【IPFS】IPFS原理及挖矿筹备教程

2018-06-03 10:03:16 织梦安装使用
  • 文章介绍
佚名 NB区块链




IPFS主网即将上线,关注IPFS挖矿的朋友们,在此准备了从特有渠道获取的教程,供大家参考。

一、IPFS简介    

互联网就是由数以万计的服务器分布在全世界的各个角落,世界最大的芯片制造厂商  Intel  有大约 10 万台服务器,Facebook 有 3 万台,美国最大的电话公司 AT&T  也有 2 万台,而  Google 有超过 100 万台服务器!这个数字还是非常恐怖的。我们当前的互联网就是由这些巨头公司的服务器所构成的,这些服务器一直在机房运转着,如果关闭服务器,你将无法访问上面托管的内容。


网络数据是存储在各大服务器上,即使这样的服务器全世界非常多,多达千万甚至上亿个,但对于文件数据仍然是非常中心化的,因为你建的网站也只会放在一家公司的服务器上,你所产生的用户数据, 也都是存在中心化的公司服务器上的。一台服务器可能要每天应对百万次来自各个客户端和浏览器的访问,如果遭遇类似美国安全局这样的机构的审查,只需要控制这些服务器提供商,就可以轻易掌握用户数据。同样,黑客只需要发动对服务器的攻击,也有可能让普通用户无法访问服务器,DDOS 攻击就是利用多台计算机对服务器进行大量的服务请求,占据服务器资源。


同时,成千上亿的服务器可能存着大量相同拷贝的文件,例如同一部电影会被上万人收藏,并保存在不同的服务器上,如此一来也造成了存储资源的极大浪费。互联网一直是人类进步的催化器,但中心化的网络容易被控制,是对互联网良性发展的的威胁。


星际文件系统(InterPlanetary File System,缩写 IPFS)是一个旨在创建持久且分布式存储和共享文件的网络传输协议。它是一种内容可寻址的对等超媒体分发协议。在 IPFS 网络中的节点将构成一个分布式文件系统。它是一个开放源代码项目,自 2014 年开始由 Protocol Labs(协议实验室)在开源社区的帮助下发展。其最初由 Juan Benet 设计。IPFS 的意义在于,每个节点都是一个小数据库服务器,分散在全球各地,通过 IPFS 协议,将他们汇聚成一个网络,充分利用空闲的存储与宽带资源,向有需要的用户提供文件存储,这样就天然屏蔽了因为战争、自然灾害、大公司的垄断以及类似“棱镜门”事件的威胁,同时 极大增加了网络传输效率并降低了成本。


当前众多区块链项目中了也不乏分布式文件存储项目,例如:Sia、Storj 等,但因其技术局限性、缺乏社区共识以及生态不完善,目前看来发展的都并不理想。IPFS 作为 2017 年下半年的重磅 ICO 项目,在2018 年 6 月即将破茧而出之际,仍将成为本年度落地的重磅项目。70% 的 Token 用作奖励矿工,无疑在矿界掀起一波新的挖矿浪潮。


硬盘挖矿是一种新的探索,绿色环保不正是当今国际社会所倡导的吗。巨大的电力消耗一直是传统挖矿为人诟病的一点,巨大的能源消耗是否产出了相应的价值也一直是业内外讨论的话题,而 IPFS 通过宽带资源以及存储资源的有效利用产出的 Token,不同于很多浪费了大量电力产出的为了挖矿而挖矿,挖出的只是一些供人炒作的 Token。



挖矿业现状:

一、内在条件


BTC 的待采数量已不足四分之一,全网算力的饱和与难度的增加, 以及专业 ASICs 矿机的产生形成了巨高的门槛,已被矿霸垄断;ETH 网络难度爆炸,冰河期逐步到来,POW 与 POS 之间的纠缠,以及以EOS 为首的挑战者步步紧逼,为其今后的价值以及采矿都带来太多不定因素,同时也处在与比特币相似的境地;LTC、DASH 以及 ZCash 既没有比特币的信仰光环,也没有以太坊的落地应用,其采矿效益完全受市场行情影响,项目前景并不乐观,而且他们也都存在与比特币、以太坊相似的情况,如:算力饱和,难度爆炸、专业 ASICs 矿机称霸等等。其余各路山寨币种甚至手机挖矿、云挖矿充斥了太多陷阱和炒作。


二、外部条件


无论是各类专业 ASICs 矿机还是显卡矿机,都已经形成了成熟稳固的利益链条,这条利益链中,最顶层的是矿机(芯片)生产厂家, 也是收益最稳定的一方,他们掌握技术与生产资源,掌握定价权;第二层是矿机设备组装销售商,赚取人工费与设备差价,收益稳定,但受一定市场行情影响,最底层就是矿工,行情大好时期,机器成本水涨船高,机器廉价时,往往也是行情低迷时期。在采购矿机的那一刻, 你的理论收益就已经固定死了,接下来回本周期就是完全依赖行情, 风险最大。相对于较早时候,挖矿早已不再是暴富的捷径了,行情稳定的条件下各类主流矿机回本周期平均在 7~8 个月。


 

探索与研究


一、IPFS 探索


在我了解到 IPFS 的概念后产生了非常大的兴趣,随后在其官网下载了基于 Go 语言的测试版本 go-ipfs v0.4.13,分别在家用 PC,工作 PC 以及 VPS 云服务器上进行了测试体验,测试版仅仅是 IPFS 网络协议, 并不涉及 FILECOIN 挖矿内容。下面我对测试版的搭建及运用做一个简易教程,共有兴趣的朋友体验:


利用 IPFS 搭建你的私有云服务器(基于 Windows10 系统)


1、点击官网下载链接:

https://dist.ipfs.io/go-ipfs/v0.4.13/go-ipfs_v0.4.13_windows-amd64.zip

 

2、将下载的压缩包解压获得 go-ipfs 文件夹,并将文件夹放入 E盘根目录(也可是任意盘,只需将下文中  e:  改为对应盘符即可);


3、调出CMD 命令窗口,执行命令:e:,接着执行命令 cd go-ipfs



进入
 go-ipfs 文件夹;


4、执行命令:  ipfs init在此计算机上建立 ipfs 节点,并初始化(此步骤在同一计算机仅需运行一次,因此图片中提示我已经创建过节点);


5、执行命令:  ipfs daemon启动 ipfs 节点;至此一个 ipfs 节点



创建并运行,可以通过输入网址 http://localhost:5001/webui  进入网页管理界面进行上传与下载文件,界面非常友好,易于上手,在这里就不教大家了,下面的步骤是通过 CMD 命令窗口进行简单的上传下载;


6、先将我要上传的文件夹 ipfsminerplan 复制进 E 盘的 go-ipfs 文件夹,然后打开另一个 CMD 命令窗口,重复步骤 3,进入 go-ipfs 文件夹;





7、执行命令: ipfs add -r ipfsminerplan 将整个文件夹上传至 ipfs 网络,同时得到这个文件夹的 Hash 以及文件夹内每个文件的 Hash,下面我们就可以通过这些 Hash 字符串查看下载我们的文件了;



8、这个文件夹里有两个文件,一张图片,一份 pdf 版的白皮书,如果我们在其他电脑运行 IPFS 节点,然后通过  ipfs cat 、  ipfs get 、ipfs pin 等命令进行查看、下载到本地、储存至本节点,也可以通过http://localhost:5001/webui 搜索 Hash 值来查看下载文件,但要确保此节点在运行中。

       我们还可以设置每个节点的储存空间,进行点对点的文件存储、通过 IPNS 绑定节点域名,进行 DNS 解析,等诸多功能,完全可以建立一个基于 IPFS 网络的网站,以上教程不过是一个 IPFS 的基本体验。


二、Sia、Storj、Burst


     Sia 与 Storj 都是去中心化的存储应用,Storj 是以太坊上的一个Dapp,适合文件的安全保管。IPFS 是一个底层的互联网协议,致力于替代 HTTP,实现的是互联网上各个节点的文件读取、分享、交换。两者不是一个概念,如果说 IPFS 是 Microsoft,那 Sia 或 Storj 只能算是百度网盘。

       Burst 与前两者模式均不同,相对比较小众,听过的人并不多,该项目成立于 2014 年,是第一个设计出 POC 模式(Proof of Capacity, 容量证明),是一个主要利用计算机的硬盘空间进行挖矿的公有链, 虽然设计硬盘存储,但该项目仅仅是利用硬盘挖矿,而不承担任何有价值的数据存储。由于其 POC 模式比较类似 IPFS 挖矿的 POS 模式(Proof of Storage,存储证明),我对 Burst 的挖矿进行了研究,包括资料查阅与实际操作。Burst 挖矿首先利用 CPU 或者 GPU 通过算法将硬盘空间写满,而不是从网络下载数据文件,这个过程称为“写盘”,需要一定的时间,而且写盘过程中没有挖矿收益。当硬盘空间写满后, 主网络会每隔 4 分钟生成一个区块,然后全网的硬盘向主网络提交容量证明,得到主网络认可后获得相应的奖励,这个过程称为“跑盘”,跑盘的过程中仅需要少许 CPU 算力保证节点运行以及对硬盘的扫描即可,因为没有实质数据的上传下载,整个过程对网络要求很低。


三、挖矿原理及研究


结合白皮书描述,FILECOIN 矿工在挖矿过程中同样分为“写盘” 与“跑盘”的过程,称为“存储矿工(Storage Miners)”与“检索矿工(Retrieval Miners)”。当新矿机投入运行,此时硬盘是空闲的,矿工首先需要向网络抵押与存储空间成比例的抵押物(抵押物很可能是filecoin),才能接受存储任务,然后响应用户 Put 请求进行数据下载储存,同时向区块链网络提交存储证明(包含 PORep 与 POSt 两种形式)并获得报酬,提交存储证明的同时也是挖掘新区块的过程,也能获得区块奖励。在担任存储矿工的同时也能担任检索矿工;在执行检索任务时,矿工通过提交用户 Get 请求所需要的数据,或者撮合市场的订单,可直接从客户或者检索市场获得报酬,这个过程中不需要任何抵押物,也无需提交存储证明。当经过一定时间硬盘空间存满后, 矿工仅执行检索任务,由于此时硬盘数据量最大,检索获得的报酬会比硬盘空闲时检索任务报酬多。


根据以上描述可以判断 FILECOIN 挖矿对硬件的大概要求如下:


带宽:无论执行存储任务(下载数据),还是检索任务(上传数据), 同一时间内可接的任务越多,收益也越大。带宽相对于 IPFS 就如同电力相对于 BTC/ETH;


硬盘:单台主机硬盘空间越大,存储的数据越多,执行“存储矿工” 任务的数量就越多,收益也相比小容量更高,在“检索矿工”任务中, 被网络选中并上传数据的概率也越大。


主板:拥有多个 SATA 接口,并且通过 PCIE 接口转接获得更多的 SATA接口,同时最好支持磁盘列阵,增加多硬盘稳定性。


CPU:在执行存储任务时,需要不停的生成存储证明并发送至区块链网络,需要一定的计算能力,不过白皮书中提到“我们会展示如何在时空证明的基础上构建一个可以用在共识协议上的有效工作证明(POW)矿工们不需要浪费计算能力来开采矿区,只需要在网络中对数据进行存储即可”,原文如下图:



因此,我认为该工作对矿机 CPU 要求不是非常高,选择中端 CPU 即可,如果可以同时执行多项存储任务,多线程 CPU 会表现更好。

内存:在担任存储矿工的同时也承担检索任务,下载数据的同时还要计算存储证明,上传数据,检索网络,如果允许多任务执行,更对计算机内存是个考验,因此挖矿对内存会有一定要求。

 

矿场筹备


挖矿作为一个中长期的投资行为,收益虽不能与投资区块链项目甚至炒币相比,资金短时间内成倍增长,但相对收益是最稳定的,而且与其他行业相比已经算是高回报了。其实挖矿在整个区块链行业内属于中高层,矿霸掌握了这个行业非常多的资源,参与挖矿一直是我的一个目标,由于入场时间晚,挖矿的利益链已经固化,各层次利益已经被锁定了,就如同我在前文中所提到的,因此一直在等待机会。遗憾没有赶上BTC 的挖矿大潮,后来怀着谨慎、探索的心态尝试了ETH 挖矿,为我打开了区块链行业的大门。


2018 年以来,在对 IPFS 有了一个比较深入的了解后,仿佛让我看到一个更大的机遇,参与 FILECOIN 挖矿就成为了今年的一项主要目标。


2018 我相信在 IPFS 项目的带领下,硬盘挖矿会成为一个趋势走向台前为人更多人熟知,吸引更多人参与。2017 年是区块链行业的元年, 发展迅速,蕴藏了太多机遇,挖矿、ICO、OTC 交易、代投、交易平台、区块链评估、区块链媒体都在起步阶段,转眼一年的时间,在步入2018 年之际,可以看见的是业内各阶层已经分化鲜明,大部分利益被巨头垄断,这种情况下留给我们机会并不多了,在 IPFS 主导的硬盘挖矿即将兴起之时,抓住机遇变得至关紧要。


在筹备阶段,由于私人的关系,从运营商手上拿宽带资源并不难, 目前跟朋友合伙做 IP 代理,在手 400 条百兆光纤,上下行对等,因此,FILECOIN 挖矿中最重要的宽带资源可以很好的得到落实。


对于矿机的采购,目前市面上有很多号称 IPFS 矿机,并且煞有其事的在预售,高端一点有 ipfsfans.io  、ipnodes.com、低端的则是各类xx 宝盒。首先,IPFS 官网、Blog、各社交媒体均未发布关于 FILECOIN 挖矿的技术文档以及程序,也未开放 FILECOIN 的讨论区,有的只是托管在 Github 上的 IPFS 测试版程序 go-ipfs、js-ipfs,以及相关的组件。其次,对计算有一定了解的可以看出市面上所谓的 IPFS 矿机的配置介绍含糊,卖弄概念,例如 ipfsfans.io 的利维坦矿机,P1 矿机不过是采用奔腾处理器的普通家用低端电脑配上 10T 氦气硬盘,机箱是乔思伯


U3 型号,电脑城的攒机水平,高端的只不过是那块性价比极低的 10T 氦气硬盘,号称有工厂定制,还需采用品牌的家用电脑机箱吗?S1 矿机略高端,全套服务器架构,淘宝搜索”存储服务器”,随处可买,大多用作网吧无盘服务器,或是企业的存储服务器,介绍并没有详细 说明各硬件具体型号,是否为淘汰的旧型号就不得而知了,价格上存 在巨大水分。所谓集成 GO-IPFS 主程序也只不过是官方开源的测试版, 上文有介绍,与挖矿无关。主页的两段视频更是业余之极,忽悠人的。这些只不过是套用 IPFS 的名义在高价卖电脑硬件,圈钱而已。


因此,我不建议任何人去购买所谓的 IPFS 矿机,IPFS 不存在专业矿机更不存在 ASIC 矿机,普通家用电脑均可挖矿,只不过如何优化效率的问题,这也只能在主网上线开放挖矿程序后,通过实践得知。目前能做的是落实硬盘及相关硬件厂商,达成协议并提前采购或预定一批硬盘,在后期情况明朗了,采购其他硬件自行组装,只要规格型号明确,所有硬件的价格都是透明的,我目前计划的配置单台矿机每 T 总成本约 200 元。


 

计划矿场建设分为 3 个阶段:


一、试运行阶段


根据对 IPFS 系统的了解,自行组装若干台配置不一的矿机,在IPFS 开放挖矿的第一时间进行测试,经过实际运行,结合收益、成本、挖矿效率优化出最佳配置,并对市场行情进行观察分析,而后进行相 关硬件大规模的采购,以及宽带网络的调整。为了抢占先机,试运行 阶段周期控制在一周左右。


二、初期规模化


完成试运行阶段,进行大规模机器采购组装,并投入运行,初期规模预计 5P~10P,约 100~200 台机器。在稳定收益或者行情趋势向好的情况下,锁定一定比例的收益作为成本,初期规模化也可称为“回本阶段”。该阶段实际规模暂定,根据最终投入资金确定,时间周期也有市场决定,预计 3 个月至 6 个月。


三、规模扩张


在规模化运行中总结经验,在收益理想的情况下逐渐扩大规模, 包括采购机器、增加网络线路,新增场地(不限于本地区,不限于国内)该阶段可以与“回本阶段”有交叉。



备注:此教程有WORD版本,请留言索取。



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