關(guān)于Filecoin的區(qū)塊框架---tipsets

最近有些朋友在問，F(xiàn)ilecoin區(qū)塊鏈瀏覽器上的“柱子”是什么？為什么在比特幣、以太坊區(qū)塊鏈瀏覽器上沒有看到這個(gè)？如下圖，被方框框起來的“柱子”有一個(gè)專有名詞，叫做tipset，表示的是Filecoin網(wǎng)絡(luò)上的區(qū)塊高度。

?比特幣、以太坊的區(qū)塊架構(gòu)

就像有許多不同的區(qū)塊鏈一樣，世界上存在著許多共識(shí)協(xié)議，無論是BFT還是Nakamoto-style，最長(zhǎng)的鏈還是權(quán)重最大的鏈，工作量證明或是時(shí)空證明。這些共識(shí)協(xié)議的原理大都存在著一定的差別，但是其總體目標(biāo)大多大同小異，那就是建立一個(gè)可擴(kuò)展的、安全的、分布式的網(wǎng)絡(luò)。

以比特幣為例，比特幣的挖礦原理實(shí)際上就是一個(gè)記錄數(shù)據(jù)的過程，礦工們需要每隔一段時(shí)間就將數(shù)據(jù)收集起來進(jìn)行處理、上鏈，但是礦工這么多究竟用誰處理的數(shù)據(jù)，這就是比拼速度的時(shí)候了，哪個(gè)礦工能率先處理好數(shù)據(jù)并且廣播網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)礦工就能擁有記賬權(quán)以及擁有比特幣。

但是，也會(huì)存在兩個(gè)礦工在相同時(shí)間內(nèi)廣播網(wǎng)絡(luò)的情況，這時(shí)候，比特幣最長(zhǎng)鏈的機(jī)制就會(huì)要求礦工“投票”，這種選擇取決于多種因素，例如礦工最先收到哪個(gè)區(qū)塊以及區(qū)塊中包含的交易。這由礦工決定，重要的是，網(wǎng)絡(luò)中的大多數(shù)人會(huì)最終統(tǒng)一意見挖哪個(gè)區(qū)塊和放棄哪個(gè)區(qū)塊（廢棄的區(qū)塊被稱為孤塊，下表中的紫色部分表示孤塊）。

比特幣網(wǎng)絡(luò)

有些網(wǎng)絡(luò)會(huì)直接拋棄孤塊，而有些網(wǎng)絡(luò)則會(huì)對(duì)孤塊進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，例如以太坊網(wǎng)絡(luò)中會(huì)獎(jiǎng)勵(lì)挖到這些區(qū)塊的礦工，因此，以太坊網(wǎng)絡(luò)的孤塊又稱為“叔塊”。以太坊的礦工在挖礦過程中即使這些塊未被包括在最終的鏈中，礦工也會(huì)獲得獎(jiǎng)勵(lì)，所以，和比特幣相比，以太坊網(wǎng)絡(luò)對(duì)于礦工相對(duì)比較友好。

以太坊網(wǎng)絡(luò)

從上圖可以看得出來，比特幣和以太坊的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)區(qū)塊，也就是說，每出一輪區(qū)塊，只有一個(gè)礦工能獲得獎(jiǎng)勵(lì)。其實(shí)，目前大部分區(qū)塊鏈的區(qū)塊架構(gòu)都和比特幣以及以太坊相類似，但是我們接下來要說的Filecoin網(wǎng)絡(luò)則是特別的，因?yàn)椋?/span>Filecoin的共識(shí)是尋找最大化利用權(quán)重最大的鏈的算法。

Filecoin網(wǎng)絡(luò)區(qū)塊架構(gòu)

Filecoin網(wǎng)絡(luò)借鑒了在2015年發(fā)布的《比特幣中的安全高速交易處理》文獻(xiàn)，其中指出，區(qū)塊鏈的思想不再是鏈本身，而是有向無環(huán)圖（DAGs），也就是說，不再是簡(jiǎn)單的查看最長(zhǎng)的鏈，而是查看擁有最大權(quán)重的DAG，誰的權(quán)重最多，誰就可以擁有最多的區(qū)塊。

Filecoin就是這樣一種協(xié)議，使用區(qū)塊總數(shù)以及貢獻(xiàn)的存儲(chǔ)算力來決定選擇哪條鏈。

Filecoin的預(yù)期共識(shí)基于選舉，在指定回合中可以選舉多個(gè)礦工作為領(lǐng)導(dǎo)者。這就意味著可以在每個(gè)區(qū)塊中創(chuàng)建多個(gè)有效的同級(jí)區(qū)塊（比特幣是一個(gè)區(qū)塊），在每個(gè)新的紀(jì)元（epoch），新一代的家譜發(fā)展出來，稱之為tipset，即Filecoin網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊高度。

組成tipset的一個(gè)一個(gè)小長(zhǎng)方形叫做區(qū)塊（區(qū)塊包含著由獨(dú)特加密哈希來代表的大量信息并且被永久地記錄在區(qū)塊鏈上），一個(gè)tipset是由一個(gè)或者多個(gè)區(qū)塊所組成的，所有組成tipset的區(qū)塊都能擁有贏票獎(jiǎng)勵(lì)，如下圖，目前Filecoin網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)區(qū)塊的贏票獎(jiǎng)勵(lì)為14.43FIL。

在這里再重點(diǎn)說明一下，無論一個(gè)tipset由多少個(gè)區(qū)塊組成的（1個(gè)區(qū)塊也能組成一個(gè)tipset，8個(gè)區(qū)塊也能組成一個(gè)tipset），單個(gè)區(qū)塊所獲得的贏票獎(jiǎng)勵(lì)是不會(huì)變的，每一個(gè)區(qū)塊所獲得的贏票獎(jiǎng)勵(lì)依舊是14.43FIL。

由于一個(gè)tipset可以由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，這意味著Filecoin網(wǎng)絡(luò)可以容納更多的礦工同時(shí)處理數(shù)據(jù)，不僅能夠讓礦工的工作能被看見和獎(jiǎng)勵(lì)，而且可以通過確保不浪費(fèi)任何工作量的方式激勵(lì)礦工協(xié)作并從總體來提高鏈上的吞吐量。

Filecoin網(wǎng)絡(luò)其實(shí)是以?tipset即區(qū)塊高度為單位的，例如，F(xiàn)ilecoin網(wǎng)絡(luò)達(dá)到148888時(shí)Filecoin主網(wǎng)正式啟動(dòng)， 這里說的區(qū)塊高度就是指tipset，平均每30秒產(chǎn)生一個(gè)區(qū)塊高度。

總得來說，Filecoin礦工存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)越多，則礦工存儲(chǔ)算力就增長(zhǎng)的越多，網(wǎng)絡(luò)上的存儲(chǔ)算力就越強(qiáng)，礦工就更有可能生成新的區(qū)塊并贏得區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)，同時(shí)，礦工會(huì)聚集在權(quán)重最大的鏈上來創(chuàng)造價(jià)值。

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