PoC ( Proof-of-Capacity ) 容量證明機制，是一種通過存儲容量投入來爭奪記賬權和交易費用的共識達成機制。早先容量證明被稱為PoS (Proof-of-Space) ——空間證明，由於權益證明（Proof-of-Stake）的縮寫也是PoS，出於避免歧義的考慮，普遍接受了 PoC ( Proof-of-Capacity ) 的說法，有一些項目採用 PoSt (Proof-of-Space-time) 這一說法，但核心本質依然是容量證明。
PoC挖礦主要有兩個特點，一是更加去中心化，硬盤分佈遠比芯片 ( PoW ) 和資本 ( PoS ) 的分佈要更加普遍，更加平均。二是節能，硬盤挖礦能耗低，硬盤資源可重複利用。這兩個特點使得 PoC 挖礦門檻低，人人都能參與。
2014年，一篇名為《Efficient HDD Mining》的帖子在 BitcoinTalk中發出，介紹了POC容量證明的理念，並公佈了源碼，這篇帖子的發佈人就是BurstCoin 的創始人，而BurstCoin就是歷史上第一個成功的PoC公鏈。6 年的時間過去了，容量證明的理念在加密圈生根發芽，一些項目傳承了 BurstCoin核心理念和挖礦算法，還有一些項目在安全性、公平性、擴展性上進行了技術探索。由於頂級明星項目 Filecoin 融入了容量挖礦的概念，更是給PoC共識帶來了關注。
2020年，PoC項目已經或即將陸續落地，這篇文章我們會把MASS Net和Filecoin、Spacemesh、chia、Burst這4個項目做一個對比。通過對比，進一步理解 MASS以及 PoC 領域整體情況。
如果想深入瞭解 MASS，推薦閱讀白皮書和往期推送文章（Tips：關注MASS中文社區，點擊菜單欄“白皮書”和“往期推送” ）。
01 MASS Net
MASS Net 是一個採用 MASS 共識引擎的 PoC 區塊鏈，主網已上線，為用戶提供高效、環保的去中心化賬本功能。它每45秒產出一個區塊，吞吐量達到 200 TPS。其加密幣 MASS 總量 2 億枚，具有減半產出機制，減半速度平滑減慢，每個減半週期是上一週期的 2 倍。
MASS Net 由 MASS Core 主導，MASS 社區共同開發，無融資，零預挖，保證了初始分配的公平性。
對PoC 算法中抗 AISIC、多挖懲罰、女巫攻擊、長程攻擊等諸多技術難題，MASS 均給出了創新性解決方案。
抗ASIC性
MASS 共識算法採用時間空間置換 ( Time-Memory Trade-offs ) 的思想解決抗 ASIC 問題。PoC硬盤空間證明的實現，是一個生成證明所需時間和硬盤空間權衡的過程，在一定範圍內，擁有硬盤空間越大，需要的時間就越短。具體原理如下：
在MASS 容量證明共識算法下，採用ASIC是極其不經濟的做法，從而實現抗 ASIC 性。
多挖懲罰
在容量證明共識協議下，若區塊鏈暫時發生了分叉，則節點可以同時在多個分叉鏈上同時進行區塊提交。這將會導致類似於PoS系統中Nothing-at-Stake的問題：即節點在面對多條分叉鏈時，由於不確定哪一條鏈將成為最終的主鏈，所以選擇同時在所有的分叉鏈上進行區塊提交，使這些分叉持續產生新區塊，從而使得區塊鏈系統無法達成最終的共識。
為解決該風險，MASS系統採用了分叉檢測懲罰機制，網絡中若發現容量證明 S 同時提交給主鏈和分叉鏈，各節點會自動將該礦工納入黑名單，從此拒絕它提供的證明。
可驗證隨機函數（VRF）確保抵禦雙花攻擊
每個區塊的產生都是節點搜索容量空間的目標值的過程，這就需要給所有節點提供一個抽籤目標。MASS 容量證明算法採用可驗證隨機函數 ( VRF ) 保證沒有哪個節點能控制該抽籤目標值的生成。因此，在相同的區塊高度上，所有節點都具有相同的先驗信息，保證MASS系統的51%拜占庭容錯，從而實現出塊的公平性。
長程攻擊
和 PoS ( Proof of Stake ) 一樣，容量證明也存在長程攻擊 ( Long Range Attack ) 問題，即攻擊者可以通過重建一條更長的鏈來操縱鏈中的交易。MASS 通過比較出塊間隙 slot 的長度，來決定主鏈，若攻擊鏈的 slot 較小，則會被主鏈覆蓋，也就避免了長程攻擊。
發展現狀與規劃
- 開發進度：主網於 2019年9月上線，運行平穩。根據Roadmap 計劃， Layer 2 擴展插件和跨鏈協議正在開發中。
- 挖礦生態完善，算力穩步增長。目前已有 WePool 和 MASSone 兩個礦池支持MASS，未來還會有更多礦池加入。
- 全球社區搭建中
02 Filecoin
Filecoin 是一個去中心化文件存儲系統，定義了一種針對存儲服務的激勵機制以及相應的支付行為。Filecoin 對標傳統雲存儲商（如亞馬遜、谷歌），通過用戶規模和礦工規模互相促進，最終實現網絡規模的擴大。
Filecoin 的加密幣 FIL 總量 14 億枚，每 6 年的產幣總量減少一半，區塊獎勵逐塊減少，減半速度平均到每一個區塊中。
2017 年 8 月 ，Filecoin 完成了2.57 億美元的募資，創下了當時全球區塊鏈早期項目融資記錄，參與募資的知名機構包括：YCombinator、 克萊沃斯兄弟、紅杉資本、DCG、斯坦福 學、安德森·霍 維茨基 、FC 新興 絡股權眾籌機構、聯合廣場風投等。
與傳統意義 PoC 共識相同之處是，礦工投入容量空間運行共識算法將有機會獲得區塊獎勵（挖礦）；不同點在於， 礦工為網絡提供真實有效文件的存儲和檢索服務，並收取相應費用。因此 Filecoin 在硬盤裡存儲不是 Hash 值，而是有效文件，其 PoC 共識機制具體包括兩部分：
- 複製證明 (Proof-of-Replication) 用以驗證礦工已經存儲文件。
- 時空證明 (Proof-of-Space-time) 即不斷生成複製證明，以證明礦工一直存儲了該文件。運行該共識算法將爭奪出塊權，有機會獲得區塊獎勵。
Filecoin 是一個受關注度極高的頂級區塊鏈項目，但也因為技術的先進性和前景極大不確定性而備受爭議，體現為以下6個方面：
- 技術層面，其共識算法非常複雜，這就導致軟件複雜程度高，落地難。這一點從其代碼進展可以看出，目前 Filecoin 只實現了存儲礦工的部分，而它所希望實現的訂單自動化匹配的存儲市場以及檢索礦工功能都還未完成，整體完成度在 60% 左右。
- 礦工風險高。為了保證礦工不作惡，Filecoin 設計了三種懲罰機制，共識懲罰，存儲懲罰和合約懲罰。即使由於硬件或網絡狀態不穩定而導致違規的誠實礦工，也會受到扣除所有的抵押代幣，存儲算力清零或產生的任何區塊都無效等不同程度的懲罰。
- 存儲成本高，難以獲取市場。Filecoin 提供的去中心化存儲成本大大高於現階段中心化雲存儲成本，這將導致 Filecoin 提供的去中心化存儲變為小眾需求，難以獲取廣闊的市場。
- 存儲文件的“劣幣驅逐良幣”。由於真實有效存儲需求不足，礦工為了挖礦會產生大量無效數據，並傾向於存儲自己生產的無效數據，使得最後 Filecoin 網絡存儲的都是無效數據。
- 資源浪費。為了滿足“存儲有效文件”的要求，礦工配置了大量高性能礦機，使得挖礦的算力成本高於存儲成本，在早期看來其硬件配置更像 PoW 挖礦。這些算力成本最後會均攤到用戶的存儲成本上，一定程度造成了資源浪費。
- 早期高融資帶來初始分配不公平。Filecoin早期獲得了2.57億美金的高額投資，30% 的幣為投資人和創始團隊預留幣， 非挖礦產出，這將導致整體市值偏高。
發展現狀與規劃
• 開發進度：測試網於2019年12月11日上線
• 主網啟動窗口暫定為2020年6月15日到2020年7月17 日
• 全球社區關注度高
03 Spacemesh
Spacemesh 是一個 PoC 區塊鏈，它希望通過硬盤挖礦實現中本聰在比特幣白皮書中的初心——真正的去中心化點對點電子現金網絡。根據官方提供數據：在模擬真實的壓力測試中，Spacemesh 的 TPS 為 90 筆 / 秒。
Spacemesh 的加密幣總量為700萬枚，第一年產出100萬枚，之後產量以每年10萬枚的速度遞減，直到全部挖完。其經濟模型與Zcash和Grin相似，前期通脹率較大，以防止投機者的進入，希望以這種方式控制幣價的增長速度，使其變成“BetterMoney”。
2018年9月，Spacemesh完成了由Polychain領投的 1500 萬美元投A 輪融資。
技術創新層面，它使用了 DAG 的拓撲結構來代替鏈式結構，使得整個網絡達到 10 分鐘 400 塊。
它的共識算法採用了使用拜占庭容錯共識的“兔子協議”和確定區塊是否有效的“烏龜協議”兩種子協議來確定帳本的安全性。並通過POET節點來調整難度係數（POET 節點為一項軟件服務，通過與各個挖礦節點相連，調節難度係數，分配Standard的獎勵，以防止女巫攻擊），實現硬盤挖礦的抗 ASIC 機制。
經濟激勵層面，Spacemesh 希望通過更合理的協議設計實現極致的公平——保證人人都有得到挖礦獎勵的可能。他們認為礦池會導致中心化，也因此在成本模型中極大向小型個人用戶傾斜，相應地對大型礦池非常不友好。在官網中他們明確表示 “ 除了平滑收益，加入礦池沒有其他優勢 ”。對於早期公鏈來說，沒有礦池模式，會增加挖礦門檻，大量普通礦工難以進入Spacemesh 網絡，這無異於“讓出一隻手”來競爭。此外，前期高通脹率會抑制早期財富效應，也將一定程度限制它的發展速度。正如創始人 Tomer 的設想，「Spacemesh 的規劃很長線，希望把這個項目做到 20 年甚至更長」。
發展現狀和規劃
• 測試網0.1版於2020年3月3日已上線
• 計劃 2020 年 Q3 上線主網
• 根據路線圖，Spacemesh 未來會考慮添加智能合約、隱私轉賬、狀態通道等技術。
04 Chia
Chia 由 BitTorrent 的創始者創立。使用的是時空證明（Proof Of Space and Time）的共識算法，組合了「空間證明」和「時間證明」兩種共識機制。
Chia 獲得了 A16Z 等知名風投 300 萬美元種子輪融資。打算在產品正式上市前完成在美國證券交易委員會 (SEC) 註冊的 IPO。因此 Chia 的代幣會分為兩部分，一部分類似股票可以獲得分紅，另一部分是加密貨幣，可流通，且有使用價值。目前代幣發行方式不明確。
Chia 在傳統的空間證明 (Proof Of Space) 基礎上引入了可驗證的延遲函數 (VDF)，VDF 得出運算結果必須經過一定時間，並可以由網絡中的任何人快速驗證，該結果可增加 PoS 獲得出塊權的概率，由於VDF其時間參數是線性的，所以最優質量能最先finalized。
Chia 達成共識的過程分為兩步，在Proof of Space（PoS）階段之後，三個最好的證明結果被傳播到網絡，PoT 節點開始處理它們，通過 PoT 驗證的塊將同步給全網。PoS 質量越好，PoT 過程越快。PoST 證明算法可以有效地避免重寫攻擊、DDoS以及垃圾郵件等惡意攻擊。
除了共識層的創新，Chia 還提供了一種能更好構建智能合約交易的編程語言 ——Chialisp，支持原子交換、授權收款人、可恢復的錢包、多重簽名錢包和限價錢包的智能合約實例。
發展現狀
• Alpha 測試網於 2019 年 12 月 5 日發佈，2020 年 4 月 9 日已升級至1.0 beta3
• 測試網引入共識層和首版 Chialisp 語言。
05 Burst
Burst 是 PoC 領域的開創者。
2014 年 8 月 11 日主網上線。
2015 年 8 月匿名創始團隊消失，其後由社區接管，無實質進展。
- 2017 年的 8 月， POCC ( PoC Consortium ) 聯盟的接手為 Burst 注入了生機，經過 2 年多的主網檢驗和代碼優化，PoCC團隊將原始版本代碼的零測試覆蓋提升到了底層代碼全覆蓋，這部分核心代碼成熟度非常高，後續幾乎所有BHD，BooM，LHD等PoC幣種都是基於此共識規範開發。
- 2019年1月，PoCC 團隊因醜聞退出社區，Burst App Team(BAT)開始接手，開發進入緩慢節奏。
- 如今 Burst 的全網算力回落至 260P（近30日平均全網算力） ，已明顯落後於BHD、LHD等同類型 PoC 代幣。
技術方面，Burst 開創了 PoC 領域，為 PoC 領域技術積累打下堅實基礎。可以說後來者 BHD，BooM，LHD 都得益於 Burst 的探索成果。
Burst 的成功歷史證明了 PoC 理念的社區基礎。在沒有投資機構，沒有市場宣傳的情況下，Burst 在加密社區獲得了大量關注和支持，並影響了一批 PoC 區塊鏈項目。
最後我們用一張表格總結一下
從這幾個項目我們可以看出，不論是社區還是投資機構，都非常認同 PoC 理念，並寄予厚望。在技術層面，採用 PoC 區塊鏈都必須面對 PoC 固有的難題，如抗ASIC機制、長程攻擊，只是採用的技術解決方案不同。
MASS 的優勢
- 實現程度高
MASS Net 主網已於2019年9月上線，運行平穩。
挖礦生態已初具規模，既有面向大型專業礦工的礦池MinePool，提供專業礦機銷售、部署及管理服務；也有面向中小型礦工的一鍵挖礦式礦池WePool，提供自有硬盤連入和租用雲空間連入兩種模式。
軟件工具全面，目前已提供全節點錢包、全節點挖礦、區塊鏈瀏覽器等基礎軟件。
- 完善的經濟激勵模型
MASS Net 設計了一個非常巧妙的經濟激勵體系。礦工可通過兩種方式獲得收益：
1) 通過硬盤挖礦獲得獎勵，如果在容量空間上綁定一定數量的 MASS 幣可以提高挖 礦獎勵。
2) 通過將 MASS 幣鎖定一定期限，獲得區塊獎勵。
這一經濟激勵體系能自動平衡 MASS 幣流通量和價格。當價格偏高時，礦工傾向於採用硬盤挖礦；當價格偏低時，礦工傾向於通過購買 MASS 幣鎖定挖礦，此時硬盤挖礦難度降低、收益變高，反過來激勵礦工通過硬盤挖礦。這種動態平衡的經濟激勵體系，能讓礦工決策和加密幣價格互相影響、自動調整，進而提供安全、穩定的去中心化賬本服務。
- 公平
MASS Net 沒有融資，沒有預挖，完全由社區主導，確保了網絡的公平性。
- 多鏈生態
MASS Net 所採用的共識層——MASS 共識引擎，具有通用性。與單鏈獨立挖礦不同，PoC共識具有天然的多鏈特性，相同的硬盤空間可以為滿足相同 PoC 共識標準的多條鏈提供空間證明。這種特性不僅能夠減少能耗，提升整體吞吐量，也是構造PoC多鏈生態的基礎。而 MASS 加密幣作為 MASS 跨鏈生態的價值錨點，也將極大承載 MASS 生態的價值。
