Filecoin(IPFS)挖矿逻辑：分布式非均衡企业级弹性矿池探讨

显示全部楼层 · 发表于 2018-12-27 21:25:40

作者丨虾币研究
来源丨虾币研究
IPFS/Filecoin被普遍认为是下一个可能撬动百亿乃至千亿美元级的项目，在此背景下，参与Filecoin挖矿逐渐走入投资人的视野。
然而市场中诸多打着IPFS/Filecoin概念的矿机，鱼龙混杂，其中不乏“割韭菜”之流。从诸多矿机或矿场、矿池的宣传中，均看不到严谨负责的系统化的投资逻辑、技术逻辑与运营逻辑。
鉴于此，虾币研究在本报告中将系统阐述Filecoin挖矿的完整逻辑、设计理念与预期收益测算方法，并提出分布式非均衡企业级弹性矿池思路，以共同探讨。
本报告中纰漏错谬之处，欢迎斧正。
核心内容
投资逻辑。技术先进性与适用性是基本假设；大规模商业需求是否采用决定Filecoin网络成败；价格决定大规模商业需求是否采用；供需决定币价；FIL价格涨幅决定矿工收益率；单位投入的产币效率决定矿工竞争力。
技术逻辑。技术特性决定矿机设计方案；商用矿机的产币效率决定必须抛弃家用矿机。
运营逻辑。需求分布规律决定分布式矿池设计方案；需求增长规律决定弹性矿池设计方案；市场与奖励模型决定矿工策略；矿机商、矿池与投资者的关系。
矿池方案探讨。节点布局与矿机探讨。
收益测算。投入、产出与价格预期。
风险因素。政策、技术、需求、便利性、确权、支付与票据、作弊风险；其它风险。
以下是正文

Filecoin
挖矿逻辑

分布式非均衡企业级弹性矿池探讨

2018.11.9
摘要

IPFS/Filecoin被普遍认为是下一个可能撬动百亿乃至千亿美元级的项目，在此背景下，参与Filecoin挖矿逐渐走入投资人的视野。
然而市场中诸多打着IPFS/Filecoin概念的矿机，鱼龙混杂，其中不乏“割韭菜”之流。从诸多矿机或矿场、矿池的宣传中，均看不到严谨负责的系统化的投资逻辑、技术逻辑与运营逻辑。
鉴于此，虾币研究在本报告中将系统阐述Filecoin挖矿的完整逻辑、设计理念与预期收益测算方法，并提出分布式非均衡企业级弹性矿池思路，以共同探讨。
本报告中纰漏错谬之处，欢迎斧正。

温馨提示：挖矿有风险，投资需谨慎；虾币研究不以任何形式的明示或暗示保证投资收益；投资者的任何投资行为均基于公开信息与主观判断，知悉并理解投资风险，自愿承担投资可能面临的各种风险。

目录
第一章项目背景
1.1 系统理解IPFS/Filecoin
1.2 理解Filecoin挖矿
1.2.1 存储与检索
1.2.2 出块

第二章挖矿逻辑
2.1 投资逻辑
2.1.1 技术先进性与适用性是基本假设
2.1.2 大规模商业需求是否采用决定Filecoin网络成败
2.1.3 价格决定大规模商业需求是否采用
2.1.4 供需决定币价
2.1.4.1 需求的合理增长
2.1.4.2 FIL的供应量
2.1.4.3 探讨FIL预期价格估值模型
2.1.5 FIL价格涨幅决定矿工收益率
2.1.6 单位投入的产币效率决定矿工竞争力
2.1.6.1 存储与检索收益
2.1.6.2 出块收益
2.2 技术逻辑
2.2.1 技术特性决定矿机设计方案
2.2.2 商用矿机的产币效率决定必须抛弃家用矿机
2.3 运营逻辑
2.3.1 需求分布规律决定分布式矿池设计方案
2.3.2 需求增长规律决定弹性矿池设计方案
2.3.3 市场与奖励模型决定矿工策略
2.3.4 矿机商、矿池与投资者的关系
2.4 矿池方案探讨
2.5 收益测算示例
2.5.1 投入测算
2.5.2 收益测算
2.5.2.1 测算收益
2.5.2.2 预估FIL价格
2.5.2.3 首年预期收益匡算方法
2.6 风险因素

第一章项目背景

1.1 系统理解IPFS/Filecoin
关于IPFS、Filecoin及其相关项目的专业报告，请参阅《IPFS深度报告：互联网HTTP协议取代者，中心化存储与CDN服务取代者-虾币研究-20180313》。
本报告基于读者已经比较深入系统地理解了IPFS、Filecoin及其相关项目的假设。
1.2 理解Filecoin挖矿
Filecoin的矿工，本质是提供存储、检索与出块三种服务，前两者获得收入，第三者获得奖励。

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图1：矿工提供的三种服务（资料来源：Filecoin白皮书 P4）

1.2.1 存储与检索
Filecoin构建了存储市场与检索市场，用以达成客户与矿工的交易。作为矿工，需要全面准确理解这两个市场的机制，与bid、ask两种order的参数，因为这涉及到矿机的设计、矿池的方案选择、网络配置方案、报价策略，乃至流动性管理。

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图2：存储市场与检索市场（资料来源：Filecoin白皮书 P26）

1.2.2 出块
维护Filecoin区块链，参与出块，是矿工收益构成中的重中之重，因此如何获得更高的参与出块的概率，尤为重要。

第二章挖矿逻辑

2.1 投资逻辑
2.1.1 技术先进性与适用性是基本假设
本报告所探讨的问题，均基于IPFS/Filecoin及其相关项目所涉及的技术均具有显著的先进性与适用性的基本假设。该假设是否成立，另行探讨。
2.1.2 大规模商业需求是否采用决定Filecoin网络成败
Filecoin主要提供存储服务与检索服务（可以理解为类CDN）。很显然，大规模商业需求是否采用Filecoin提供的存储与检索服务，决定了Filecoin网络规模，及其能否长期发展下去。
2.1.3 价格决定大规模商业需求是否采用
对于大规模商业需求是否采用Filecoin网络提供的存储与检索服务，在根本上，显然取决于价格，具体地说，其可比价格比传统价格便宜了多少？
只要Filecoin提供服务的价格显著比传统价格便宜，那么大规模商业需求就一定会采用。否则，Filecoin将失败。

市场	阿里云	亚马逊AWS 汇率按6.4计算
存储（元/GB/月）	0.12 【公共云】中国大陆区域对象存储OSS，标准型单价	0.1344 Amazon S3，美国东部(俄亥俄) 500 TB 以上/月
CDN （元/GB）	0.23 按[流量]计费，大陆区域每月10TB-50TB	0.512 Amazon CloudFront，美国地区每月10TB之后的下一个40TB

表1：传统存储与CDN价格参考（资料来源：aliyun.com, aws.amazon.com）

由于传统巨头具有显著的规模、技术、采购等各方面优势，所以可以推论，无论Filecoin矿工如何投资建设，都不可能比传统巨头更具有成本优势。
因此，即使Filecoin矿工对经营利润率的诉求可能比传统巨头稍低一些，但仍不可能在大规模商业需求的报价方面比传统巨头更具显著优势。
那么问题是：Filecoin网络要发展，矿工报价必须比传统巨头低；而低报价，意味着亏损；那么矿工利润在哪里呢？
答案是：显著的低报价，一定会产生大规模商业需求；矿工的利润，必须源于FIL价格的上涨。
2.1.4 供需决定币价
承前，FIL价格为什么会上涨？答案是：供需决定币价。
此处分析三个问题：一是在显著低价格的市场，需求的合理增长；二是FIL的供应量；三是探讨预期FIL价格估值模型。
2.1.4.1 需求的合理增长
基于常识，在显著低价格的市场，可以大致推断，Filecoin网络的需求可能会是一个逐渐增长的过程；需求的类型，可能会是以下顺序：
1）区块链相关项目，属于新技术早期采用者；
2）敏感类视频/图片等项目，属于用新技术解决传统问题者；
3）成本敏感型普通视频/图片/音乐等项目，属于早期受益者；
4）视频等大规模商业项目，属于技术成熟期迁移受益者；
5）医疗、市政视频等保守型大规模专业项目，属于普及期迁移受益者；
6）天文等超大规模专业项目，属于暂无完善传统解决方案的受益者。
Filecoin经济白皮书（P7）认为，第3-9年是网络增长的关键时期（Six years is significantly better for the Filecoin Network because it disperses a much larger amount of tokens in years 3 – 9 than the alternative schedule. We think this is important to both sustain network growth during that critical period, and to reward long term investment in the network.）。
结合对需求的预期判断，虾币研究认为需求的增长可能与以下预期曲线类似：

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图3：需求增长预期曲线（资料来源：虾币研究）

需求规模的上限，与全球存储与CDN市场总的行业规模、规模增速、迁移转化率有关。
另外，由于矿工提供存储服务（久期交付的交易行为）需要质押一定的FIL，所以，矿工质押机制也是需求中非常重要的因素。
在此引申一个问题：矿工既然有质押机制，就应当做好流动性管理，那么，预期质押量应该怎么测算呢？在此，虾币研究基于常识（提供多大价值的服务，需提供与该价值大致相当的保证）给出预期质押量的估算模型：

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图4：矿工预期质押量估算模型（资料来源：虾币研究）

举例：某矿工有100TB存储空间，假设全部存满，1GB存储平均报价为0.06元/月，服务期1年，则Vt=100×1024×0.06×12=73728元；假设合理质押率R为0.8-1.2倍，这一年中FIL公允预期价格p为100-150元/枚；那么可以计算出该矿工预期质押量f在393.2-884.7枚FIL之间。
该模型为匡算模型，可以给出预期质押量的估算区间，但实际中影响因素较多，故仅供参考。
另外，作为矿工，必须有流动性管理的安排，否则，当Filecoin网络启动，需要质押才能参与挖矿时，如果投资安排中没有做适当的流动性储备，将会出现流动性不足的窘境。
2.1.4.2 FIL的供应量
FIL的供应量，或称已释放FIL数量（注意与流通中FIL数量不是一个概念），是一个动态增长（最大上限20亿枚）的过程。
在全部供给中，分为四个方面：
1）Filecoin基金会，5%：6年逐月线性分发；
2）投资人，10%：分为6个月、1年、2年、3年，共4种情形，逐月线性分发；
3）协议实验室，15%：6年逐月线性分发；
4）矿工，70%：Mining block reward，即出块奖励，每6年减半分发（6年半衰期），逐月采样。
Filecoin经济白皮书（P9）提到，按投资人选择“medium vesting”预计，首年FIL流通供给量大约在0-3.8亿枚。
值得注意的是，矿工供给曲线显示，并不是线性分发奖励，而是接近某个指数曲线（的变形），也就是说，早期矿工的单位投入，其出块奖励，相较晚于该矿工的矿工，更具优势。

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图5：FIL供给曲线（资料来源：Filecoin经济白皮书 P7、虾币研究）

2.1.4.3 探讨FIL预期价格估值模型
虾币研究认为，基于供需决定价格的逻辑，FIL价格在长期上，将主要由需求规模与流通中FIL数量决定，并在一定范围内波动。因此，虾币研究构建了FIL预期价格估值模型：

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图6：FIL预期价格估值模型（资料来源：虾币研究）

举例来说：假设未来3年后，有200亿美元的存储与检索需求迁移到Filecoin网络中，而流通中FIL数量为6.5亿枚，市场预期溢价率为3倍，则FIL的预期价格为92.2美元/枚。
注意：
1）模型中各项变量均需做假设，且现实中影响因素众多，因此据此模型的计算结果仅供参考，至多作为一个匡算预期的参照系，而不能机械地作为投资决策依据；
2）提供检索服务（即时交付的交易行为）时是没有质押的；
3）FIL价格时刻在变化，因此要尽可能动态进行匡算，为挖矿做好质押需求的流动性安排；
4）网络合理质押率最终会是多少，只能基于合理常识假设，而且每个人的预期可能不同；
5）客户存储需求的订单，对质押量的要求，是有可选参数的，因此，有些客户可能会自行指定质押标准；
6）随着FIL价格的上涨，单位服务价值所需质押FIL的数量在下降，因此，早期储备FIL就越发划算。
2.1.5 FIL价格涨幅决定矿工收益率
这是由通缩经济模型决定的。
价格杠杆方面，无论FIL价格涨跌，需求端用户购买存储与检索服务的价格，最终一定锚定在美元等法定货币上，而且必须足够便宜。否则，根本不会有大规模商业需求。
供给端，FIL总量限定且缓慢分发，决定了流通中的FIL是缓慢增长的，是可预期的。
需求端，大规模商业需求的迁移进入与质押机制，决定了市场主要参与方必须不断地大量购买FIL。
而矿工在提供存储与检索服务本身上，相较于传统巨头是没有规模优势与成本优势的，甚至大概率是在亏损提供服务。
但是，流通中FIL数量有限，而大规模商业需求预期在持续增长，这就决定了FIL价格预期一定是持续大幅上涨的，其上涨与需求规模、及其增速成大致正相关。
进一步的，FIL价格的持续大幅上涨，决定了矿工群体在回收运营最低必须的流动性基础上，选择长期囤币才是最优策略。
因此，可以推论，FIL价格涨幅决定了矿工的收益率。
2.1.6 单位投入的产币效率决定矿工竞争力
作为理性矿工，无论是小额投资者矿工，还是大规模矿池，其根本目标都应该是：尽可能提高单位投入的产币效率。
Filecoin白皮书表明，矿工的收益来自于三个方面：存储、检索、出块奖励。
2.1.6.1 存储与检索收益
矿工为客户提供存储与检索服务，客户支付FIL作为矿工的报酬。

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图7：存储市场与检索市场（资料来源：Filecoin白皮书 P24）

存储与检索市场本质上是一个撮合市场，在这里，矿工提交ask order，客户提交bid order，在Orderbook撮合，并形成deal order。
在存储市场：
1）矿工提交ask order前，必须已经质押了FIL（与可用存储空间、服务期限有关）成为矿工；
2）客户在提交bid order时，其至少有FIL可用余额，且订单不低于最小一个存储周期（最小存储周期由系统参数指定）；
3）bid order必须指定FIL保证金（depositing）数量，以确保可以支付存储费用；
4）bid order可选参数有，最长存储周期、价格、要求矿工提供多少质押担保等；
5）交易达成后，交易信息记录在区块链上，矿工获得FIL收益；一旦矿工的存储出现问题，其质押的FIL将被扣除相应部分；
6）网络还有修错机制、转介绍其他矿工存储机制、退还客户费用机制，不做展开讨论。
在检索市场：
1）与存储矿工不同，检索矿工存储数据片段（pieces）没有时间要求，也不需要生成存储证明；
2）网络中的任何用户都可以通过为客户提供数据片段服务而成为检索矿工并获得FIL收益；
3）检索矿工可以通过以下方式获得数据片段：从客户直接接收、从检索市场捕获、或因自己是存储矿工而已经存储；
4）检索市场是一个链下市场，以提高效率，并通过小额支付通道完成交易；
5）检索需求客户无需支付FIL保证金（depositing），检索矿工也无需质押FIL；
6）客户确认收到数据片段后，检索矿工向网络出具这些小额支付凭证，然后收到完整支付，记录在链上。
值得一提的是，检索市场的设计机制，天然具有CDN效用，哪里有客户检索需求，哪里就会有检索矿工，而且其存储的数据天然倾向于“热数据”，这就使原本存储在存储矿工那里的数据可以自发地扩散到离用户更近的检索矿工处，而且是动态调整优化的；作为不具备专业设施的家庭矿工，也可以低成本参与到检索矿工队伍中，有交易即有收益，且无需承担保证责任。
以上是存储与检索市场的交易机制。但是因为矿工必须选择低报价，所以单纯靠这两部分收益还是比较低的。也就是说，即使矿工的存储与网络带宽尽可能满负荷运行，在传统巨头面前，仍不具有竞争优势。
2.1.6.2 出块收益
Filecoin区块链需要矿工来共同维护，参与出块的矿工将获得一定的FIL奖励。
参与出块的矿工，是由预期共识（EC：Expected Consensus）选举出来的领导矿工。EC是一个确切的、不可预知的、秘密的选举（deterministically, unpredictably, and secretly elect），在每个周期内期望结果是选举出1个领导矿工，但是在一些周期内，却可能出现0个或多个领导矿工。领导矿工通过创建区块并将其传播到网络上以扩展区块链。一个矿工赢得选举的概率与其被分配的存储成比例。

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图8：EC选举，即矿工参与出块的概率（资料来源：Filecoin白皮书 P32）

这个公式的意思是说，在t时间，如果上面那个不等式成立，那么该矿工即成为领导矿工，从而获得出块机会。
这个不等式：
1）左面整个部分，是任何个体矿工无法影响的；
2）右面分母，是全网已分配存储，是任何个体矿工无法影响的；
3）右面分子，是该矿工已分配存储（或理解为有效存储），是唯一受自身影响的。
显然，要想使这个不等式获得更大的概率成立，矿工唯一需要做的，就是尽可能使右面分子变大，也就是说，使自己的已分配存储尽可能大。唯此才能获得更大的参与出块机会的概率。
同样，这个公式也直接影响矿机的设计、矿池的方案选择、网络配置方案、报价策略，乃至流动性管理。
那么为什么要尽可能参与出块呢？因为Filecoin分发模型中，有14亿枚FIL将分发奖励给出块矿工。
根据Filecoin官方提供的链接：
https://ipfs.io/ipfs/Qmdsip9Kcoyj3J3Fyvjw3wjPCuewkZiGVWpN8rYF3dJKqg/vesting.html
可以查看分发模型。在页面中单击右键，查看源代码，可以发现：

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图9：官方链接中的出块奖励分发模型（资料来源：https://ipfs.io/ipfs/Qmdsip9Kcoyj3J3Fyvjw3wjPCuewkZiGVWpN8rYF3dJKqg/vesting.html）
意为（年度、折算月度、折算每日，假设每个月平均30.5天）：

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图10：出块奖励的分发模型（资料来源：虾币研究）

经检验，该模型曲线与Filecoin经济白皮书（P7）曲线70%出块奖励部分完全重合。据此模型，虾币研究给出“前36日精确到日、前36个月精确到月、前36年精确到年”的出块奖励分发表：

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表2：出块奖励分发表（资料来源：虾币研究）

注意：Filecoin网络公开启动时，可能已经启动了1个月，以确保非零（Filecoin经济白皮书 P8）。
在此基础上，虾币研究更进一步地给出估算矿工某期间出块收益的估算模型：

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图11：矿工某期间出块收益估算模型（资料来源：虾币研究）

举例而言：假设某矿工已分配存储100TB，全网总计已分配存储80PB，拟计算主网上线后第6个月的预期收益，为
R=(78575012-65792323)×100/(80×1024)=15603.87枚
也就是说，矿工的影响力（Influence：已分配存储/总计全网已分配存储）决定了所获出块奖励在某期间内所占份额的多少。
2.2 技术逻辑
2.2.1 技术特性决定矿机设计方案
Filecoin不是一个孤立的项目，它基于IPFS、libp2p、IPLD、Multiformats，同时它有存储、检索、出块共三种收益，有质押保证与惩罚机制，并且需求增长是非线性的，需求的分布是非均衡的，因此，矿机的设计需综合平衡考虑这些问题，尽可能实现较低成本、吞吐均衡、易于扩展、性能稳定、功耗较低、易于维护等。
此处引申一个问题：Filecoin似乎并没有考虑数据存储的“冷、温、热”问题（尤其大规模冷数据离线极低成本存储、验证与使用的问题），及其分层解决方案。此处不做展开讨论。
虾币研究认为，专业矿工可以自主设计Filecoin矿机，由传统企业级存储服务器生产商按设计需求与方案代工生产，且不对外销售。
设计要素主要有：
1）必须符合企业级存储服务器基本规范，而不会去追求华而不实的另类美观；
2）必须按机头+存储柜（通常1+2或1+3）这种弹性可扩展方案设计，以便在设计最大性能内随时可以扩展存储，而扩展成本相对较低；
3）机头电源必须为冗余方案；
4）机头内存应可扩展冗余方案，以承载可能达千级甚至万级的p2p链接；
5）机头CPU配置适当较高，以承载系统调度与出块运算；
6）机头网卡多口千兆或万兆级，以承载峰值网络吞吐；
7）机头主板性能较好，以承载各设备均衡吞吐，且支持SAS/SATA双类型、热插拔、多接口；
8）机头带有基本存储单元，存储柜为独立扩展单元；
9）存储柜扩展单元，分为存储单元（SAS硬盘，主要服务于存储市场）、存储与检索单元（适当配置SSD固态硬盘，且该类硬盘只服务于检索市场）；
10）其它如防尘、散热、防震等基础设计，按企业级存储服务器标准执行；
11）系统优先采用Linux，确保稳定，减少资源消耗。
2.2.2 商用矿机的产币效率决定必须抛弃家用矿机
关于家用矿机，在此不做过多讨论，仅给出结论：
1）作为矿机商角色，销售家用矿机，追求超高利润率，忽悠一个是一个，无可厚非，但Filecoin主网启动后，必然不可持续；
2）家庭挖矿，因为场地费用、网络带宽费用、电费、矿机费用、管理费用等几乎为0或很低，所以，挖矿产生的收益几乎全是利润，基本是可行的；
3）家庭挖矿做存储矿工是有一定风险的，因为电源、网络、硬盘不稳定可能会导致质押保证被扣除；做检索矿工是可行的，但是网络上行带宽很难达到基本性能要求，网络响应较慢导致辐射地域范围有限；获得出块机会的概率几乎为0；同时NAT穿透问题仍未有确定性结论。
4）家庭挖矿赚点零花钱是有可能的，但是绝不可能成为一种投资行为。
因此，作为一种投资行为，商用矿机与专业运维是最优选择。
2.3 运营逻辑
2.3.1 需求分布规律决定分布式矿池设计方案
Filecoin提供的是一种去中心化存储网络（DSN：Decentralized Storage Network），客户的存储需求与检索需求分布于世界各地，分布式、非均衡是其显著特征。
因此，虾币研究认为Filecoin矿池的设计理念，同样应是分布式、非均衡的，也就是说，哪里有需求，哪里就有矿池节点。
2.3.2 需求增长规律决定弹性矿池设计方案
Filecoin网络启动后，可以预见大概率会经历随着需求的增长、不断修复bug、需求增长、不断完善、需求增长，这样一个螺旋上升的过程，因此，虾币研究认为矿池的投资规模一定是一个逐步扩大的过程，不可能一步到位，这也正是弹性矿池逻辑的原因。
2.3.3 市场与奖励模型决定矿工策略
为获取更高的收益，矿工需要制定挖矿的原则性策略：
1）成本方面，矿机的平均单盘位或每TB存储应该尽可能低，已装机存储空置率应尽可能低，网络利用率应尽可能高，故障率应尽可能低，统一调度效率应尽可能高；
2）存储市场方面，在传统云存储行业均价和矿工群体均价两个参照系基础上，应尽可能适当低报价，以获得更多的存储订单，这样也直接使获得出块机会的概率得以提高；
3）检索市场方面，在传统云CDN行业均价和矿工群体均价两个参照系基础上，应尽可能适当低报价，以获得更多的检索订单，同时提高网络带宽利用率；
4）矿工是可以同时提供存储与检索服务的，因此其策略与矿机设计、矿池运营需均衡兼顾；
5）存储与网络，尽可能因需求而弹性配置、运营；
6）出块奖励方面，尽可能提高全矿池各个节点的已分配存储规模，从而在总体上获得相较于单一节点几十乃至数千倍的出块概率。
2.3.4 矿机商、矿池与投资者的关系
首先，厘清矿机商、矿池与投资者的根本目标：
1）矿机商：追求的是设备本身的超高利润率；
2）矿机商代托管：追求的是在销售矿机的基础上，收取更多托管费、网络带宽费、维护保养费等（所以被托管的矿机一定会经常出现“故障”，然后不断地收费、收费、收费），乃至产币分佣；
3）矿池：也就是规模较大的矿工，追求的是单位投入的尽可能高的产币效率，以及囤币待沽的变现策略；
4）投资者：投资者在本报告语境中，可以分为：a）股权投资者，追求所投企业的股权回报，属于传统型投资者；b）挖矿投资者，追求的是单位投入的尽可能高的产币效率；c）炒币投资者，追求的是尽可能低成本获得更多的FIL，然后待价而沽。
其次，有必要总结一下各角色间的利益冲突关系，作为博弈决策参考的依据：

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表3：Filecoin挖矿生态中各角色间利益关系（资料来源：虾币研究）

虾币研究提醒投资者：仔细探寻各角色根本动机与目标，理性分析与自身的目标是利益一致性关系，还是利益冲突性关系，从而做出理性决策，谨防被虚假夸大的宣传所蒙骗。
2.4 矿池方案探讨
本报告中所指Filecoin矿池，与传统比特币、以太等算力矿池概念并不相同，而是特指由众多的Filecoin挖矿节点组成的、在统一动态的挖矿策略调度下构成的挖矿节点群。
布局：参考网络与IDC分布，统筹布局，建议境内优先布局北京、上海、广州（含深圳）、武汉，其次成都、南京、沈阳、西安，有条件的可以布局全球。

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图12：国内数据中心以胡焕庸线分布（左），中国CERNET拓扑图（右）（资料来源：广证恒生）

节点：建议优选Tier 3+级以上IDC机房，每个城市4-8个机房，每个机房12-16个弹性节点，比如可以（由初始投资规模与后续计划决定）初期存储规模约21PB（含专用检索配置），最大可新增扩展存储规模约60PB。存储与检索需求集中分布在哪里，矿池就应该集中分布在哪里，这是分布式非均衡的根本原因。
IDC供应商的选择，参考境内与全球服务商格局。

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图13：2016年IDC国内市场格局（左），2017年国内中立数据中心市场格局（右）（资料来源：广证恒生）

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图14：全球IDC服务商市场格局（资料来源：Synergy Research Group）

中央调度系统：矿池需要具备中央调度系统以实现在有限人工干预下对所有节点进行有计划的挖矿策略执行、状态监控。
挖矿投资资金用途：建议统筹考虑矿机研发与代工生产、机房托管费与带宽费用（有条件的争取逐月付费，以便在生产环境下根据硬盘有效存储利用率、实际网络上下行利用率，进行动态调整带宽配置，以尽可能降低带宽成本）、矿工质押保证的流动性安排、统一运维费用、维修准备金、IT支持等。
运维计提：建议在投产几个月后，逐月计提持续产生的运维费；
2.5 收益测算示例
基于谨慎理性、合理假设的原则，虾币研究对矿池投资收益做匡算性测算，供挖矿投资人参考。
2.5.1 投入测算
虾币研究基于供应商市场价格上下限与潜在采购均价，估算投入示例如下：

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表4：投入估算示例（资料来源：虾币研究）

此表可能使挖矿投资人非常难以接受。为什么呢？因为很多人被市场中诸多不良矿机商误导，轻信买了矿机放家里或代托管就可以挖矿了，而没有严谨认真地进行研究与基于常识的合理推断。可以看出，矿机的采购投入，大致占首年全部投入的18%左右。所以挖矿这件事，绝不仅仅是买了矿机就等着开挖那么简单。
带宽的弹性运维（带宽费用占比非常大，弹性运维极为重要；绝不是一定要大带宽，而是要该大的时候大，该节省的时候就小；硬盘有写满的时候，存储需求也可能出现较大的波动），机头与扩展存储的弹性投资、运维，存储矿工与检索矿工的弹性匹配策略、及其与出块奖励的平衡策略，统一调度的灵活报价策略，分布式节点布局的弹性扩张步伐，以及随需求和矿工群体的发展情况而不断调整优化的调度策略，才是提高挖矿效率的关键所在。
2.5.2 收益测算
客观而言，目前测算FIL收益情况，是非常难的一件事，因为无据可依。但是作为一个理性负责任的投资，应当有一个基于公开信息与符合常识的合理推论的匡算预期的方法。
2.5.2.1 测算收益
收益测算，虾币研究认为应该基于两个方面：其一，存储和检索，因其计价最终会锚定在法币上，且相对易于估算，故采用法币测算；其二，出块奖励，因其不属于交易行为本身，且更关注在第一阶段即获得FIL奖励，其变现属于间接行为，故采用出块奖励的FIL产量测算。
首先，存储和检索收益测算。
虾币研究基于基本经济原理与运营策略的不同，给出匡算模型：

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图15：存储与检索收益匡算模型（资料来源：虾币研究）

举例简易测算，假设：21PB总存储规模中，19PB为专用存储S，2PB为专用检索存储R，月均专用存储利用率u为90%，存储报价Ps为0.06元/GB/月，检索报价Pr为0.11元/GB，周转率Ts为1.5倍，周转率Tr为15倍，则首年的收益为
I=12(19102420.0690%)+(19102420.111.5+2102420.1115)
=12,910,067.71+3,287,285.76+3,460,300.80
=19,657,654.27元
注意：
1）该匡算模型仅仅是测算方法之一，而且并不精确，中间假设与外部变量很多；
2）举例仅仅是为便于理解匡算模型，并不是投资预测或决策依据；
3）该模型受存储与检索平衡配比、网络带宽配置策略、客观用户需求等诸多因素影响，并不能据此模型机械地对生产环境进行预测；
4）此例中存储与检索的报价均采用低报价策略，大致为传统行业参考价的50%；
5）周转率对模型影响较大，这主要受需求与带宽影响，且间接会影响成本以及其他策略选择，在生产环境中，这是一个不断优化的过程；
6）专用检索的优化配置，对提高网络利用率有较大价值，从而相对降低挖矿成本。
其次，出块奖励的FIL产量测算。
出块奖励的FIL产量测算方法简单，但是外部变量很难假设。前面已经给出了出块奖励的分发模型、分发估算表，以及矿工出块收益测算模型，举例如下：
举例：假设矿工平均有19PB的已分配存储，主网平均有1000PB的已分配存储，挖矿1年，则其出块奖励FIL产量为：
R=(16,469.15921,341.3194)19/1000=287.429万枚
注意：
1）矿工开始挖矿时，Filecoin网络可能已经运行了1个月，故用第13个月终值减去第1个月已分发的值；
2）全网已分配存储，在主网启动前只能做猜测；在假设该值时，可以参考几个数据：近年全球硬盘出货量及其增速，早期潜在采用Filecoin网络的商业用户的行业规模，Filecoin挖矿热度等；但是主网一旦启动，全网已分配存储是可以公开查询的（Filecoin白皮书 P31）；
3）矿工和全网的已分配存储，都是动态变化的，该模型仅是简易估算模型；
4）生产环境中，全网客户存储需求及其增速、全网矿工群体规模及其增速，是非常重要的外部变量。
2.5.2.2 预估FIL价格
对FIL价格做预估，事实上是不可能的。但虾币研究认为，即使不能做出价格预估，但作为理性挖矿投资人，仍需找到预估的可能参照系，作为投资决策的辅助参考。
第一个参照系，是供需。
需求方面，《思科全球云指数：预测和方法，2015-2020年》报告显示：
1）全球数据中心内存储的实际数据规模增速迅猛，CAGR达到40%之高；

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图16：全球数据中心内存储的实际数据）（资料来源：思科）

2）全球数据中心流量方面，需要关注“数据中心到用户”的流量规模及其增速，数据显示，其CAGR高达24%。

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表5：全球数据中心流量（资料来源：思科）

虾币研究认为，全球数据中心的实际存储规模、到用户的流量规模，是需求端的重要行业参考基准。
供给方面，因为Filecoin有自己的经济体系，所以此处特指已释放FIL的供给量。虾币研究基于Filecoin经济白皮书，假设：
1）出块奖励部分按前述估算模型分发；
2）协议实验室与Filecoin基金会按6年线性分发释放；
3）所有投资人按最快的6个月线性分发释放；
虾币研究对已释放FIL总量进行（最快分发）估算如下：

图17：Filecoin网络启动后36个月内已释放FIL数量估算
（资料来源：虾币研究）

在前述全球数据中心存储与流量行业规模与增速，以及已释放FIL数量的基础上，虾币研究根据前述FIL预期价格估值模型，做了进一步的动态展望。
FIL预期价格估值模型中：
D为全球存储量×存储时间×存储价格+全球流量×流量价格
f为迁移到Filecoin网络的转化率
c为已释放FIL数量×(1-质押保证需求比率-遗失等比率)
r为市场对FIL的预期溢价率
在动态展望中，假设：
1）2019年1月初Filecoin网络启动，动态展望期间为3年；
2）基于2015-2020年全球存储与流量规模数据，按CAGR简单预估出2021年数据，然后每年简单平均折算到月度估算数据；存储与流量价格不变，分别为0.02美元/GB/月、0.04美元/GB；
3）f假设从0%线性增长到5%；计算迁移价值时，当月迁移价值为当月新增量与本月前的存量之和；
4）已释放FIL数量按模型数据，质押保证需求比率与遗失等比率之和为40%；
5）r预期溢价率为3倍；
基于以上假设，虾币研究给出Filecoin网络启动起的3年内的FIL预期价格展望：

表6：Filecoin网络启动后36个月内FIL预期价格展望（资料来源：虾币研究）

图18：Filecoin网络启动后36个月内FIL预期价格展望（资料来源：虾币研究）
注意：
1）基于供需的FIL预期价格估算模型，应该说是符合基本经济原理的，但是，由于不确定的变量较多，尤其迁移转化率f、预期溢价率r，对FIL预期价格影响非常大；
2）FIL预期价格的根本决定因素，是采购Filecoin服务的需求规模，而需求规模的决定性因素，是用户采购Filecoin服务的以美元为基准的结算价格是否足够便宜；
3）预期溢价率r的决定因素，也是采购Filecoin服务的需求规模，其规模与增速越大，r越高；反之，则r越低，甚至可能导致Filecoin网络失败；
4）以上展望仅仅是供需测算方法的一个示例，不能作为投资决策依据；不同的变量假设，会导致预期结果的巨大差异。
第二个参照系，是市场已经在交易的所谓FIL或IPFS“期货”。
所谓FIL或IPFS“期货”，是指Filecoin的SAFT份额转让，如FIL6或IPFS6意指：Filecoin网络启动后，6个月分发期的SAFT份额。这种所谓的FIL或IPFS “期货”，有几个问题需要投资者注意：
1）Filecoin官方不予承认该等交易；
2）已上线该等“期货”的交易所，需要持有合法的SAFT，或与持有合法SAFT的投资人签署了受让协议，方才具备交割能力；如果该交易所没有公示具备交割能力的合法文件，则极有可能存在卖空欺诈行为；
3）即使该等交易所（或其签约卖方即SAFT份额原始持有人）具备交割能力，但因可交易SAFT份额很少，并不足以真实反映FIL价格预期，即其价格发现职能是不具备足够公允力的，至多仅作为一个参考维度。
目前已有数家交易所上线了所谓的FIL或IPFS“期货”，其交易价格，谨作有限参考。
第三个参照系，是Filecoin的融资价格。
Filecoin的融资价格是静态参考，其在私募轮的价格（Advisor Sale Price）为0.75美元/枚（融资5200万美元），在ICO轮的价格（Public Sale Price）为1-5美元/枚（融资2.05亿美元）。
2.5.2.3 首年预期收益匡算方法
基于前述测算示例，首年预期收益匡算方法，举例如下：
首年预期收益=预期存储与检索收益+预期产量×预期价格
=19,657,654.27+287.429×10000×13.01×6.4
≈258,982,537元
注意：
1）该匡算仅是一种测算方法，其举例的计算结果并不是任何关于收益率的明示、暗示或保证；
2）预期存储与检索收益，主要受需求情况、存储规模、带宽、报价策略影响；
3）FIL预期产量，主要由矿池的影响力（Influence）决定，示例中假设影响力为1.9%，而事实上，这个假设与实际偏差会有多大，只有在Filecoin网络启动后才能知道；
4）FIL预期价格，示例中取值为基于供需测算的首年FIL预期价格的简单平均值；汇率假设为6.4；
5）示例中折算为人民币是基于方便，在生产环境中，矿工的收益均为FIL，因此所获收益FIL的持仓策略与变现策略，尤为重要。
2.6 风险因素
虾币研究认为应至少关注以下几点风险因素：
1）政策风险。无论是Filecoin还是IPFS，由于其官方与技术本身对存储均不作内容审查，所以在某些国家或地区是有可能面临政策风险的。但是虾币研究认为，技术本身是中性的，政策层面不会因为内容而禁用技术本身，法律与政策规制的对象是具体应用层的违法。
2）技术风险。鉴于IPFS早已上线且已开源，此处技术风险特指Filecoin。Filecoin的主要技术难点在于几个证明，以及防作弊，最新进展公布了PoRep复制证明论文，所以虾币研究认为应高度关注技术风险及其延伸的时间风险。作为备选方案，虾币研究建议高度关注其对标项目Lambda，但此处不做展开讨论。
3）需求风险。大规模商业存储与检索需求，是Filecoin网络成败的根本因素。前述已经分析，通缩模型决定矿工群体一定采取竞相低价策略，而赚取币价上涨的溢价收益。
4）便利性风险。由于C端用户在使用基于Filecoin的应用时，要为检索支付FIL代币，而这种支付并没有给出应用方B端的解决方案，那么显而易见的问题是，广大C端用户建立支付FIL代币的学习障碍、习惯障碍在中短期内是很难被克服的，而B端商家又无法代付，所以，即使B端商家采用Filecoin，仍面临艰难而漫长的引导C端用户学习并养成自己支付FIL的难题。
同时，这对B端商家的原有商业模式也是一种严峻挑战。关于这个问题，Filecoin官方白皮书中并没有明述。诚然，还有一种观点，认为IPFS/Filecoin均为基础设施，是可以支持B端应用商家为其终端用户检索行为付费的，从而不影响B端原有商业模式；对此，虾币研究希望是不存在便利性风险的，且B端代付存在数字资产管理、p2p流量方向、收付款对象的效率、匹配等问题。
5）确权风险。对于有些商业客户，可能会关注其使用Filecoin时的数据确权问题，如果不能解决数据确权与有条件下的数据访问，可能会使这些商业用户望而却步。
6）支付与票据风险。对于商业客户，当使用Filecoin网络时，使用FIL代币进行支付，本身就面临法律风险，以及财务障碍；即使用FIL支付了，也不能获得相应的支付凭证，比如发票，那么这些商业客户在财务上就无法下账，而这是目前较规范的商业客户所无法接受的。该风险可能会对需求端的增长产生不容忽视的影响。
7）作弊风险。一是Filecoin开源后，是否存在通过技术手段实现单机虚拟开设多个挖矿节点的可能；二是是否存在存储客户与矿工合谋刷单的可能。如果存在这种可能，则可以实现很少投入而获得较多出块奖励，这是对其他非作弊矿工的利益侵害。

[挖矿综合] Filecoin(IPFS)挖矿逻辑：分布式非均衡企业级弹性矿池探讨

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