一文读懂Filecoin分叉项目Filestar文曲星

panews110月20日消息，Web3物理基础设施项目FileStar文曲星今天发布了一份关于Github（https://github.com/Filestar-project）的白皮书，宣布启动该项目。在白皮书中，FileStar提出基于Filecoin进行fork和迭代，并实现现有Filecoin矿工权益的无缝映射。

根据白皮书的介绍，FileStar项目将取消预抵押，同时进行了许多技术创新，例如，实现了新的P 1封装算法（可选包括SHA5 12、Poseidon、Pederson和Blake2s）以提高封装效率；引入递归零知识证明技术，实现消息的离线聚合，改进TPS全网之最；在Window PoST中，引入了VRF随机抽查技术，以减少矿工的抽查次数。

此外，与Filecoin不同，FileStar只鼓励存储证明。FileStar将逐步鼓励存储资源、计算资源和带宽资源，实现分布式存储、可验证计算和可测量带宽的分布式互联网物理基础设施。

据了解，FileStar计划在10/30上开放源代码，并将其放在主网上。

以下是FileStar文曲星白皮书的介绍:

摘要

我们认为，区块链世界已经遇到了巨大的发展瓶颈，只能依靠巨大的技术创新来推动区块链产业走出当前的困境。2009年，中本聪发布了比特币白皮书，开启了基于互联网的无信任电子现金时代。由于比特币网络的处理能力，比特币已经偏离了电子现金的最初愿景，并被历史的车轮推到了电子黄金的位置。在比特币的思路上，以太坊赋予了转账交易更多的灵活性和可编程性，并引入了智能合约虚拟机的概念。通过提供不同于脚本语言的更强大的处理能力，Ethereum取得了蓬勃发展，但仍面临巨大的发展制约。

比特币和以太坊本质上都是在一个对等网络中实现计算和数据的一致性。由于链上资源的极度稀缺，比特币网络只能处理比特币本身的交易，以太坊网络只能处理以太坊本身以及各种以太坊代币符号和有限逻辑的交易。在某种意义上，你可以把现有的区块链网络视为一个极其封闭的网络。无论是比特币还是以太坊，其所依赖的全节点物理硬件设备都有很大的局限性，这必然制约了以太坊网络的处理能力。如果您将Ethereum视为一个微型云，它是一个全球一致的云服务，处理能力非常有限。

Filecoin首次打破了区块链世界和物理世界之间的壁垒。通过时空证明，它链接了大量高端服务器和硬件资源，也打破了区块链世界的内部循环。FileStar文曲星将在Filecoin的基础上更进一步。与Filecoin只鼓励人们建立分布式存储的基础设施不同，FileStar文曲星将致力于同时建立分布式存储、可验证计算和可测量带宽的基础设施，并将致力于服务于整个区块链的未来项目。例如，未来大量以太坊的Rollup认证可以在FileStar network上进行验证。FileStar项目将在Filecoin的基础上进一步迭代，并通过不断的技术创新来构建Web3.0的物理基础设施。

我们认为区块链本身只提供了一套分布式结算协议。如果它只能结算弱社区信用发行的各种代币，区块链的价值将大大降低。FileStar项目将专注于链接链下的物理世界。与只能链接简单价格信息并将其提供给链的Oracle不同，FileStar将专注于链接互联网上的真实计算、存储和带宽资源，形成统一的资源测量和资源表示方法，并将这些资源迁移到区块链世界以构建未来分布式互联网的物理基础设施。

项目背景

2020年110月15日，Filecoin的主网络在148888高度激活，这宣布了业内最受关注的去中心化存储网络的正式推出。Filecoin提出了一套存储证明机制。通过PoRep和PoST等一系列技术创新，首次实现了真实世界链上存储资源的度量和在线表示。在该技术的基础上，Filecoin通过一套经济激励机制吸引了大量拥有高端服务器的矿工加入网络，该机制在一定程度上整合了大量高性能计算、存储和带宽资源。Filecoin协议背后的核心理念为区块链+互联网基础设施的未来发展方向提供了重要参考，是业界里程碑式的创新。

然而，在Filecoin协议创新的背后，Filecoin项目的实施仍存在一些遗憾，这可能会阻碍这种新型去中心化存储网络的进一步发展:

与Filecoin“去中心化存储”的概念不同，Filecoin项目的开发和管理模式偏向于“中心化”，开发团队在主体上线前仍在修改共识机制、关键特征和经济模型，这在一定程度上影响了网络的稳定性；

FIL代币的分发和发布规则对矿工并不友好。在主网上线之初，矿工只能高价从市场上购买FIL代币来继续维持挖矿成本，因此主网一上线就会出现矿工大规模“停工”的现象，这显然不利于对基础设施提供商（即矿工）的长期激励；除矿工外，生态中的其他参与者积极性不足，参与维护网络发展的意愿不强；

参与Filecoin挖矿的门槛较高，需要拥有大量预抵押代币并购买搭载AMD高端处理器的矿机，这阻碍了更多小型矿机和大量英特尔矿机的加入；

Filecoin网络本身的结构和技术选择导致链上的处理能力（TPS）有限，它甚至无法在网络拥塞时处理证书的有效存储，也无法正常转账，这大大限制了Filecoin网络的进一步扩展。

存储在Filecoin网络中的数据的可用性是有限的，只能存储一些频率极低的“冷数据”，而Filecoin网络基本上无法用于需要随时访问的“热数据”。

此外，Filecoin正式推出的挖矿软件在封装效率方面仍有很大的优化空间，这在某种意义上是对现实世界存储、计算和带宽资源的浪费，无法实现资源的高效利用。

因此，Filecoin要真正成为可用的去中心化存储基础设施还有很长的路要走。另一方面，存储始终只是互联网基础设施的一部分。未来，分布式互联网需要一个更完整的激励协议来鼓励矿工贡献更多包括存储、计算和带宽在内的资源。

FileStar项目愿景

FileStar希望成为web3（未来互联网）的基础设施，构建基于IPFS协议的分布式存储、计算和带宽激励网络，整合全球互联网基础设施资源，实现资源的优化利用。这与Filecoin有本质区别，Filecoin只关注存储。

Filecoin的主要区别

FileStar实现了更合理的分布式存储激励机制，将逐步从分布式存储向分布式互联网的激励层演进，实现更精细化的激励，实现计算、带宽和存储资源的优化利用。FileStar的优势主要如下

降低挖矿门槛，在网络启动初期取消预抵押，取消SHA256算法对AMD矿机的依赖，鼓励更多矿工为全网贡献网络基础设施资源；

更高的可扩展性，通过修改WindowPoST的随机检查逻辑并引入递归存储证明技术，全方位、全TPS提升链上消息处理能力；得到改善；

高效挖矿软件，全面提升现有Filecoin挖矿软件的性能并提高网络的整体封装效率；

数据的高可用性可用于存储“热数据”和“温度数据”，用户可以快速读取存储的数据；

多方去中心化治理机制，采用基于社区的开发和管理模式，开发者、矿工等生态中的参与者将共同决定网络的发展方向；

合理的代币分配，不预挖掘，不筹款，大部分代币将通过挖掘产生，并长期精细化鼓励生态中的所有参与者，以确保生态的长期健康发展；

FileStar将继承Filecoin主网络的有效存储，并鼓励Filecoin矿工共同维护FileStar网络。

FileStar的技术改进和创新

作为基于IPFS协议的分布式互联网激励网络的第一步，FileStar提出了一些技术改进和创新。

取消预抵押贷款

根据Filecoin的经济模型，预抵押是指一种安全机制，矿工在封装每个扇区并产生有效计算能力时必须抵押一定数量的代币，然后在扇区生命周期结束后将其返还给矿工。其初衷是鼓励矿工长期存储数据并确保数据的可用性。

然而，目前Filecoin网络中预抵押的设计并不合理:一方面，预抵押的数量相对较多，在当前网络计算能力的增长速度下，矿工如果抵押很可能会入不敷出，无法持续维护整个网络；另一方面，目前网络中封装的大部分扇区都是所谓的“垃圾扇区”，包含有效数据的“订单扇区”并不多，因此通过预抵押来确保这些垃圾数据的可用性没有实际意义。预抵押是目前矿工停工的主要原因。

事实上，为了保证数据的安全性，Filecoin还设计了后抵押，即只有矿工保留数据时，所有挖矿奖励才能逐步解锁，数据的安全性和可用性得到了极大的保障。

因此，FileStar将完全取消Filecoin的现有预抵押，保留奖励的后抵押，并对sector的抵押规则进行以下改进以进一步确保安全性。

首先，FileStar允许垃圾扇区具有较短的生命周期。垃圾扇区的主要意义是证明网络中有相应的可用有效存储空间。目前，Filecoin网络中任何部门的生命周期都至少为一年，但事实上，长期存储垃圾数据是一种资源浪费。FileStar网络中没有有效数据的垃圾扇区将支持较短的生命周期，以避免存储资源长时间被垃圾数据占用。

其次，FIleStar的订单部门需要抵押存储费。用户的有效数据存储在订单扇区中。通过抵押用户支付的存储费，将鼓励矿工首先存储订单扇区并确保其数据可用性。

预抵押的取消将使矿工可以随时加入网络进行挖矿，并继续贡献自己的计算能力，共同维护网络的安全。

新哈希算法

Filecoin中使用的SHA256算法严重依赖AMD处理器的指令集优化，而大量不支持相关指令集优化的英特尔矿机处于极大的劣势，几乎无法参与挖矿。这种选择极大地挫伤了英特尔矿工的积极性，也给Filecoin网络的未来发展带来了很大的局限性。

FileStar的目标是成为未来互联网基础设施的激励层，有必要鼓励更多样化的硬件加入网络。因此，在保证安全的前提下，有必要使基于x86系统的矿机的挖掘性能处于同一水平并鼓励多样性。目前，FileStar正在验证的哈希算法包括SHA5 12、Poseidon、Pederson和Blake2s等。FileStar将评估这些哈希算法在不同平台上的安全性和实际性能，并选择最适合的算法来支持英特尔矿机或其他高性能矿机。

递归零知识证明技术

PoRep是Filecoin存储证明的重要组成部分。结合零知识证明，PoRep可以量化存储资源并在链上生成相应的证明。在Filecoin的PoRep证明机制中，矿工每次打包一个扇区，都需要向网络提交两份证明，对应的消息是PreCommitSector和proven sector。事实上，在现有的Filecoin网络中，链上的大多数消息都在提交这两个证明。然而，Filecoin网络的链上消息处理能力（TPS）非常有限。当网络拥塞时，大量的证明消息将占用大部分链上资源，而普通消息不会被打包。同时也导致了大矿工的“自私挖矿”行为，小矿工的认证消息无法上传。

FileStar提出了一种递归ZK-斯纳克技术来解决上述TPS瓶颈问题和消息上行问题。

递归ZK-斯纳克法的基本原理是将矿工在一定时间内产生的几个扇区的证明离线，形成一棵Merkle树，并生成一个聚合证明。最终，它只需向网络提交一次证明，即可同时完成多个扇区的证明缠绕过程。这样，每个矿工需要提交的认证消息数量将大大减少，从而提高TPS并实现网络扩展。而且，通过调整证明聚合度，可以调整网络的消息处理能力，以满足未来FileStar网络不同发展阶段的需求。

WindowPoST+VRF机制

完成PoRep后，矿工需要提供时空证书（PoST），以证明数据已连续存储。矿工在Filecoin中密封的每个扇区每天都会被抽查，矿工需要正确提交WindowPoST证书，否则他们抵押的FIL将被没收。对于存储容量大的矿工来说，每天提交的证书数量非常多，而且随着网络的进一步发展，网络中要提交的WindowPoST将越来越多，最终可能会造成网络拥塞，降低网络处理普通消息的能力。

FileStar在WindowPoST采样机制中引入了随机采样机制，大大减少了每个矿工需要提交WindowPoST证书的频率，而不是每天提交多个证书。普通的随机抽样函数可能被预测，从而影响网络的安全性，因为矿工如果能够确定他们随机抽样的时间就可能作弊。FileStar采用可验证随机函数（VRF）进一步提高随机采样的安全性。

高效的采矿软件

FileStar还将优化现有开源挖矿软件，全面提升矿机的挖矿效率，最大限度地利用矿机的计算资源和存储资源。优化主要集中在任务调度模块和零知识证明模块。

任务调度优化。在其他软硬件条件相同的情况下，不同的任务调度策略将直接影响矿机的打包效率。当前的Filecoin挖矿软件在任务调度方面存在许多缺陷，这极大地影响了有效网络存储的增长。FileStar将发布具有任务调度优化功能的挖掘软件，以提高矿机的挖掘效率。

零知识证明的优化。零知识证明算法在Filecoin中的PoRep和PoST中都得到了广泛应用，但在零知识证明的生成过程中仍有很大的优化空间。FileStar的挖矿软件将大大优化零知识证明的生成效率，并将其发布给所有矿工。

综合以上两个优化点，FileStar的全网挖矿效率将较现有Filecoin网络有明显提升，这意味着在硬件投入相同的情况下，FileStar将逐渐成为最大的分布式存储网络。

Filecoin强制映射

Filecoin的主网络拥有近600 PB的有效计算能力，并且仍在快速增长。参与Filecoin挖矿的矿工是去中心化存储的第一批基础设施贡献者，也将成为未来web3基础设施的中流砥柱。FileStar将在上线初期在FileStar上映射所有有效算力的权益。如果矿工参与FileStar挖矿，他们可能会获得与FileStar主网络计算能力相匹配的奖励。具体的映射规则将在FileStar主网上线后公布。

分权治理机制

FileStar开发团队负责维护FileStar项目，但整个项目的开发和管理将采用社区模式。在FileStar社区中，任何人都可以提交代码，并且需要提交完整的测试代码。所有新提交的代码在经过全面测试后才会合并到测试网络中，并在稳定运行一段时间后投放到主网络中，从而确保主网络的安全和稳定。

FileStar【虚拟货币的市场价值】充分尊重生态中所有社区参与者的意见，每个新功能的开发和推出都需要由社区成员投票决定。FileStar生态系统中的开发者、矿工和普通用户可以参与投票，共同决定网络的发展方向。

代币经济模型

FileSTAR协议中的原始令牌是STAR，主要用于支付消息处理费和存储费。矿工参与挖矿可以获得星级挖矿奖励和手续费奖励。为了吸引矿工贡献存储、计算和带宽等资源，鼓励更多生态参与者加入，FileStar设计了更精细化的代币激励模型。

STAR代币总额为2，000，000，000 STAR，没有外部筹款，也没有团队的预挖掘。代币的分配规则如下（具体分配细节可能会在主线上线时进行微调，具体以上线时为准）:

70%由开采产生，产量日益减少，每六年产量减半。

30%用于激励提供存储资源的矿工。

15%用于激励提供计算资源的矿工。

15%用于激励提供带宽资源的矿工。

10%用于鼓励矿工提供其他有价值的计算，包括零知识认证服务、AI、大数据和其他有价值的计算，这些计算由社区投票决定。

30%用于对生态中其他参与者的长期激励。

15%分配给FileStar基金会，该基金将在5年内解锁，用于项目的长期维护和迭代升级。

7%分配给社区开发者

5%分配给FileStar生态系统中的企业和应用程序，并将在5年后解锁。

1%分配给媒体

1%分配给支持FileStar的交易所和钱包。

1%用于处理法律关系并确保项目符合当地法律法规。

项目发布计划

2020 120，发布白皮书初稿。

2020年10月30日发布了第一版Filestar代码，实现了基于filecoin的改进，无需抵押，修复了filecoin的许多bug。

20021年2月30日实现了白皮书中的大部分内容，包括新的封装哈希算法、递归零知识证明实现链下消息聚合以提高全网TPS、引入随机抽样窗口PoST+VRF等。

在20021年8月30日，可验证计算网络启动，这鼓励了Filestar的一些矿工转向可验证计算网络。

在2002 1year/kloc-0年2月30日，推出了可测带宽网络，这鼓励了Filestar的一些矿工转向可测带宽网络。

未来的工作

实现分布式存储的激励网络是FileStar第一阶段的目标，旨在吸引一批高质量的服务器并提供丰富的存储、带宽和计算资源。在第一阶段网络稳定后，FileStar将提供更丰富的激励机制，以鼓励web3基础设施的建设。方向包括:

提出计算资源和带宽资源的证明机制，进一步吸引不同的基础资源提供商，实现分布式计算网络和分布式带宽网络；

鼓励网络中的计算资源为其他节点提供零知识证明计算服务；

为网络中的其他节点提供可验证的计算服务。

摘要

基于Filecoin的核心创新，FileStar实现了更好的分布式存储网络激励层:通过取消预抵押和采用新的哈希函数，矿工参与挖矿的门槛被彻底拉低；结合递归零知识证明、PoST+VRF等技术创新，解决了TPS和消息上行问题，大幅提升了FileStar网络的可扩展性。挖矿软件的优化显著提高了挖矿效率，提高了网络中硬件资源的利用效率。

FileStar采用更公平的令牌分配规则和去中心化社区治理，极大地提高了协议的公平性，有助于项目的长期发展，最终实现了基于IPFS协议的分布式存储、计算和带宽激励网络，成为未来web3基础设施的重要组成部分。

与Filecoin只鼓励人们提供分布式存储不同，FileStar将鼓励人们在分布式存储的基础上提供可验证的计算和可测量的带宽资源，最终它将与Filecoin有很大不同。我们相信，随着区块链行业的整体发展和Filestar团队的全面发展，一个分布式互联网的世界正在我们眼前徐徐展开。

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