自從區(qū)塊鏈技術(shù)問世以來，共識(shí)機(jī)制就一直是其核心。目前，所有的區(qū)塊鏈項(xiàng)目都必須圍繞共識(shí)機(jī)制運(yùn)作，因?yàn)檫@是區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)所決定的。Filecoin自然也避免不了共識(shí)機(jī)制的應(yīng)用。與工作量證明機(jī)制（PoW）不同，PoW機(jī)制中的大量算力只能用于維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，而不能對(duì)網(wǎng)絡(luò)做出其他貢獻(xiàn)。Filecoin系統(tǒng)中，礦工需要不斷生成時(shí)空證明，我們可以利用這些時(shí)空證明來統(tǒng)計(jì)各個(gè)礦工對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的貢獻(xiàn)，并以此來設(shè)計(jì)共識(shí)機(jī)制。Filecoin的共識(shí)機(jī)制被稱為期望共識(shí)（EC），而Filecoin區(qū)塊鏈實(shí)際上并不是傳統(tǒng)意義上的鏈，而是DAG。從數(shù)學(xué)角度來看，最佳狀態(tài)下的Filecoin每時(shí)每刻只會(huì)產(chǎn)生一個(gè)區(qū)塊，當(dāng)然也可能產(chǎn)生多個(gè)或者沒有。因此，主鏈周圍可能存在一些小分支，但它們都是賬本的一部分。

傳統(tǒng)的共識(shí)機(jī)制，比如比特幣，消耗大量的能源，但是除了維護(hù)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全之外，并沒有更多的作用，這一點(diǎn)備受批評(píng)。Filecoin嘗試探索一種更合理的共識(shí)機(jī)制，既能確保安全和環(huán)保，又能發(fā)揮更大的價(jià)值。在此之前，也有其他區(qū)塊鏈項(xiàng)目嘗試探索其他道路，比如將PoW機(jī)制中驗(yàn)證前導(dǎo)零的工作改為發(fā)現(xiàn)新的素?cái)?shù)，以太坊要求礦工在執(zhí)行工作量證明的同時(shí)運(yùn)行腳本程序。這些都是有價(jià)值的改進(jìn)，但仍然存在巨大的能源浪費(fèi)。

Filecoin提供的解決方案是根據(jù)其當(dāng)前已用存儲(chǔ)空間占全網(wǎng)存儲(chǔ)空間的比值來決定的，被稱為期望共識(shí)。通過這種方式，礦工更愿意在更大的存儲(chǔ)空間上進(jìn)行投資，而不是在更大的計(jì)算力上投資。礦工提供存儲(chǔ)空間，并相互競爭獲得更大的存儲(chǔ)空間，這對(duì)于維護(hù)Filecoin的去中心化存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)是有利的。

對(duì)于Filecoin來說，共識(shí)機(jī)制需要解決三個(gè)問題：計(jì)算礦工的存儲(chǔ)算力、確定每個(gè)礦工的時(shí)空證明、運(yùn)行EC共識(shí)機(jī)制。

存儲(chǔ)算力方面，F(xiàn)ilecoin定義了挖礦存儲(chǔ)算力模型，主要考慮存儲(chǔ)算力計(jì)算的透明性、可驗(yàn)證性和靈活性。每個(gè)礦工的存儲(chǔ)算力和全網(wǎng)總存儲(chǔ)算力是公開的，任何時(shí)候都可以通過區(qū)塊鏈訂單簿查看。礦工需要在特定時(shí)間段內(nèi)生成存儲(chǔ)證明，通過驗(yàn)證存儲(chǔ)證明，任何節(jié)點(diǎn)都能驗(yàn)證存儲(chǔ)算力計(jì)算是否合法。同時(shí)，礦工可以隨時(shí)提交報(bào)價(jià)單來增加新的存儲(chǔ)空間，以接受更多的訂單來增加自己的存儲(chǔ)算力。雖然PoW機(jī)制也滿足上述三個(gè)特點(diǎn)，但EC機(jī)制在透明性方面表現(xiàn)更好。

時(shí)空證明容量方面，礦工每隔一定的區(qū)塊高度需要提交一次存儲(chǔ)證明，這個(gè)過程需要大部分網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)算力來驗(yàn)證合法性。每個(gè)新區(qū)塊生成時(shí)，都會(huì)更新當(dāng)前分配表，計(jì)算時(shí)空證明容量只需要查詢和驗(yàn)證記錄即可。具體方式有兩種：全節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證和簡易存儲(chǔ)驗(yàn)證。

EC共識(shí)機(jī)制方面，F(xiàn)ilecoin記賬節(jié)點(diǎn)采用類似于權(quán)益證明的方式，那些提供更大有效存儲(chǔ)的節(jié)點(diǎn)有更大的概率贏得競選，并獲得下一個(gè)區(qū)塊的記賬權(quán)。這種共識(shí)機(jī)制被稱為期望共識(shí)。礦工需要持續(xù)生成時(shí)空證明來確保他們存儲(chǔ)文件的備份，每個(gè)存儲(chǔ)證明都同時(shí)產(chǎn)生下一個(gè)區(qū)塊的選票。EC共識(shí)機(jī)制具有三個(gè)特性：公平性、不可偽造性和可驗(yàn)證性。每位參與者在每次選舉時(shí)只有一次機(jī)會(huì)，最終成功率與其存儲(chǔ)算力占比基本一致。驗(yàn)證信息有礦工私鑰簽名，其他人無法偽造。被選舉出的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(diǎn)的時(shí)空證明會(huì)提交給其他節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證，以確保簽名和存儲(chǔ)證明的一致性，并滿足區(qū)塊生成條件。任何人都可以簡單地進(jìn)行驗(yàn)證。

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