【Filecoin源码仓库全解析】第三章（下）：存储提供方（矿工）的配置操作

摘要：我们将在下一章源码仓库全解析第四章下存储需求方的配置操作中重点介绍存储需求方用户的配置操作，并反过来验证第三章中存储矿工后续挖取新块的过程，帮助大家融会贯通，并在工程上验证整个挖矿行为的生命周期。目前已成为华中区最大最具影响力的垂直媒体。

不好意思，这篇加了点八卦：

本来是不太想说这事的，从18年看到现在，不少见圈里的朋友和友商互相吐槽乃至攻击...最近还闹得比较大。这里说两句：区块链存储在中国是一个刚诞生的新兴领域，探索阶段有错误是常态，至少大家都愿意把脸放下地在盘活这个行业。

今天小编看到一句很深刻的话：强者互持，弱者互撕，希望大家能意识到：因为同行者，你的存在和你所做的事情才有意义...

欢迎大家来到第三章的下篇，经过前章 【Filecoin源码仓库全解析】第三章（上）：存储提供方（矿工）的配置操作的内容阅读后，我们应该能会对Filecoin存储市场机制和市场中的各角色职能有了更深刻的认知，并且可以配置自身节点角色，成为存储提供方（矿工），参与挖矿了。

上一篇，我们讲解了如何在工程上申请存储矿工角色，本篇，我们将深度剖析存储矿工对象的源码结构，方便大家从根本上理解矿工的事务，并对一次挖矿的生命周期做一个总结。

首先，我们来深度剖析一个存储矿工对象的源码结构，这样便于大家从根本上理解矿工的事务。

我们在链上成功注册一个新的矿工身份后，Filecoin存储市场Actor（上帝）将调用CreateMiner()方法为我们生成一个新的存储矿工实例对象（StorageMinerActor），并返回其地址，这个新的实例对象结构如下：

type StorageMinerActor interface {
    //矿工向存储市场发送订单的方法。
    AddAsk(price TokenAmount, expiry uint64) AskID
    //提交扇区的方法。
    CommitSector(commD, commR, commRStar []byte, proof SealProof) SectorID
    //用于向链上提交时空证明的方法，证明矿工已实际存储了其声称的文件。
    SubmitPoSt(p PoSt, faults []FailureSet, recovered SectorSet, doneSet SectorSet)
    // 允许矿工为网络提供更多存储空间的方法
    IncreasePledge(addspace Integer)
    // 若缺乏复制证明证据，将用此方法惩罚矿工
    SlashStorageFault()

存储矿工会有自己的链上状态，仅在创建新区块时更新，并全网同步可追溯，可以理解为这是Filecoin网络为矿工们所维护的一组状态账本：

type StorageMinerState struct {
    //Owner 是拥有此矿工节点的账户地址
    Owner Address
    
    //Worker 是此矿工节点的工作账号地址
    Worker Address
    
    //PeerID 是应该用于连接这个矿工节点的libp2p对等身份
    PeerID peer.ID
    
    //PublicKey是矿工用于对区块进行签名的密钥的公共部分
    PublicKey PublicKey
    
    //PledgeBytes是此矿工提供给网络的空间量
    PledgeBytes BytesAmount
    
    //被锁定的抵押金额
    Collateral TokenAmount
    
    //当前抵押金额
    ActiveCollateral TokenAmount
    
    //未提取的抵押金额
    DePledgedCollateral TokenAmount
    
    //提取抵押币的时间
    DePledgeTime BlockHeight
    
    //Sectors 扇区集合
    Sectors SectorSet
    
    //提交PoSt证明的扇区
    ProvingSet SectorSet
    
    //在上一次PoSt提交期间状态变更为“完成”的一组扇区。
    NextDoneSet SectorSet
    
    //矿工所拥有的算力算量
    Power BytesAmount
}

存储矿工角色有两个不同的地址:

一个是Worker：负责完成所有事务活动，参与Ask订单、提交证明，提交新扇区等。

另一个是Owner：地址是创建矿工的地址，支付抵押品，并获得出块奖励。

小编认为需要这样区别和设计的原因归结为八个字：各司其职，安全第一。

例如：Owner适合冷存密钥，安全级别更高，Worker常迁移和变更，安全级别更低。

如下图所示，我们可以在~./filecoin/config.json下分别获取到worker和Owner的地址数据：

Worker => minerAddress

Owner => defaultAddress

注意：查询Ask订单，选择交易时一定注意用worker地址来检索

画了一个脑海中的草图，方便大家理解和记忆：

如图所示，存储矿工的生命线主要有四条：

存储交易

创建区块

停止挖矿

失责惩罚（WIP）

下面依次来介绍其生命周期中的这几个过程：

Step1：操作节点参与链上身份注册，提交抵押与存储容量，成为一个存储矿工

Step2：创建Ask订单，与用户节点交易。

Step3：密封数据并提交复制证明（PoRep）于链上，更新订单状态，完成交易，并开启PoSt证明周期（证明期是矿工必须向网络提交空间时间证明的固定时间。）

备注：这块内容可以继续深挖，后面有时间考虑单开一章节：与FilecoinProof相关

Step4：存储矿工收集证明集合，创建PoSt，计算ProveStorage和StoragePower（算力）。

备注：在证明期内，证明集会始终保持一致。在此期间系统增加的任何扇区都将顺延至下一个证明期内。

Step5：当矿工完成他们的PoSt时，调用SubmitPoSt将其提交给网络，并伴随区块更新同步状态。

当经历完存储交易的过程后，存储矿工已经具备了参与创建区块节点的竞选了，选票的生成逻辑如下所示：

//这块函数体内部逻辑官方提示将改动，就不一一解析了

func IsTicketAWinner(t Ticket, minersPower, totalPower Integer) bool {
    return ToFloat(sha256.Sum(ticket)) * totalPower < minersPower
}

pTipSet := getHeaviestTipSet()

smallestTicket := selectSmallestTicket(pTipSet)

var tickets []Signature
baseTicket := smallestTicket
for {
   
    challenge := sha256.Sum(baseTicket.Bytes())

    postCount := estimator.GetPostCount(chain, pTipSet)

    proof := post.Prove(storage, challenge, postCount)

    ticket := minerPrivKey.Sign(sha256.Sum(proof.Bytes()))
    tickets = append(tickets, ticket)

    totalPower := getTotalPower(pTipSet)
    ourPower := getMinerPower(pTipSet, minerID)

    if IsTicketAWinner(ticket, ourPower, totalPower) {

        return tickets
    } else {

        baseTicket = ticket
    }
}

同时，为了防止女巫攻击，选票需要被其他节点验证，同时，自身也将验证其他节点的选票：

//这块函数体内部逻辑官方提示将改动，就不一一解析了
func VerifyTicket(b Block) error {

    curTicket := selectSmallestTicket(b.Parents)

    for _, ticket := range b.Tickets {
        challenge := sha256.Sum(curTicket)
        if !VerifyProof(b.Proof, b.Miner, challenge) {
            return "Proof failed to validate"
        }
        pubk := getPublicKeyForMiner(b.Miner)
        if !pubk.VerifySignature(ticket, sha256.Sum(b.Proof.Bytes())) {
            return "Ticket was not a valid signature over the proof"
        }
        curTicket = ticket

    }
    state := getStateTree(b.Parents)
    minersPower := state.getPowerForMiner(b.Miner)
    totalPower := state.getTotalPower()
    if !IsTicketAWinner(curTicket, minersPower, totalPower) {
       return "Ticket was not a winning ticket"
    }
    return nil
}

创建区块之前，首先要赢得选票，令所有对等节点之间达成一致。这里涉及到预期（Expected Consensus）共识，简而言之：

是Filecoin基于拜占庭容错基础上的改进版，策略是每一轮里选举出来一名或者多名存储矿工来创建新的区块，赢选票的可能性和矿工已分配的存储（即与上文中ProveStorage、StoragePower强相关） 成比例。

备注：这块内容也可以继续深挖，后面有时间考虑单开一章节：与Expected Consensus相关

当你侥幸获得一张优胜选票时，将创建新块，结构体如下所示：

//这块函数体内部逻辑官方提示TODO，应该后期改动会比较大

type Block struct {

    Parents []*cid.Cid

    Tickets []Signature

    Proof post.Proof

    Ticket Signature

    MsgRoot *cid.Cid

    ReceiptsRoot *cid.Cid

    StateRoot *cid.Cid

    BlockSig Signature
}

当完成区块创建之后，随之而来的是丰厚的上帝奖励（FIL分发），具体的分发策略也处于WIP状态，目前测试网阶段是1000FIL/Block。

如果需要停止采矿，矿工必须履行完所有存储订单（即：名下所有Ask订单状态为Poster），并在PoSt提交期间将其从证明集中删除。

之后，可通过客户端指令调用DePledge()来取回他们的抵押品，并停止挖矿进程。

备注：此过程也会参与链上操作。

如果矿工因未能按时提交PoSt而被slashed，他们将失去所有抵押品。

备注：官方仍在Work in Process之中，需要更多社区的建议和讨论，目前设置了多种保险和重新验证机制，可见Filecoin也非常重视矿工的利益。

https://github.com/filecoin-p...

https://github.com/filecoin-p...

本章是一个基础铺垫，深挖了底层的原理，这是为了让我们对Filecoin系统的理解，不光只停留在工程指令集的操作上面。

我们将在下一章《【Filecoin源码仓库全解析】第四章（下）：存储需求方的配置操作》中重点介绍存储需求方（用户）的配置操作，并反过来验证第三章中存储矿工后续挖取新块的过程，帮助大家融会贯通，并在工程上验证整个挖矿行为的生命周期。

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