STAR:FileStar白皮書——搭建Web 3.0物理世界基礎設施

摘要

我們認為區塊鏈世界遇到了巨大的發展瓶頸，只能依賴巨大的技術創新來推動區塊鏈行業擺脫目前的困境。2009年中本聰發布了比特幣的白皮書，開啟了一個基于互聯網的免信任的電子現金的時代，受制于比特幣網絡的處理能力，比特幣已經從最初的電子現金的愿景偏離，并被歷史的車輪推到了電子黃金的地位。以太坊在比特幣的思想上，賦予了轉賬交易更多的靈活性和可編程性，引入了智能合約虛擬機的概念，通過提供不同于腳本語言的更強大的處理能力，以太坊取得了蓬勃的發展，但是依然面臨巨大的發展制約。

不論是比特幣還是以太坊，本質上都是在一個點對點的網絡中，取得計算和數據的一致性，因為鏈上資源的極度稀缺，比特幣網絡只能處理比特幣本身的交易，以太坊網絡也只能處理以太坊本身和各種以太坊token符號的交易和有限的邏輯。某種意義上，你可以把現有的區塊鏈網絡當做一個極度封閉的網絡。不論是比特幣還是以太坊，其所依賴的全節點物理硬件設備有巨大的局限性，也必然制約了以太坊網絡的處理能力。如果你把以太坊當做一個微型的cloud,那么這是一個全局一致性但是處理能力非常有局限性的云服務。

Filecoin是第一次打破了區塊鏈世界和物理世界的隔閡，通過時空證明，鏈接了大量的高端服務器和硬件資源，也打破了區塊鏈世界的內循環。FileStar文曲星將在Filecoin的基礎上，更進一步，不同于Filecoin只激勵大家構建分布式存儲的基礎設施，FileStar文曲星將致力于同時構建分布式存儲，可驗證計算和可度量帶寬的基礎設施，致力于未來服務于所有區塊鏈的項目，例如未來大量以太坊的Rollup的證明工作可以在FileStar網絡上進行驗證。FileStar項目將在Filecoin的基礎上進一步迭代，通過不斷的技術創新，構建Web3.0的物理基礎設施。

我們認為區塊鏈本身只是提供了一套分布式的清結算協議，如果上面只能清結算由社區弱信用所發行的各種Token，那么區塊鏈的價值會大打折扣。FileStar項目將致力于鏈接鏈下的物理世界，不同于預言機只能鏈接簡單的價格信息，并提供到鏈上，FileStar文曲星將致力于鏈接互聯網上真實的計算、存儲、帶寬資源，并形成統一的資源度量衡和資源表示方法，將這些資源遷移到區塊鏈世界，來構建未來分布式互聯網的物理基礎設施。

Olympus將約91.3萬枚CVX轉至DAO基金地址，擬進行場外交易:7月26日消息，算法穩定幣協議Olympus將約91.3萬枚CVX（約300萬美元）從0x2d64開頭質押地址轉移到0x245c開頭DAO基金地址，據官方Discord信息披露，此舉為進行場外交易做準備。[2023/7/26 15:59:20]

項目背景

2020年10月15日，Filecoin主網在148888高度激活，宣告了行業內最受矚目的去中心化存儲網絡的正式上線。Filecoin提出了一套存儲證明機制，通過復制證明、時空證明等一系列技術創新，首次實現了現實世界鏈下存儲資源的度量和鏈上表示。在這一技術基礎上，Filecoin通過一套經濟激勵機制吸引了大批擁有高端服務器的礦工加入網絡，在一定程度上整合了大量高性能的計算、存儲和帶寬資源。Filecoin協議背后蘊藏的核心理念為未來區塊鏈+互聯網基礎設施的發展方向提供了重要參考，是行業內具有里程碑意義的創新。

然而，在Filecoin協議創新的背后，Filecoin項目在實現上仍留有一定遺憾，有可能會阻礙這個新型去中心化存儲網絡的進一步發展：

不同于Filecoin“去中心化”存儲的理念，Filecoin項目的開發和管理模式偏向“中心化”，開發團隊在主網上線前仍在對共識機制、關鍵特性和經濟模型進行修改，在一定程度上影響了網絡的穩定性；

FIL代幣的分配和釋放規則對礦工較不友好，在主網上線之初，礦工只能高價從市場上買入FIL代幣才能繼續維持挖礦的開銷，因此才會有目前主網一上線礦工就大規模“停擺”的現象，這顯然不利于對基礎設施提供者的長期激勵；除礦工外，生態中其他的參與者未獲得足夠激勵，參與維護網絡發展的意愿不強；

參與Filecoin挖礦的門檻較高，需要擁有大量的前置抵押代幣，并購買帶有AMD高端處理器的礦機，這些都阻礙了更多小礦工和大批Intel礦機的加入；

Filecoin網絡本身的架構和技術選型導致實際的鏈上處理能力比較有限，在網絡擁堵時甚至無法處理有效存儲的證明上鏈，也無法進行正常轉賬，這在很大程度上限制了Filecoin網絡規模的進一步擴大；

The Open Network基金會啟動一項2500萬美元的基金:金色財經報道，由 Telegram 創建的 Layer 1 區塊鏈 The Open Network (TON) 基金會宣布啟動一項 2500 萬美元的基金，用于建設其生態系統的項目。該項目被稱為“TON 加速器計劃”，將為每個項目投資 50,000 至 250,000 美元，TON 將提供合作和指導資源。

最初的資金接收者池將面向參加最近 TON 黑客馬拉松的項目，側重于孵化DeFi項目。除了具備構建 TON 的先決條件外，項目還必須具備最小可行性產品 (MVP)，并需要營銷、業務和技術方面的支持。[2023/5/23 15:19:32]

Filecoin網絡中存儲的數據的可用性比較有限，只能存儲一些使用頻率極低的“冷數據”，而對于需要隨時存取的“熱數據”，Filecoin網絡基本不可用；

此外，Filecoin官方推出的挖礦軟件在封裝效率上仍有較大優化空間，這從某種意義上說是對現實世界存儲、計算以及帶寬資源的浪費，無法實現對資源的高效利用。

因此，Filecoin到真正成為可用的去中心化存儲基礎設施還有很長的路要走。另一方面，存儲始終只是互聯網基礎設施中的一部分，未來分布式互聯網需要一套更加完整的激勵協議，激勵礦工貢獻包括存儲，計算和帶寬在內的更多資源。

FileStar項目愿景FileStar希望成為web3的基礎設施，構建基于IPFS協議的分布式存儲、計算和帶寬激勵網絡，整合全世界互聯網基礎設施資源，并實現資源的最優化利用。這與只專注于存儲的Filecoin有本質區別。

與Filecoin的主要區別FileStar實現了一套更加合理的分布式存儲激勵機制，并將逐漸從分布式存儲進化為分布式互聯網的激勵層，實現更加精細化的激勵，實現計算、帶寬和存儲資源的最優化利用。FileStar的優勢主要表現在

更低的挖礦門檻，網絡啟動初期取消前置抵押，取消SHA256算法對AMD礦機的依賴，激勵更多礦工對整個網絡貢獻網絡基礎設施資源；

更高的可擴展性，通過修改WindowPoST的抽查邏輯，引入遞歸存儲證明技術等，全方位提高鏈上消息處理的能力，提高TPS；

數據：某機構今日將266萬枚SNX轉至幣安，約合750萬美元:金色財經報道，Lookonchain監測數據顯示，曾于3月14日至3月16日以1500美元從Synthetix財庫購入約543.7萬枚SNX的機構，在5小時前將266萬枚SNX(約合750萬美元)轉移到幣安。[2023/3/17 13:09:51]

高效的挖礦軟件，全面提升現有Filecoin挖礦軟件的性能，提高網絡的整體封裝效率；

數據的高可用性，可用于存儲“熱數據”和“溫數據”，用戶可以快速讀取已存儲的數據；

多方參與的去中心化治理機制，采用社區化的開發和管理模式，開發者、礦工和生態中其他參與者將共同決定網絡發展方向；

合理的代幣分配，無預挖、無募資，絕大部分代幣將全部由挖礦產出，同時對生態中所有參與者進行精細化的長期激勵，確保生態長期健康發展；

FileStar將繼承Filecoin主網的有效存儲，激勵Filecoin礦工共同維護FileStar網絡。

FileStar的技術改進和創新

作為基于IPFS協議的分布式互聯網激勵網絡的第一步，FileStar提出了多項技術改進和創新。

?取消前置抵押

根據Filecoin的經濟模型，前置抵押指的是礦工在封裝每一個sector并生成有效算力時必須抵押一定數量的代幣，直到sector生命周期結束后再返還給礦工的一種安全機制。其設計初衷是鼓勵礦工長時間存儲數據，保證數據的可用性。

然而，目前Filecoin網絡中前置抵押的設計并不合理：一方面，前置抵押的數量相對較大，在當前網絡算力增速下，礦工如果進行抵押極有可能入不敷出，無法持續維護整個網絡；另一方面，目前網絡中封裝的大部分sector都是所謂的“垃圾sector”，并沒有多少包含有效數據的“訂單sector”，而通過前置抵押保證這些垃圾數據的可用性沒有任何實際意義。前置抵押是造成目前礦工停擺的最主要原因。

實際上，為了保證數據的安全性，Filecoin還設計了后置抵押，即所有挖礦獎勵只有在礦工持續保存數據的情況下才能逐步解鎖，數據的安全性和可用性上已經得到了較大保證。

BIS：非洲央行CBDC其動機與其他新興市場國家不同:金色財經報道，國際清算銀行 (?BIS?) 發表了一篇關于非洲中央銀行數字貨幣 (?CBDC?) 的論文，強調其動機與其他新興市場國家不同。在進展方面，尼日利亞推出了eNaira零售CBDC，?加納正處于試點階段，?南非進行了批發CBDC 試點。在 19 個非洲中央銀行中，CBDC 的首要動機是提供中央銀行數字現金，其次是更好的金融包容性，并作為實施貨幣政策的工具。使用可編程貨幣作為優先事項得分非常低。

關于部署數字貨幣的三大擔憂是網絡安全風險，其次是對非中介銀行的擔憂，以及 CBDC 是否會吸引消費者。總體而言，與世界其他地區相比，BIS 評估非洲大陸在 CBDC 部署方面的進展較慢。[2022/11/25 8:06:13]

因此，FileStar將全面取消Filecoin現有的前置抵押，保留獎勵的后置抵押，并對sector的抵押規則做出如下改進，進一步保障安全性。

首先，FileStar允許垃圾sector擁有更短的生命周期。垃圾sector的主要意義在于證明網絡中存在對應可用的有效存儲空間。目前Filecoin網絡中任何sector的生命周期至少為一年，但實際上長期存儲垃圾數據是一種資源浪費。FileStar網絡中未存儲有效數據的垃圾sector將支持較短的生命周期，避免存儲資源長期被垃圾數據占用。

其次，FIleStar的訂單sector需要抵押存儲費用。訂單sector中存儲了用戶的有效數據，通過抵押用戶支付的存儲費用，將鼓勵礦工優先存儲訂單sector，并保證其數據可用性。

取消前置抵押將使礦工可以隨時加入網絡進行挖礦，并持續貢獻算力，共同維護網絡的安全性。

?新哈希算法

Filecoin中采用的SHA256算法嚴重依賴于AMD處理器的指令集優化，而大量未支持相關指令集優化的Intel礦機處于較大劣勢，基本無法參與挖礦。這一選擇極大地打擊了Intel礦工的積極性，同時也為Filecoin網絡未來的發展帶來極大的局限性。

FileStar的目標是成為未來互聯網基礎設施的激勵層，必然需要激勵更加多樣化的硬件加入到網絡中。因此，需要在保證安全性的前提下，使得基于x86體系的礦機挖礦性能處于同一水平，鼓勵多樣性。目前FileStar正在驗證哈希算法包括SHA512，Poseidon，Pederson和Blake2s等，FileStar將在不同平臺上評估這些哈希算法的安全性和實際性能，并從中選擇最合適的算法，以支持Intel礦機或其他高性能礦機。

Coinbase和Polygon在印度支持新的加密倡導組織:11月3日消息，印度加密貨幣行業成立了一個新的倡導機構Bharat Web 3 Association（BAW），該協會從早期的區塊鏈和加密資產委員會 （BACC）向Web3 的品牌轉變。據悉，新協會的主要成員包括Polygon、Hike、Coinbase、CoinSwitch Kuber、Zebpay和WazirX。

知情人士稱，一些注冊和程序手續仍在辦理，該協會的目標包括提高對Web3的認識、推動技術和創新、支持生態系統合作伙伴以及與監管機構聯系以傳達保護消費者的步驟。今年7月，BACC被其上級組織印度互聯網和移動協會 (IAMAI) 解散。（CoinDesk）[2022/11/3 12:14:38]

遞歸零知識證明技術

復制證明是Filecoin存儲證明的重要組成部分，結合零知識證明，PoRep可以把存儲資源量化并在鏈上生成對應的證明。在Filecoin的PoRep證明機制中，礦工每封裝一個sector，都需要向網絡中提交兩個證明，對應的消息分別為PreCommitSector以及ProveCommitSector。實際上，在現有的Filecoin網絡中，絕大多數的鏈上消息都是在提交這兩種證明。但Filecoin網絡的鏈上消息處理能力非常有限，當網絡發生擁堵時，大量的證明消息將占用絕大多數鏈上資源，而普通的消息將無法被打包。這同時也導致了大礦工”自私挖礦“行為，小礦工的證明消息基本無法上鏈。

FileStar提出了一種遞歸零知識證明技術以解決上述TPS瓶頸問題和消息上鏈的問題。

RecursiveZK-SNARK的基本原理是把礦工在一定時間內產生的若干sector的證明，進行鏈下證明，組成Merkle樹，并生成一個聚合證明，最終只需要向網絡中提交一次證明即可同時完成多個sector的證明上鏈過程。這樣一來，每個礦工需要提交的證明消息將會明顯減少，從而提高TPS，實現網絡擴容。不僅如此，通過調節證明聚合的程度，還可以對網絡的消息處理能力實現調節，適應未來FileStar網絡不同發展階段的需求。

WindowPoST+VRF機制

在完成PoRep后，礦工需要提供時空證明，證明對數據進行了持續存儲。Filecoin中礦工封裝的每個sector每天都會被抽查，礦工需要正確提交WindowPoST證明，否則其抵押的FIL將被罰沒。對于存力較大的的礦工來說，每天提交的證明數量非常大，而且隨著網絡的進一步發展，網絡中需要提交的WindowPoST也會越來越多，最終可能也會造成網絡的擁堵，降低網絡對普通消息的處理能力。

FileStar在WindowPoST的抽查機制中引入了隨機抽查機制，使得每個礦工需要提交WindowPoST證明的頻率大大降低，而不需要每天對算力都提交多次證明。普通的隨機抽查函數有可能被預測，從而影響網絡的安全性，因為礦工如果能確定自己被抽查的時間，就存在作弊的可能。FileStar采用了可驗證隨機函數來進一步提升隨機抽查的安全性。

高效的挖礦軟件

FileStar還將對現有開源的挖礦軟件進行優化，全面提升礦機的挖礦效率，最大化利用礦機計算資源和存儲資源。優化主要集中在任務調度模塊和零知識證明模塊。

任務調度優化。在其他軟硬件條件相同的情況下，不同的任務調度策略將直接影響礦機的封裝效率。Filecoin目前的挖礦軟件在任務調度上有諸多缺陷，在很大程度上影響了網絡有效存儲的增長。FileStar將發布帶有任務調度優化的挖礦軟件，提升礦機的挖礦效率。

零知識證明優化。Filecoin中無論是PoRep還是PoST都大量采用了零知識證明算法，但零知識證明的生成過程仍有較大的優化空間。FileStar的挖礦軟件將在零知識證明生成效率上進行大幅優化，并發布給所有礦工使用。

結合以上兩點優化，FileStar的全網挖礦效率會比現有Filecoin網絡有明顯的提升，這意味著在投入的相同硬件的情況下，FileStar將逐漸成為最大的分布式存儲網絡。

Filecoin算力映射

Filecoin主網有近600PB有效算力，并且仍在快速增長。參與Filecoin挖礦的礦工是第一批去中心化存儲的基礎設施貢獻者，也將是未來web3基礎設施的中流砥柱。FileStar在上線初期將會對所有Filecoin上的有效算力的權益進行一定映射，礦工如果參與FileStar挖礦，將有可能獲得與Filecoin主網算力匹配的獎勵，具體映射規則將在FileStar主網上線時公布。

去中心化治理機制

FileStar開發團隊負責維護FileStar項目，但整個項目的開發和管理將采用社區化模式。在FileStar社區中，任何人都可以提交代碼，同時需要提交完整的測試代碼。所有新提交的代碼在經過充分測試后才會合并到測試網絡，并在穩定運行一段時間后再上線主網，從而保證主網的安全性和穩定性。FileStar項目充分尊重生態中所有社區參與者的意見，每一個新特性的開發和上線，都需要通過社區成員的投票決定。

FileStar生態中的開發者、礦工以及普通用戶都可以參與投票，共同決定網絡的發展方向。

代幣經濟模型FileStar協議中原生的代幣為STAR，主要用于支付消息手續費和存儲費用，礦工參與挖礦可以獲得STAR挖礦獎勵和手續費獎勵。為了吸引礦工貢獻存儲、計算和帶寬等資源，同時激勵更多生態參與者的加入，FileStar設計了更加精細化的代幣激勵模型。STAR代幣總量為2,000,000,000STAR，不對外募資，團隊無預挖，代幣的分配規則如下：

70%由挖礦產生，產量逐天減少，每6年產量減半

30%用于激勵提供存儲資源的礦工15%用于激勵提供計算資源的礦工15%用于激勵提供帶寬資源的礦工10%用于激勵提供其他有價值計算的礦工，包括零知識證明服務，AI，大數據等各類有價值的計算，由社區共同投票決定

30%用于對生態中其他參與者的長期激勵

15%分配給FileStar基金會，5年解鎖，用于項目的長期維護和迭代升級7%分配給社區開發者5%分配給FileStar生態中企業和應用，5年解鎖1%分配給媒體1%分配給支持FileStar的交易所和錢包1%用于處理法律關系，確保項目遵守當地法律法規

項目發布計劃

2020年10月20日發布白皮書初稿

2020年10月30日發布Filestar第一版代碼，實現基于filecoin的改進，免抵押，并修復filecoin多個bug

2021年2月30日實現白皮書中的大部分內容，包括新的封裝Hash算法，遞歸零知識證明實現鏈下消息聚合提高全網TPS和引入隨機抽查WindowPoST+VRF等

2021年8月30日推出可驗證計算網絡，激勵Filestar的部分礦工，轉向可驗證計算網絡

2021年12月30日推出可度量帶寬網絡，激勵Filestar的部分礦工，轉向可度量帶寬網絡

未來工作

實現分布式存儲的激勵網絡是FileStar第一階段的目標，其目的在于吸引一批高質量的服務器，提供豐富的存儲，帶寬和計算資源。在第一階段網絡穩定后，FileStar將提供更加豐富的激勵機制，激勵web3基礎設施的搭建。方向包括：

提出計算資源、帶寬資源證明機制，進一步吸引不同的基礎資源提供者，實現分布式計算網絡和分布式帶寬網絡；

激勵網絡中的計算資源為其他節點提供零知識證明計算服務；

為網絡中其他節點提供可驗證計算服務。

總結

FileStar在Filecoin核心創新的基礎上，實現了一套更好的分布式存儲網絡激勵層：通過取消前置抵押、采用新哈希函數等改進，全面降低了礦工參與挖礦的門檻；結合遞歸零知識證明，PoST+VRF等技術創新，解決了TPS和消息上鏈問題，極大的提高了FileStar網絡的可擴展性；對挖礦軟件的優化使挖礦效率顯著提升，提高了網絡中硬件資源的利用效率。

FileStar采用了更加公平的代幣分發規則以及去中心化社區治理，極大地提升了協議的公平性，有助于項目的長遠發展，并最終實現基于IPFS協議的分布式存儲、計算和帶寬激勵網絡，成為未來web3基礎設施的重要組成部分。

不同于Filecoin只激勵大家提供分布式存儲，FileStar將在分布式存儲的基礎上，激勵大家提供可驗證的計算和可度量的帶寬資源，并最終和Filecoin形成巨大的差異化。我們相信隨著區塊鏈行業的整體發展和Filestar團隊的全力開發，一個分布式互聯網的世界正在我們眼前慢慢展開。

來源：金色財經

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