解读 | Filecoin区块奖励与惩罚机制

BINGHE DISTRUBUTIED STORAGE LAB

众所周知，矿工在Filecoin网络的收益来源于存储订单收益和区块奖励，在网络前期存储订单收益较少，主要通过区块奖励获取收益。那么，你是否研究过，区块奖励是由哪几部分构成？以及区块奖励这样设置的原因？

区块奖励

区块奖励的主要构成是当前高度对每个矿工的基本区块奖励+小费+（可能的）惩罚。

基本区块奖励

当前高度每份区块奖励=（当前区块高度为止的区块奖励总额-上一个区块高度为止的区块奖励总额）/当前区块高度的区块数量

minerReward=(totalMinerReward-lastMinedReward)/当前区块高度的区块数量

如图，区块高度330003，有三个矿工获得区块奖励，每个矿工获得了一份奖励。

每个矿工能获得的基本区块奖励如下图：

total_miner_reward=17928 445792055869175204095 nanoFIL

last_total_miner_reward=17928 397766464829775195448 nanoFIL

total_miner_reward-last_total_miner_reward=4802559103940008647nanoFIL

注：nanoFIL=10负18次方FIL

每份出块奖励=基本出块奖励/出块份数。

矿工能得到的基本区块奖励=每份区块奖励x该矿工获得的出块份数。

当前高度，每个矿工有1份区块奖励，矿工数为3。

因此每份区块奖励为：

miner_reward=48.02559103940008647/3=16.008530346466669549FIL

小费

冰河的文章《Filecoin官方信息|Filecoin的EIP-1559》里提到了gasPremium（交易者给矿工的附加利润率）即小费。

在EIP-1559下，交易创建者指定了费用上限（他们愿意为打包此交易而花费的每单位Gas最高的价格）。如果费用上限小于区块的基准费率，则不能将其包括在区块中。由于基准费率会被销毁，交易创建者还指定了一个小费（tip），给于打包消息的矿工作为激励

在区块奖励中，凡是打包了有附加利润率的消息的区块，打包消息的矿工就能获得这些消息的gasPremium，所有消息的消费合计为gasReward（gas奖励）。

如图中，区块高度330003中的某节点，通过打包220条消息，最终获得1147697454159193 nanoFIL的gas小费奖励，小费+基础区块奖励的总额超过了其他两个节点。

这是Filecoin对打包消息的矿工的正向激励政策。

惩罚

有的时候，大家也会注意到，会有出块成功，但是奖励金额为0的情况出现。这不是因为Filecoin没有对矿工进行应有激励，而是因为该矿工在打包消息时，对不符合打包条件的消息进行强行打包，被链惩罚。奖励金额扣除惩罚费用仍不足以抵扣时，奖励为0，剩余不足抵扣的惩罚金额从miner钱包余额中扣除。

那么，强行打包指的是什么呢？什么情况下打包消息会被惩罚？惩罚金额是多少？

其实，惩罚也是根据EIP-1559中提过的三倍惩罚“不该打包交易”设置。

filecoin燃油费由三部分组成：基本费用、小费和超额燃油费。小费上文已经讲过，是交易者设置gasPremium（小费汇率值），给愿意打包的矿工的额外费率；超额燃油费，是Filecoin网络不支持用户支付过高的费用进行优选“插队”，如果交易者对gaslimit（对一笔交易 Gas 消耗的预估限制值）设置了不合理的指标，过低则会导致消息上链失败，过高则向交易者收取超额燃油费（以后有机会详细分解超额燃油费）。(请查阅王大爷聊FIL(一)详解Filecoin中的Gas费机制）

另外一个影响，则是对矿工的惩罚，“不该打包交易”。

“不该打包交易”即是交易者在设置gasFeeCap（交易者愿意给矿工的打包消息最高费率）时，设置值过低，使gasFeeCap＜baseFee（全网基准费率）。这样的方式下，交易者无法顺利支付矿工费。如果矿工对这样的消息进行强行打包 ，Filecoin网络会针对矿工进行三倍该消息消耗差额费用的惩罚。通过该措施，让矿工来监督“不该打包交易”。

如图，某区块高度，查询某节点的区块奖励组成部分，发现既有惩罚金额penalty，也有gasReward。

小结

minerReward+gasReward-penatlty=最终区块奖励。通过公式，可以明确看出filecoin对矿工的鼓励方向。filecoin希望矿工更多更主动打包消息，增加网络上的实际打包量；监督“不该打包消息”，减少消息插队、链拥堵的可能。

WindowPoSt惩罚

上文提到的，是微观层面上，区块奖励构成中矿工可能收到的额外奖励和惩罚。那么，从宏观层面上，矿工获得的区块奖励份额，本身有额外奖励或惩罚的可能吗？

额外奖励是没有的，但是windowPoSt消息提交上链失败，会按照以下步骤，逐级惩罚：

1. 扇区第一次掉算力，没有罚金。第一次不做惩罚，主要是为了避免链同步的问题等非数据问题导致的误惩罚；

2. 扇区第二次掉算力（第一天和第二天连续掉），当次惩罚扣除扇区中对应3.51天的区块奖励。假设代码预估单T收益为0.2FIL，那就是每个扇区扣除0.2/32*3.51=0.0219375FIL；

3. 扇区连续第三次掉算力，惩罚扣除的方法如第二条。持续错误，每天都扣除相同区块奖励；

4. 如果扇区连续14天错误，扇区终止，除去已扣除区块奖励外，连带扣掉扇区的质押金额，不做返还；

注意：

除去扇区连续14天错误导致的扇区中止，其余惩罚均不涉及到质押金额；

Filecoin重点惩罚内容主要在于连续错误，如果扇区第一天错了，第二天对了，第三天再错，不会有罚金。要连续错误，才会受到惩罚。因此，少量的惩罚，是正常的，目前filecoin的代码有一些不太完善，比如写入的数据，有时候读取叶子节点，会报告错误，但从系统IO看没有什么异常，且有时候不出错了就一直不出错了，但数据始终未变。

但如果错误很多，且有连续错误，就需要分析每个错误原因，认真总结错误源头，优化代码和算法，避免相同问题。