欧易OKEx研究院：“庶民的盛宴”，Chia挖矿全解析

在加密数字货币领域，挖矿一直是一个热门的话题。只要拥有一台矿机，就可以“点石成金”，实现巨大的收益。尤其是在加密货币牛市期间，无论是目前市场上的显卡短缺潮，还是交货时间已被排到秋季的矿机订单，无一不反映人们对这一财富机遇的追求。如今，Chia，这个诞生于2017年的老项目，在加密货币牛市的加持下，也焕发出新的热度，成为挖矿领域众人追逐的新对象。1. Chia的“贵族光环”谈起Chia，最为人所熟知的是其自带的三个光环：“硅谷天才创始人”、“明星投资机构”和“绿色环保挖矿”。在团队背景方面，Chia 的创始人是 BitTorrent 的发明者Bram Cohen。BT协议—这个免费开源、曾经占据全球网络1/3的协议，代表的理念就是最早的去中心化的数字共享经济，无疑给Bram在创立Cina项目时带来了巨大的光环。在投资机构方面，2017 年，2018 年 Chia 先后获得了两轮融资，投资机构包括著名的 A16Z 、Greylock Partners、DCM Ventures 、Coinbase等一线投资机构。正是这些明星投资机构的背景，让市场对Chia的未来表现更充满期待。当然，除了上述荣誉，Chia最引入关注的还是其特有的“绿色环保挖矿”。中本聪在发表比特币白皮书时，其主要愿景是人人都可以通过CPU参与到比特币的挖矿活动中；然而基于工作量证明所带来的算力竞争，最终导致比特币挖矿活动成为专业矿机设备和廉价电力的竞争。目前，除非一个普通人有一台专业的ASCI矿机，否则无法挖到比特币；同样地，根据剑桥比特币电力消耗指数，目前比特币的年耗电量已经达到了134.68 TWh，已经超过了一个中等国家的年耗电量。这在全球日益关注环保和气候问题的当下，已显得不合时宜。相较而言，Chia旨在成为比特币的替代品—“绿色环保、生态友好型的数字货币”；并且其算力基础是“一种分布广泛、抗ASIC、与电价无关的商品—硬盘空间”。Chia是如何实现其愿景的呢？主要依赖于其时间空间证明（Proof of Space and Time）共识机制。空间证明是一种证明用户在硬盘上保留一些未使用的存储空间的方式。Chia区块链的用户通过安装Chia挖矿软件来“播种”其硬盘驱动器上未使用的空间。这些用户称为“农民”。当区块链广播下一个区块挑战时，农民可以扫描其地块以查看其是否具有最接近挑战的哈希值。农民赢得一个区块的概率是农民占整个网络的总空间的百分比。时间证明则是按时间顺序实现区块的排序，以此组建完整有效的区块主链。时间证明是通过可验证的延迟功能实现的，该功能需要花费一定的时间来计算，但验证速度却很快。VDF的关键思想是它们需要顺序计算，并且由于拥有许多并行机不会产生任何收益，因此可以最大程度地减少电力浪费。或许以上术语过于晦涩复杂，我们不妨通过Chia的挖矿流程来更好地理解时间空间证明机制：（1）耕作阶段（P盘）：P盘即plotting（测绘），Chia会通过哈希算法生成大量Nonce（只被使用一次的任意或非重复的随机数值），以Plot 文件格式写入硬盘中。P盘过程有点类似农民在土地（硬盘空间）上播种（Nonce），因此China很形象地将这个过程成为“耕作（Farming）”，而参与Farming的用户被称为“农民”。（2）收获阶段：当用户在土地上播种后，就可以坐等丰收了。具体的流程是当一个新区块在Chia网络上广播时，农民就会扫描他们土地（硬盘）上的种子（Plot），并通过少量计算获取一个数值，如果该数值与Chia给出的目标值（Target）接近，那么该农民将获取Chia币奖励。在此过程中Chia会给出一个“空间证明”，证明该用户确实为播种提供了一定的土地（存储空间）。同样地，为了防止拥有大量存储空间的农民创建备用的交易记录以此攻击系统，Chia通过VDF（可验证延迟函数）来实现区块的时间排序，以此为系统创建有效完成的历史交易记录，保证网络安全。2. Chia下的“庶民盛宴”从上我们可以看出，农民赢得区块奖励的概率为自己存储空间大小占网络总空间的比例。因此，农民的土地越多，获取奖励的概率越大。因此我们看到Chia矿工都在大量抢购硬盘，以扩大自己的土地空间，由此引发了硬盘断货和涨价潮，这也导致了Chia的网络空间一直呈指数型上涨。资料来源：chiaexplorer，欧易OKEx研究院中本聪在最早设计比特币挖矿模型时，其愿景是人人都可以用电脑上的CPU挖矿。然而随着ASIC等专门处理计算的硬件设备出现，采用CPU挖矿已经成了遥不可及的梦想—普通人很难参与到比特币的挖矿活动中，因为缺少专用的ASIC矿机；同样地，经常与Chia一起提及的Filecoin挖矿，对硬件设备的配置需求极高，需要消耗大量宽带，不能断网断电，否则会触发惩罚机制。因此，BTC与FIL挖矿，逐渐沦为少数专业人士的贵族挖矿运动。而从上我们可以看出，Chia挖矿的关键在于存储硬盘空间的大小—市场上任何人都可以获取这一硬件设备。因此，相较于比特币和Filecoin，Chia对挖矿硬件的门槛更低，人人都可以参与其中，获取Chia收益。这也是当前Chia火热的原因之一。除了在牛市阶段人们不愿意错过Chia财富机遇，由此产生FOMO情绪外；更多的是普通人也能参与其中，可谓“庶民的盛宴”。3. Chia挖矿分析和比特币一样，Chia区块链网络上的工作难度也是动态调整的，以此保证出块时间不变，维持在每32个区块完成目标时间平均为10分钟的水平，实现了Chia网络中XCH的稳定释放。另一方面，随着P盘竞争的加剧，Chia的网络空间会上升，最终导致没单位“耕作空间”的奖励收益下降。如下图所示，近半个月以来，Chia每日单位TB下的XCH奖励数量越来越低，到4月30日当天，每1 TB储存空间每天只能获取约0.0076 XCH的奖励。随着越来多越多农民的涌入，未来每日单位TB下的XCH奖励数还会进一步下降。资料来源：chiaexplorer，欧易OKEx研究院另一方面，需要注意的是，在P盘过程中可以断网，但需要的时间非常久，主要原因在于P盘时大量的Nonce写入磁盘需要很长时间。综合而言，P盘的速度取决于CPU能力和磁盘读写速度。P盘写入越快，耕作能更快地完成，那么农民就可以越早地进入收获阶段。这意味着，当部分农民还陷入P盘的时间困境时，已经有其他农民在丰收XCH了，并且P盘时间越长，网络空间越大，未来的收益越少。因此，Chia挖矿是一场“与时间赛跑”的游戏，“土地面积”越大，越早进入的农民收益越高。由于无法缩短P盘所需的时长，更多的农民采取“以空间换时间”的策略—一次性使用大量硬盘，获取更大的“耕作面积”，以减少P盘“耕作”阶段带来的时间损失。总体而言，目前Chia还处于早期红利阶段，在FOMO情绪的带动下，Chia的火爆还会持续一段时间。对于追求短期投资的用户而言，参与该项目是个不错的选择。