比特币建立在一个简单的线性区块链上。每个区块均加权,并且仅计数一次。鼓励矿工在最长的链上进行开采:区块最多的那个。
比特币区块链的长度超过 600,000 个区块(自创世以来,每 10 分钟大约一个)。比特币的最长链规则和 10 分钟的阻止时间允许大多数网络隐式地“投票”他们想在哪个块上使用。这种选择可能取决于多种因素,例如矿工最先听说哪个区块以及区块中包含的交易。取决于矿工来决定,重要的是,大多数网络最终会同意开采哪个区块和放弃哪个区块。废弃的块称为孤立块。比特币的孤块是没有奖励的,下表中的紫色表示孤立的块。
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以太坊则认为孤块是有效的块,不会影响链的总长度和稳定性。以太坊奖励制作这些区块的矿工,这些区块被称为“叔块”。矿工在开采矿块时会获得奖励,即使他们最终并未被包括在链中。这有助于弥补矿工因网络延迟而面临的潜在不利因素,并消除网络集中化的麻烦:单个或网络连接不佳的矿工也将获得补偿。
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到如今区块链的思想不再是链本身,而是有向无环图(DAG)。这样一来,我们可以查看的不是块最长的链,而是可以查看最重的 DAG(或 GHOST-Greedy 最重观测的子树)。
Filecoin 就是这样一种协议。GHOSTy 协议使矿工可以参考过去观察到的所有区块,以增加其链的重量。Filecoin 的共识机制建立在这之上。如果比特币像生产最长和最有效链条的竞赛一样运作,则 Filecoin 的“预期共识”是基于选举的,并且可以在给定回合中选举多个矿工作为领导者。这又意味着可以在每个回合中创建多个有效的同级块。随着每个回合的到来,新一代的家族树将会成长,每个回合产生的有效区块过程了一个Tipset,这是Filcoin独有的系统。
Filecoin 中的块按纪元排序。每个新块都指代前一个时期中产生的至少一个块(父)。Tipset由具有相同父代且在相同时期内开采的有效块组成。
下图简化为不考虑底层存储能力,它以不同的颜色显示了来自同一祖父母块的3个Tipset。让我们计算这些Tipset的重量。
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在下面的第一个图表中,祖父母+父母+孩子给 纪元2 中的第一个Tipset重量为 5。
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下面的第二个Tipset的总权重为 4(一个祖父母,两个父母,一个孩子)。
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最后一个Tipset(第三个图表)的总权重为 3(一个祖父母,一个父母,一个孩子)。
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最终图表提供了该链的全面视图,其中在第 2 纪元中第一个Tipset为最重的链,尽管直到下一个纪元才被确认。
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与以太坊一样,该系统通过确保不浪费任何工作来激励协作并总体提高链吞吐量。此外,由于严格要求其所有块都具有相同的父代并且在相同的高度开采,因此在分叉的情况下,链可实现快速收敛。
最终,Filecoin 会权衡提供更多存储功能的块,因为它的核心是存储网络。随着时间的流逝,矿工们汇聚在最重的链条上,那些链条正在创造价值。较轻的链条成为孤立块。
Filecoin 矿工存储的数据越多,矿工的存储能力就会增长得越多,网络上的存储能力越大,矿工就更有可能生成新区块并赢得区块奖励。
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