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6Block:一文讀懂 Filecoin V13 HyperDrive

2021-6-15 18:58| 發布者: admin| 查看: 275| 評論: 0

背 景


自Filecoin主網上線以來,目前已有超過2400個活躍礦工在網絡提供數百PiB的有效存儲,總存儲已經達到EiB級。由于Filecoin網絡對存儲服務的巨大需求,存儲容量的增長一直受到Filecoin鏈容量的限制。區塊目前充滿了新的存儲證明,存儲交易和不斷的存儲驗證(Window PoSts),限制了礦工提交給Filecoin網絡的新存儲,并且使鏈上交易由于gas fee更加昂貴。



為此,CryptoNetLab 一直致力于增加鏈容量。增加鏈容量有以下幾個好處:

  • 允許現有礦工更低成本進行封裝

  • 為新礦工提供存儲空間

  • 提高其他關鍵功能,如進行中的存儲驗證,交易等的鏈帶寬

  • 降低封裝新的存儲交易的Gas費,使在 Filecoin 上存儲有效數據的成本更低

V13 'HyperDrive'

Filecoin 官方發布公告,宣布6月下旬將進行Network V13 'HyperDrive'的網絡升級,這次升級主要是執行兩個提案:FIP-0013、FIP-0008,降低復制證明與時空證明的Gas消耗,提高鏈的利用效率;其次修正FIP-10方案之前造成共識錯誤;以及更改DataCap發放管理方式。

官方表示,本次升級將會使 Filecoin 網絡的存儲和驗證效率提高 10-25 倍。

同時在該消息中,官方還提到最新發布了lotus V1.10.0-rc1,礦工可以將此作為即將升級的網絡版本預覽,同時根據這個“預覽”進行配置嘗試與升級。

Upgrade timeline

  • 6月3日:lotus V1.10.0-rc1

  • 6月9日:lotus V1.10.0-rc2

  • 6月11日:calibration 更新

  • 6月24日:lotus V1.10.0

  • TBD:主網V13 HyperDrive 更新

目前,首個具有證明聚合功能的lotus V1.10.0-rc1已經上線,calibration net測試網已經更新。網絡升級的時間還未確定,可能是6月的最后一周。

實 現


這次升級主要是CryptoNetLab 和 CryptoComputeLab對Filecoin證明機制進行了改進,促成了兩項FIP提案:
  • FIP-0008: 增加PreCommitSectorBatch方法,允許礦工批量扇區進行pre-commit

  • FIP-0013: 通過 SnarkPack 方案,增加ProveCommitAggregated方法,將多條證明聚合至一條鏈上消息,以改善鏈上擁堵


FIP-008

概念

主要是針對pre-commit消息,F有方法每次只能提交一個扇區的pre-commit消息,假如網絡增速大時,需要支付高昂的Gas費去完成提交,會導致網絡更擁堵。

改變
  • 以PreCommitSectorBatch方法來實現多個扇區共同提交,減少一些非必要的證明和冗余的檢查;

  • 批處理的扇區個數需小于256;

  • 批量扇區里的扇區相對比較獨立,不過還是會因為一些不當操作而導致失敗,如miner余額不足等;

  • 現有的PreCommitSector仍然可以使用,但未來可能將不再支持。

總體而言,FIP-008主要使分攤到每個扇區的費用降低,減少上鏈的總成本,避免網絡消息過多造成的擁堵。

FIP-0013

概念

現有的ProveCommitSector策略只支持一次提交一個扇區的信息。CryptoNetLab 和 CryptoComputeLab推出了SnarkPack(一種聚合拓展的zk-SNARK方案)。SnarkPack為FIP0013提供了一個解決方案——添加ProveCommitAggregate方法,允許礦工將多個扇區ProveCommit消息集成為一條鏈上消息。核心思想是通過集成以及縮減多個證明驗證(以SNARK形式存在鏈上)以形成占用鏈帶寬更少的集成消息。

新方法不需要冗余的檢查,Gas費可由多個扇區攤銷,顯著減少每個扇區的證明大小和驗證時間。為確保小型礦工也能從優化中受益,提交PreCommit和ProveCommit消息的窗口期將被延長 ,保證小型礦工可集成窗口期內所有證明,生成一條鏈上消息。

性能指標

使用 32核,64線程AMD銳龍 Threadripper CPU運行,SnarkPack可在8秒內集成8192個SNARK證明,生成的證明大小是原來的1/38,驗證只需33毫秒。

改變

  • 聚合扇區的最大個數為819個,定義在specs-actors/actors/builtin/miner/policy.go,但是miner可以在一個epoch提交多個batch。



  • pre-commit 和 prove-commit間的延時由1天增加到30天。

Gas

BatchBalancer:設置GasCharge的最低值

BatchDiscount:使聚合證明原則上比單條證明消息的GasUsage 更便宜。(約便宜 1/20左右)
當 BaseFee 低于 BatchBalancer * BatchDiscount 時,提交單個證明可能更便宜。

當 BaseFee 遠高于 BatchBalancer * BatchDiscount 時,提交聚合證明可能更便宜。這些參數設置保證了更大幅度的上鏈率,從 ~30 PiB/天到 ~2 EiB/天。
BatchProveCommit的收費計算如下:



其中,常數65733296.73來自Pre Commit和Prove Commit一個扇區的平均 GasUsage,是一個不精確的近似值,因為不同的礦工配置有不同的 GasUsage。
實驗數據:
  • 舊版本中,32G扇區手續費約為64G的兩倍,而新版中,兩者手續費差距并不是很大。

  • 扇區越多,單個扇區分攤成本越低。當聚合ProveCommitSector消息達到上限,成本是最低的。(6個扇區聚合預計Gas Usage節省1.5倍,819個聚合預計節省30倍)。

    當Base Fee小于0.1 nFIL時,礦工選擇單一扇區較為劃算。

  • 當Base Fee大于0.1 nFIL時,礦工選擇聚合扇區較為節省。并且base fee越高,聚合的優勢越明顯。

對礦工的影響


HyperDrive實施后,礦工可以將證明消息匯總,從而減少鏈上消息,既快速增加網絡算力又節省鏈上空間。降低gas費,提高礦工的收益。

礦工需要有效的利用這次升級進行優化:

  • 此次升級的版本V1.10.0建立在Lotus V1.9.0上,需要提前進行相應的軟件升級和依賴庫更新。



  • 需要根據不同費率選擇不同的扇區處理方式。

  • 64G和32G的選擇。

常見問題


1. 如果一部分batched precom或者聚合的provecommit信息上鏈失敗,會不會全部信息都失敗?

對PreCommitSectorBatch來說會;對ProveCommitAggregate會根據失敗的種類。如果聚合提交中包含已經過期的PreCommit,則有 8 小時的窗口期,用來提交未過期的PreCommit。其他個別失敗將導致消息失敗。

2. 為了在減少gas消耗和由提交延遲造成的收益減少之間達到均衡,在設置方面有什么具體建議嗎?

miner可以在miner的config file設置precommit或provecommit聚合的最大/小值。也可以設置達到批量最小值后的提交等待時間(這可以保證在deal或扇區過期前提交)。默認值在https://github.com/filecoin-project/lotus/blob/4bff4f25adf4b109c8089c956731a21a5f509474/node/config/def.go#L256

當 BaseFee 低于 BatchBalancer * BatchDiscount 時,提交單個證明可能更便宜。當 BaseFee 遠高于 BatchBalancer * BatchDiscount 時,提交聚合證明可能更便宜。官方建議miner根據自己的情況來設置。

3. V13升級會影響扇區封裝時間嗎?

對封裝時間沒有影響,如果單一扇區要與其它扇區聚合消息,等待的時間會變長。

4. ProveCommitAggregate和BatchPreCom方式是可選擇的還是強制的?

升級之后仍然可以選擇使用之前的PreCommitSector和ProveCommitSector方式,但是新的方法總費用會更低。

5. 網絡升級后,gas費用預計會減少多少?

具體數值還不確定,減少的程度可能取決于使用網絡的潛在需求以及參與者的情況。如果潛在需求超過 10-25 倍,則 BaseFee 可能不會減少,因為塊仍會滿載。

6. Hyperdrive 允許多少存儲載入?

根據節點使用聚合的方式,預計存儲效率會提高 10 到 25 倍。我們可以看到網絡從現在的 40 PiB/天增長到 1 或 2 EiB/天。

7. 聚合如何影響節點對區塊獎勵的競爭?

聚合使存儲容量增加了 10 到 25 倍,因此許多節點將大大增加其存儲容量,并從區塊獎勵中獲得更大份額。我們預計許多節點將利用聚合并大大增加其存儲部署,從而獲得更多收入。與 ProveCommitAggregate 和 PreCommitAggregate 協議中的所有消息一樣,可以使用指定的 GasPremium 發送。

8. 存儲速率的增加是來自于加快各個證明階段的速度,還是由于聚合消息而實現了更多的網絡吞吐量?

存儲速率的提高來自于聚合消息導致的整體網絡吞吐量增加。單獨的證明階段沒有加速。

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