上壓力。

此舉對于降低Gas消耗影響幾何，相信讀完本文你應該能得出答案。協議實驗室針對Gas費動作不斷，也能從側面說明Gas費漲跌對礦工成本的重要影響。礦工的主要成本是前置質押成本，封存算力燃燒Gas成本和贈送給礦工的打包交易費。據人人礦場APP顯示，截止1月14日上午11點，封存質押8.5952FIL/T（扇區生命周期結束后質押幣將返還礦工），新增GAS消耗8.3899FIL/T（包括封存算力的GAS和贈送礦工的小費）。這意味著新增1T算力達到了16.9851FIL，如果一枚FIL按照21美金算，那1T成本有356.685美元，折合2282RMB。

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為什么Gas消耗如此巨大？

Gas費消耗來源主要是分為兩大類：

（一） 增長算力所消耗的GAS費用

消息提交上鏈的打包的費用，稱為基本燃燒費。算力封存（消息上鏈）首先需要進行復制證明。從下圖可以看出PreCommitSector(P2)和ProveCommitSector（C2）是最消耗Gas費的，P2和C2都是復制證明SDR的一部分。其具體概念在冰河實驗室的文章《硬件科普|Filecoin挖礦硬件配置》里可以詳細了解。這部分Gas費用將直接轉到F009賬戶，該賬戶是協議實驗室設置的銷毀賬戶，只能進不能出。基本燃燒費是固定。

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給礦工的打包交易費，稱為小費。這部分交易費用，礦工可以自己設定限額。這里要引入一概念GasPremium，礦工為了讓信息及早上鏈，可通過提高GasPremium讓消息盡快上鏈。由于Filecoin主網性能的限制，一天Filecoin主網只能出2880個塊，按Filecoin瀏覽器計算，一個區塊大概可以容納300-400條信息。礦工為了讓算力盡快完成封裝，可選擇提高GasPremium。當打包交易費越高，該消息被打包的可能性更大。這導致了全網的Gas都水漲船高，陷入“死亡循環”。Filecoin主網的性能不足以支撐每日新增算力增量，導致信息堵塞，這就是Gas費暴漲的根本原因。

聲音 | 賽迪智庫張凱：區塊鏈如何賦能數字經濟和實體經濟將是未來政策關注的重點:金色財經報道，賽迪智庫工業經濟研究所研究員張凱表示，當今社會是數據爆炸的時代，區塊鏈能夠幾乎零成本地解決所有因信任不足導致的問題，是數據時代隱私和安全的最佳解決方案。區塊鏈如何賦能數字經濟和實體經濟將是未來政策關注的重點，圍繞數字金融、物聯網、智能制造、供應鏈管理等，相關區塊鏈創新應用的鼓勵政策有望出臺。同時，對于區塊鏈技術應用行業亂象，相關規范政策也很有必要。張凱還表示，在產業上，隨著國家明確表態支持區塊鏈技術，各地區塊鏈產業基金投向將更加明確，支撐區塊鏈發展的基礎設施有望迎來升級，同時帶動區塊鏈在稅收、司法，不動產登記等政務領域，醫療、食品安全、公益等民生領域，供應鏈金融、保險、版權、跨境支付等商業領域迎來突破性應用落地。[2019/11/2]

超額燃燒費。

聲音 | 埃森哲報告：銀行目前正評估如何使用區塊鏈支付:據bitcoinexchangeguide消息，埃森哲(Accenture)最近進行的一項調查發現，近90%受訪銀行高管表示，他們各自的銀行目前正在評估使用區塊鏈技術執行支付的想法。大多數高管認為區塊鏈必須提供的長處包括：降低加工成本、錯誤數量減少、業務處理速度更快。報告還指出，中國26家上市銀行中有12家已經在治理框架內實施了區塊鏈技術，其中包括中國銀行和招商銀行等大銀行。[2018/11/3]

協議實驗室會對超額的部分作出適當的懲罰，這一部分就是超額燃燒費。

(二)維持算力所消耗的GAS費用

時空證明階段的SubmitWindowedPoSt每半小時會提交一次，平均Gas消耗是占比最大。但是每半小時提交一次，消耗比例不大。

新華網分析：區塊鏈如何帶來個人數據保護“革命”:新華網今晚發表文章《區塊鏈如何帶來個人數據保護“革命”》，文章表示大數據時代，個人的數據被認為是黃金般珍貴。個人數據泄漏令人擔憂，但絕大部分人不可能因為害怕數據被收集而切斷與互聯網的聯系，而現階段有責任保管個人信息的企業、學校、酒店、社交網站等往往擔責不力。專家們認為，區塊鏈技術作為一種帶有加密、信任、點對點、難篡改等特征的“中間件”，有望解決這個難題。

區塊鏈技術的出現令個人數據掌控權從互聯網公司轉移到用戶自己手中，使人人掌控自己的個人數據成為可能。通過它，用戶個人數據可以與個人數字身份證相關聯，用戶可以選擇數字身份證是匿名、化名或公開，還可以隨時隨地從任何設備訪問區塊鏈應用平臺，控制他們的互聯網個人數據。[2018/4/18]

協議實驗室針對Gas費的提案

除了FIP—0010外，協議實驗室也提出了更多的提案以解決Filecoin的Gas費用問題。

FIP—0005是協議實驗室在2020年10月22日提交的技術型提案，該提案從PreCommitSector和Confirm Sector Proofs Valid中刪除了昂貴的礦工獎勵歸屬計算，釋放鏈帶寬，減少Gas費消耗，并降低礦工成本。

FIP-0007是2020年11月27日提交的提案，旨在通過三個較小的獨立提案，從性能和安全性方面改進Filecoin HAMT和AMT。該提案還將減少IPLD操作和序列化大小，在一定程度上減少Gas費消耗。

FIP-0008是Alex等人2020年11月4日提交的技術型提案。在Filecoin的gas費用構成中，ProveCommitSector是占比最大的高達近63%，之前的礦工PreCommit Sector方法僅支持一次性提交單個扇區。這樣的操作執行頻繁且需要消耗大量的Gas費用。該提案為礦工添加一種批量提交扇區預先承諾的方案，可以大大減少Gas成本。

12月16日，Filecoin主網發布Lotus新版本1.3.0，本次升級包括了協議實驗室最新改善Gas費的提案FIP—0009。FIP—0009提案將成功執行的WindowPoSt中原計劃燃燒掉的Gas費返還給礦工，從而降低網絡的Gas費消耗。

除提案外，Filecoin通過引入以太坊改進提案EIP-1559，降低Gas費消耗，詳情可查閱《Filecoin官方信息|Filecoin的EIP-1559》。

前文提到，Filecoin主網的性能不足以支撐每日新增算力增量，導致信息堵塞，這就是Gas費暴漲的根本原因。大多數區塊鏈項目都面臨過這樣的TPS性能瓶頸，包括BTC和ETH等主流項目。這里介紹一種常見的擴容方式，ETH2.0就是采用分片鏈的方式進行擴容。

用以太坊舉例：分片技術是將網絡中的節點分成不同碎片，各分片處理不同交易數據，每個片區內部共同處理同一交易事件，網絡中可并行處理交易大大提高網絡并發量。為了實現節點隨機分配和片區驗證者分配，需再建立一條單獨的區塊鏈（以太坊2.0中稱為信標鏈），負責執行維護整個網絡所需的操作。這種方式即為二次方分片，是通過網絡雙層設計增加交易量。具體地，將以太坊網絡上的節點分成100片，分片系統由主鏈上發布的校驗器管理合約（VMC）進行維護，每個片區都是獨立存在的，當以太坊中有交易時，只選擇其中一個分片處理，如果網絡內有M件事務待處理，現在每個節點只需要處理M/100件即可，之后這些打包的子區塊的數據組成一個主鏈上的區塊，相當于主鏈區塊容量擴大了100倍。

除了分片，常見的擴容方式還有狀態通道、隔離見證、閃電網絡、側鏈等等方式。值得一提的是，Juan Bent在meet up時提到了一句Filecoin可能會采用分片的形式進行擴容。

作為分布式存儲的明星項目和區塊鏈技術的落地應用代表，Filecoin可以說是最具傳奇色彩的區塊鏈項目。在2020年10月Filecoin主網上線后，Filecoin算力已經突破1.875EiB，數據存儲量的發展速度讓傳統數據存儲領域望塵莫及，其帶來的數據自主、可靠存儲賦予互聯網隱私和安全，是隱私數據存儲和冷數據存儲的絕佳選擇。技術創新的創新，需要參與者以更高的維度、更長遠的視角、更包容的眼光看待。相信隨著分片等區塊鏈擴容技術的完善，更多企業將采用IPFS&Filecoin分布式存儲數據，Filecoin的幣價必將持續上漲。

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