Filecoin: Armazenamento Descentralizado de Dados

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FILECOIN(FIL)
COMO ARQUIVOS E CONTEUDOS AGRUPADOS
INCENTIVO A CONTRIBUIÇÃO A IPFS (INTERPLANETARY FILE SYSTEM)
INTERNET DESCENTRALIZADA
FUNCIONA COMO BITTORRENT
COMPARTILHAMENTO DE ARQUIVOS DE FORMA DESCENTRALIZADA
FUNCIONA SEM TER SERVIDORES CENTRALIZADOS
POSSUI TETO DE OFETA
2BI DE FILECOINS NO MAX
HOJE 66MM ESTAO EM CIRCULAÇÃO
FILECOIN POSSUI BLOCKCHAIN PROPRIO
FORNECE ESPAÇO DO SEU COMPUTADOR PARA EM TROCA PODER RECEBER MOEDAS
SISTEMA DE VALIDAÇÃO DE BLOCOS -> PROOF OF SPACETIME(PROVA QUE O VALIDADOR MANTEVE ARQUIVO POR UM TEMPO) E PROOF OF REPLICATION (PROVA QUE MANTEVE APENAS O UNICO ARQUIVO)]
COM ESSE SISTEMA A IDEIA É QUE PODE SUBSTITUIR O HTTP E HTTPS SEM TEM SERVIDORES CENTRAIS
COMO GOOGLE AMAZON ETC
BOA PARTE DOS ARQUIVOS SAO ARMAZENADOS NOS SERVIDORES CENTRAIS
 
Filecoin é um protocolo de armazenamento de dados descentralizado, que atua como um marketplace, onde usuários vendem sua capacidade de armazenamento de dados para usuários em busca de espaço de armazenamento para seus dados. O protocolo funciona como uma camada de incentivos econômicos para o IPFS (InterPlanetary File System), uma rede de armazenamento descentralizada.
“Essencialmente, o filecoin é o airbnb do armazenamento de dados – uma troca baseada em peer to peer que aceita pedidos e lances para liquidar transações de armazenamento de dados descentralizadas em blockchain.”
O protocolo está sendo desenvolvido pela Protocol Labs, uma empresa de desenvolvimento fundada em 2014 por Juan Benet. A empresa foi a responsável pela construção da tecnologia IPFS, construindo o protocolo Filecoin em paralelo. Em 2017, realizaram o ICO do projeto, levantando U$ 205 milhões em um dos maiores ICOs da época.
O IPFS (InterPlanetary File System) é um mecanismo de armazenamento de dados peer-to-peer. O IPFS realiza o armazenamento por meio de um método chamado “content based adressing”, por meio do qual é possível fragmentar arquivos, trackea-los com um hash e distribuí-lo em uma rede descentralizada de provedores de hardwares de armazenamento. O conhecimento sobre o IPFS será bem importante para entendermos a Filecoin, se você não tem familiaridade com esses termos pode dar uma olhadinha nesse texto que postamos na Mercurius Academy.
Ao analisarmos a forma como dados são transmitidos em blockchains, vemos que temos todos os instrumentos necessários para realizar o armazenamento via IPFS. Dessa forma, só seriam necessários os incentivos financeiros para que provedores de infraestrutura encontrassem os usuários que demandam por esses serviços. A Filecoin visa ser esse marketplace ou camada de incentivos, transformando o sistema IPFS em um “mercado algorítmico”, onde usuários pagam os provedores de armazenamento com base no seu token nativo, FIL. Daí, a definição “Um mercado para dados”.
“Em geral, os mercados equilibram a oferta e a demanda, determinando os preços pelos quais os bens ou serviços são negociados. No caso do Filecoin, se você tiver armazenamento extra e poder de computação, pode estar disposto a fornecê-lo a outras pessoas por uma taxa - enquanto aqueles que procuram armazenamento de dados podem estar dispostos a pagar pelos serviços de armazenamento. ”
Filecoin vs Amazon, Google e Microsoft.
Ao apresentar um serviço de armazenamento de dados, a Filecoin se propõe a competir com a reputação, infraestrutura e efeito rede dos players já existentes nesse mercado. Hoje, esse mercado é extremamente concentrado e dominado por empresas que possuem um portfólio de produtos consistentes no ramo de tecnologia. Dentre elas, podemos citar a Amazon, Google, Microsoft, Alibaba e IBM. Somados, esses 5 players dominam 77% do mercado.
De fato, existem duas dinâmicas que levam à essa concentração. Primeiramente, estamos olhando para empresas que figuram entre as maiores empresas do mundo e possuem uma base de clientes extremamente fidelizada, se aproveitando do bônus reputacional em um tipo de serviço que exige a confiança de quem está sendo entregue os seus dados. Em segundo lugar, estamos falando de um business que existe economia de escala. Servidores físicos possuem custos e tamanho significa compressão de fornecedores e abundância de capital para migrar suas instalações para os lugares com o melhor custo benefício. Tudo somado, a Filecoin busca atacar seus concorrentes pela proposta de descentralização, visto que à primeira análise parece extremamente difícil que consiga competir na ponta dos custos sem que isso seja feito sem subsídios do próprio protocolo.
Figura: Concentração do business de Infraestructure as a Service.
Infraestrutura
Para que seja possível a relação p2p entre clientes e fornecedores de armazenamento de dados, a Filecoin construiu uma infraestrutura em cima de uma blockchain própria, de forma que todas as negociações são gravadas on-chain. Para garantir a segurança dos dados, a blockchain da Filecoin é assegurada pelo Proof-of-Work, porém, por meio de uma derivação especializada para o armazenamento de dados. Os provedores de armazenamento de dados fornecem provas criptográficas, chamadas de Proof-of-Storage e Proof-of-Spacetime, por meio das quais é possível verificar que eles estão de fato armazenando os arquivos que foram designados.
Dessa forma, os fornecedores são chamados de “mineradores” e interagem com os clientes da Filecoin da seguinte maneira:
1- Deal
Por meio de algumas aplicações específicas, é possível realizar o armazenamento de arquivos, em interfaces que muito se assemelham a um Dropbox. Para o cliente final, a interação é extremamente simples e intuitiva. Na segunda camada, temos o cliente b2b, que são as aplicações que utilizam a rede da Filecoin. Esses, interagem com a Filecoin em um modelo mais low level, por meio do qual é possível encontrar os provedores de armazenamento em um formato de Order Book.
Figura: aplicativos por meio de onde é possível utilizar os serviços da Filecoin.
Figura: Chainsafe Files, uma das aplicações por onde é possível armazenar gratuitamente arquivos na rede da Filecoin. O cliente é a Chainsafe Files, que utiliza a Filecoin como backend e atua como uma interface para o usuário final. Os custos de armazenamento são pagos pela aplicação, que por hora decide por não repassar para o cliente final, por encontrarem-se em um estágio de ganho de tração do produto.
É interessante mencionar que a rede da Filecoin oferece flexibilidade aos seus clientes para armazenarem cópias redundantes dos arquivos com diferentes mineradores, garantindo que os dados não correm o risco da falha de um ente centralizado. Por isso, ao contrário de outros protocolos baseados em proof-of-work, o controle da rede não está diretamente correlacionado com os recursos que os participantes possuem. Na rede da Filecoin, a acumulação de poder requer mais recursos e o consentimento dos clientes, que devem aceitar fazer deals com mineradores que possuem um elevado grau de centralização.
2- Pagamento
Assim que as duas partes chegam em um acordo, ele é registrado em blockchain e o usuário realiza o pagamento ao minerador. Todos os contratos são precificados em FIL e o pagamento é inicialmente travado na blockchain, fazendo com que a exposição do cliente à volatilidade do token FIL deixe de existir, mas continue existindo para o minerador.
A precificação dos contratos é uma função do tamanho do arquivo que está sendo armazenado e da duração do contrato. A intenção final da Filecoin é que os provedores de infraestrutura cobrem um preço que tragam uma margem atrativa vide os custos da operação. Como estamos falando de uma rede descentralizada onde existe muita competição para fechar os deals, a Filecoin busca um cenário em que o preço do produto será justificado pelos custos incorridos aos provedores de armazenamento.
Porém, como explicaremos mais à frente, hoje os mineradores são em grande parte subsidiados pela própria Filecoin, fazendo com que o custo de armazenamento na rede seja irrelevante, completamente descorrelacionado com a realidade operacional dos mineradores.
Recuperação
Ao final do contrato, o clienterecebe os seus arquivos de volta. Nessa operação, outro tipo de minerador, os chamados “mineradores de recuperação” atuam resgatando o arquivo. A Filecoin preferiu introduzir a figura de um player de recuperação ao invés de utilizar os próprios mineradores responsáveis pelo armazenamento para garantir que a recuperação dos arquivos seja a mais rápida possível, sendo feita por agentes otimizados para essa atividade. 
Os “retrievel miners”, como são chamados, são remunerados com base em taxas, independente do tamanho do arquivo.
Figura: fluxo do produto da Filecoin
Sustentabilidade econômica
Storage Miners são os players que fornecem o armazenamento de dados à rede. Para executar esse papel, é necessário depositar tokens FIL em staking, proporcional à quantidade de armazenamento que está sendo oferecida pelo minerador. Storage Miners são encarregados de constantemente oferecer provas de que estão, de fato, realizando o armazenamento dos arquivos. Caso alguma falha seja encontrada no processo, o minerador sofre o slashing.
Remuneração
Storage Miners são remunerados de duas formas:
1. Pagamento por meio dos clientes: Esse pagamento é proporcional à quantidade de armazenamento oferecida pelo minerador, além do tempo que o mesmo se compromete a armazenar os arquivos.
1. Block rewards: Remuneração fornecida pela própria rede para incentivar a entrada de novos mineradores no ecossistema, mantê-los incentivados a armazenar o arquivo durante o contrato, além de fornecer capital de giro (vide lock-up do pagamento dos clientes).
Slashing
Riscos operacionais e falhas são comuns no business de armazenamento. Portanto, é importante que os provedores de armazenamento tenham incentivos fortes para reportar falhas à rede e tentar recuperar os arquivos. Sem esse incentivo, não há formas de distinguir um fornecedor honesto que sofreu uma falha de hardware de um agente malicioso, algo necessário para tratar os mineradores de forma justa. Para isso, o “fault fee” cobrado pela Filecoin é consideravelmente maior caso a falha tenha sido detectada pelos nodes da rede ao invés de ter sido reportada pelos próprios mineradores.
Para manter os mineradores alinhados com a qualidade do serviço, a Filecoin busca alcançar a segurança da rede por meio da dedicação de recursos físicos e econômicos. Note que, por design, a “mineração” na Filecoin envolve hardwares que são relativamente baratos e facilmente redirecionados para outras atividades, além de possuir grande demanda no mercado secundário, o que significa que o protocolo não pode se segurar unicamente no hardware como dispêndio de capital que asseguraria a rede de um ataque de mineradores. Dessa forma, a Filecoin também estabelece a necessidade de colateral pelos mineradores, assim como em redes Proof-of-Stake. Assim, o protocolo busca alcançar o melhor dos dois mundos: fazer com que um ataque necessite do dispêndio de recursos para a compra de hardware além de uma grande quantidade de tokens.
Para satisfazer a necessidade de colateral de uma forma que minimize as barreiras de entrada aos mineradores, a rede estabelece três mecanismos diferentes de collateral: a) Initial Collateral, b) Block Reward Collateral, c) Storage Deal Collateral.
1- Initial Collateral
Collateral requerido para que alguém se torne um minerador. A quantia deve ser pequena o suficiente para que não represente uma barreira de entrada relevante que leve à centralização e grande o suficiente para cobrar as possíveis falhas do mineradores. Hoje, a rede pede um collateral que representa cerca de 2 semanas de remuneração.
2- Block Reward Collateral
O elo da rede que mais se preocupa com a segurança do produto é, sem dúvidas, o cliente. Sob certas circunstâncias, um minerador pode fechar um acordo com um cliente e futuramente decidir por abandona-lo, devido a crescentes custos variáveis (energia), variação de preço do token FIL (a remuneração do contrato é feita em FIL) ou outras dinâmicas de mercado. Um sistema em que os mineradores não possuem fortes incentivos para que não abandonem seus contratos deve afastar os clientes da Filecoin dado à baixa qualidade de serviço.
Esse incentivo não é alcançado pelo Initial Collateral, visto que ele não representa um dispêndio de capital tão grande, Para isso, a remuneração por bloco é usada como colateral, criando um sistema de vesting para que a remuneração não seja liberada imediatamente ao minerador. 
Um vesting agressivo fornece fortes incentivos de que um minerador sempre irá completar os seus deals, porém, ao liberar todos os tokens no final do contrato, priva o fornecedor de capital de giro para que ele possa pagar os custos variáveis da sua operação. Como resultado, a Filecoin desenhou um modelo de vesting linear, em que após um período de 180 dias a remuneração é liberada gradualmente ao minerador, com um delay de 20 dias.
3- Storage Deal Collateral
A terceira forma de colateral é via a necessidade de colateral para fechar deals. Existe uma quantidade mínima de colateral pedida aos fornecedores para que eles selem os deals com os clientes, que é diretamente proporcional ao tamanho do arquivo e a duração do contrato. Porém, os mineradores podem oferecer colateral além do mínimo necessário, o que implica em um nível maior de confiança por parte dos potenciais clientes. Note que, ao realizar um deal, o cliente deve buscar os provedores de armazenamento que estão dispostos a travar a maior quantidade de tokens em staking, pois isso representaria uma punição maior em caso de falha, resultado em maior confiança por parte dos clientes.
Tudo somado, a rede possui um target de 30% de todo o supply circulante de tokens travado em staking por parte dos mineradores.
Figure: Ciclo de vida de um minerador
Tokenomics
A Filecoin possui o token nativo do protocolo, FIL, que atua como um token de utilidade. Um token de utilidade age como uma moeda de troca dentro de um ecossistema, por meio do qual é possível realizar uma série de operações que trazem certa utilidade ao usuário. No caso da rede da Filecoin, o token FIL é utilizado para precificar todos os contratos, realizar os pagamentos das operações, fornecer os incentivos necessários aos mineradores e servir como colateral.
Figura: ilustração do que a Filecoin chama de “Economia em ilha”, onde materiais brutos (eletricidade, hardwares, data centers, mão de obra, softwares, etc) são convertidos em serviços de armazenamento, que por sua vez são negociados na rede Filecoin. Note que o FIL atua como moeda de troca em todas as transações dessa “ilha”.
Demanda e Oferta.
O modelo tradicional de emissão de tokens de por blockchains é o “exponential decay model”. Nesse modelo, as recompensas por bloco são altas no começo da rede e decaem ao longo do tempo. No caso da Filecoin, especificamente, esse modelo incentivaria os storage miners a investirem em hardware no início da rede, para que os mesmos recebessem a maior parte dos tokens emitidos. À medida que o tempo passa e os incentivos reduzem, os mineradores veriam seus lucros caírem e sairiam da rede, reduzindo a confiabilidade dos clientes no armazenamento dos dados.
Essa dinâmica resultaria em um cenário em que a maioria da remuneração (subsídio) da rede seria paga baseada no tempo, ao invés de incentivar o crescimento da oferta de espaço de armazenamento.
Para encorajar armazenamento confiável e investimento de longo prazo na infraestrutura da rede, a Filecoin introduziu um modelo de “network baseline”. Nesse modelo, ao invés de escalar proporcionalmente ao tempo de existência da rede, a emissão de tokens escala proporcionalmente ao poder de armazenamento da rede. Dessa forma, a Filecoin, de forma mais assertiva, subsidia o crescimento da sua infraestrutura.
O modelo de “network baseline” é um modelo de emissão híbrido, em que uma porção das remunerações vêm do simples decaimento, chamada de “Simple Minting”, enquanto a outra porção está diretamente correlacionada com o crescimento da rede, chamada de “Baseline Minting”. O total das remunerações pagas por bloco será a somadesses dois tipos de remunerações. Simple Minting traz incentivos aos mineradores para dar um startup da rede, enquanto o Baseline Minting emite mais tokens à medida que mais capacidade de armazenamento entra na rede.
O Baseline Minting é importante pois, no início da rede, a tendência é que os clientes não se mostrem dispostos a pagar pelo armazenamento o preço que oferece um bom custo benefício aos mineradores. Isso acontece porque a rede enfrenta grande concorrência de players já consolidados e, por isso, os clientes não estão dispostos a pagar um preço alto por uma solução ainda nascente e que ainda não conquistou sua confiança. Por isso, a rede correria o risco de entrar em um ciclo vicioso em que a falta de confiança dos usuários resultaria em menos disposição de pagar os mineradores, que por sua vez sairiam da rede ao não verem seus custos serem pagos. Ao subsidiar esses provedores de infraestrutura, a rede garante que terá capacidade de armazenamento disponível durante o estágio de amadurecimento da rede.
Figura: à medida que a rede cresce em termos de utilidade, os subsídios tendem a dar lugar ao crescimento orgânico, onde usuários estão dispostos a pagar o preço que traz uma margem de lucro atrativa aos mineradores.
Para realizar esse modelo híbrido de incentivos, o protocolo alocou 30% do capital para Simple Minting, enquanto os outros 70% para Baseline Minting. 
Para parametrizar a velocidade de emissão do Baseline Minting, a equipe da Protocol Labs optou por desenvolver uma conta que leva em consideração a representatividade do poder de armazenamento da Filecoin em relação à capacidade de armazenamento mundial. Assim, o Baseline Minting partiu do patamar inicial de 1EiB (capacidade de armazenamento inicial da rede, que representava na época menos de 0.01% do armazenamento mundial) e foi estabelecido que a emissão cresceria a um ritmo anual de 200%, acima da média de crescimento de 40% do mercado de armazenamento de dados. Assim que a rede da Filecoin alcançar 1% do armazenamento mundial, a comunidade poderá reduzir a taxa de crescimento.
O problema dos dados inúteis.
Ao criar esse tipo de dinâmica de subsídio aos mineradores, a Filecoin criou dois tipos de incentivos: incentivo ao crescimento da capacidade de armazenamento e incentivo à manipulação de contratos.
Como podemos ver abaixo, de fato, houve um crescimento robusto da oferta de armazenamento dentro da Filecoin. Desde o lançamento da rede em 2017, a oferta de armazenamento atingiu a marca de 4.3M TB, o que é impressionante. Porém, apenas 7k TB da rede está sendo utilizado no momento, o que é um grande indicador de baixa demanda pelos serviços da Filecoin, enquanto os incentivos financeiros trazem muitos mineradores para a rede.
Figura: crescimento da capacidade de armazenamento da Filecoin.
Porém, na outra ponta, para que os mineradores recebam as recompensas pelos blocos minerados, é necessário que os mesmos tenham contratos ativos e estejam de fato realizando o armazenamento de algum dado. Para se aproveitar dessa situação, os mineradores atuam nas duas pontas, realizando bids como clientes e assinando deals com eles mesmo. Abaixo, é possível entender a representatividade desse movimento. Ao realizar um deal na Filecoin, um cliente pode escolher passar por um processo de verificação (Wikipedia figura entre os clientes verificados, por exemplo, enquanto os mineradores não). Podemos ver como a maior parte do volume, que serviu de driver para o crescimento do protocolo, veio de clientes não verificados. Ou seja, dados inúteis sendo armazenados em prol de incentivos financeiros.
Figura: volume de deals na Filecoin, com identificação do tipo de cliente.
Alocação do token
No ICO do token FIL, em 2017, 2.000.000 de tokens foram criados, como o total cap do ativo. A alocação deu como se segue:
Figura: alocação inicial do token FIL.
· Protocol Labs e Filecoin Fundation: 20% para o time fundador do protocolo e para o braço da empresa que futuramente estava comprometido em trabalhar no desenvolvimento do projeto.
· Fundraising /Token Sale: 7.5% foi vendido a mercado no momento do ICO.
· Ecosystem Development: 2.5% para futuros fundraising para desenvolvimento do ecossistema, controlado pela governança do protocolo.
· Mining Rewards: 70% para subsidiar o crescimento do ecossistema por meio do pagamento de block rewards aos storage miners
Conclusão
Assim como a Arweave, a Filecoin apresenta um modelo economicamente insustentável. Ainda não surgiu no mercado um protocolo de armazenamento de dados descentralizado que demonstre um ciclo de interesses que faça sentido no longo prazo para competir com soluções de armazenamento centralizadas.
Isso não significa que o protocolo não possa se tornar útil no futuro, muitas startups fazem o caminho de primeiro se expandirem para posteriormente se tornarem economicamente viáveis. O problema no caso da Filecoin é que os mineradores ganham cada vez mais poder dentro da comunidade na medida em que acumulam tokens por realizarem um armazenamento inútil, e esses obviamente não possuem incentivo para frear esse incentivo em algum momento.
Por enquanto permanecemos fora do projeto Filecoin, apesar de reconhecer o potencial de crescimento do setor, ainda não encontramos uma solução satisfatória em cripto.