“矿工通过解决加密和数学问题，获得高额奖励。如果想通过Filecoin网络获得挖矿收益权，需要在绝佳的时刻准备好矿场，通过软硬件算法优化挖到矿，通过专业的运维机制留住矿。”

作者 | 小π

2016年到2019年，全球数字货币市场环境较差，一个是国家政策不允许，数字货币也没有被大众认可；另一个是很多的“爱西欧”的项目割韭菜行为阻碍了区块链技术、产业赋能的发展需求。

（一） 准备挖矿 — 绝佳时机

到了2020年，整个市场环境发生了翻天覆地的变化：

1、新冠疫情的影响下，很多线下行为搬到了线上，造成中心化系统压力猛增，而分布式存储更符合于人类的生产活动，因此市场对分布式存储的需求和认可度显著提升。

2、今年3月份以来，国家决策层连续多次发文，强调“新基建”数据中心的重要性；同时，7月21日，证监会发布了《关于原则同意北京、上海、江苏、浙江、深圳5家区域性股权市场开展区块链建设工作的函》，原则上同意以上区域进行股权区块链试点工作，政策环境向好。

3、几个主流的区块链框架，也都开始基于IPFS作为底层文件存储协议，对IPFS技术也起到了积极的促进作用。因此截至到今天，不管政策环境、市场环境、核心技术都相对比较成熟，协议实验室选择在这个时间节点上线主链，是个绝佳的时机，Filecoin也被认为将会成为一个和比特币并驾齐驱的“男人”。

但就是这样， 官方宣布原定于7月20日开启的全球矿工大赛将推迟至8月3日；主网上线日期将由计划的8月底推迟至8月31日至9月21日。这次推迟只推迟了一个月，官方的说辞是让更多的厂商有时间为主网上线做准备。这个就很有意思，按理说，IPFS的发展也有好多年了，官方的主链上线的风声也放了2年，市场也培育了2年，为什么还要大家准备？

从技术角度来分析，一方面由于之前挖矿的矿工争取到一个排名后就立即下线，这样可以节省成本，但是对于主网上线来说并不是一个好消息，这意味着，Filecoin主网并没有得到充分的测试。

所以，协议实验室又安排了一次矿工大赛，本次大赛的时间将会大大延长。另一方面由于Filecoin存储挖矿对软件、硬件、资本、环境、产业都有着过高的要求，几次测试下来，能够顺序提交存储证明，接受验证节点挑战，顺利挖出矿的厂商屈指可数，还是主要集中在几个头部厂商。因此，不建议个体软硬件实力、机房环境相对较弱的参与挖矿。下面就从挖矿过程、软硬件需求、矿场的长远发展的角度来分析下，到底满足什么样的条件，才能有资格参与Filecoin的挖矿。

（二）挖到矿 — 调配好你的矿机

对于矿工来说，挖到矿是要做的第一件事情，挖矿的原理就是矿工向Filecoin网络证明自己确实按照协议的要求，提供了存储和算力，在被Filecoin区块链网络验证通过后获得奖励的过程。

但是由于矿工存储的数据量非常大，矿工不可能将全量的数据提交到区块链网络来证明自己，因此官方使用了离线计算和在线零知识证明技术来实现不用提供原始数据的证明方法。整个过程大概分为两部分存储复制证明阶段（PoRep）和时空证明阶段（PoSt），而PoRep又分P1、P2、C1、C2四个阶段，时空证明又分为WinningPoSt和Window PoSt，

详细请参考图1：

P1 封包：对原始数据做SDR运算，运算过程是单线程的，因此这个阶段会比较漫长，一般是5-8个小时不等，在这个阶段，支持sha256的AMD的CPU将会具有比较高的性能。

P2 hash运算：用Poseidon哈希算法产生默克尔树，这个阶段是可以并行的，因此GPU将会带来较高的性能，这个阶段大概会花费45-60分钟左右。

C1 证明准备：为后续的证明工作进行各项准备工作，此阶段因为没有太多的运算，因此往往很快几十秒就可以完成。

C2 压缩证明并广播：C2阶段主要的工作是使用零知识证明对之前生成的证明进行压缩，压缩完毕后将最终的结果广播到区块链上，这个阶段使用GPU将会获得较快的运算速度，大概需要20多分钟。

Window PoSt：矿工为了证明自己确实存储了数据，需要定时向区块链网络提交存储证明，30分钟提交一次，每个扇区24小时内至少提交一次，否则会被Filecoin网络认为数据无效，并对矿工进行惩罚。因此，矿工会在30分钟内提交更多的存储证明以获得打包权，因此GPU可以获得比较好的性能。

Winning PoSt: 当矿工获得出块权时，需要接受Filecoin网络的挑战，如果超时未提交则认为挑战失败，矿工将无法进行打包。因此具有高并发的GPU将会具能在更短时间内计算出挑战结果。

用一张图来描述上面几个过程：

由图可以看出，整个挖矿过程，最耗时的就是复制证明PoReP阶段，需要5个小时以上的时间来完成原始数据的处理。而处理完毕获得出块权后，往往1秒内就可以完成存储证明验证，而作恶的矿工在没有PoRep阶段处理的数据的话，是很难在25秒内完成挑战的。因此，为了最大化的获得打包权力，软件算法优化、硬件配置优化将会成为决定打包成功率的主要因素，而软硬件实力较弱的小厂，是很难从这条不归路走出去的。

（三）留住矿 — 对矿场可能面临的风险做好充足的预案

前面通过软件算法优化、硬件资源优化，矿工好不容易挖到了矿，但这些矿就一定属于矿工么？答案是否定的，作恶的矿工为了获得更多的出块种子，会在获得出块权后选择丢弃用户数据，重新生成一组新的数据。

而为了防止这种事情发生，矿工在完成Winning PoSt挑战挖到矿时，系统会冻结80%（比例在主网上线前还未完全确定）的矿进行质押，并且所有扇区每24小时至少需要提交一次（Window PoSt）时空证明，如果矿工丢弃了用户数据，而无法提交，同时会扣除之前抵押的fil作为惩罚，因此这样可以防止矿工作恶随已丢弃数据。

要想留住矿，不仅要防止作恶，还要防止各种意外事件的发生。比如机房意外断电、机房网线被施工挖断、机房电压不足、消防、温控等等，任何一个因素考虑不到位，矿工都不能在规定时间完成系统的挑战，这对矿工来说是灾难性的损失。

所以，存储挖矿的矿场的机房有着更高的要求，Filecoin的矿场一般会建在T3+星标准的机房机房内，这样才能将意外事件的风险降到最低。

这也是为什么存储挖矿不适用于个体，或者小客户挖矿的主要原因。最后看一下各个星级机房的可用性和故障率：

T1机房（通过基本认证）：可用性99.671%、年平均故障时间28.8小时；

T2机房（通过银级认证）：可用性 99.741%、年平均故障时间22小时；

T3机房（通过金级认证）：可用性 99.982%、年平均故障时间1.6小时；

T4机房（通过白金级认证）：可用性 99.995%、年平均故障时间0.4小时。

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本文来源：星宫数据原文标题：挖矿不可或缺的123

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