Filecoin

Was ist Filecoin?

Filecoin (FIL) ist ein Open Source Netzwerk, Protokoll und Marktplatz für Cloud Speicherplatz. Dank Filecoin ist es möglich, Dateien aller Art auf unzähligen Computern des Netzwerks dezentral zu speichern, statt auf einem zentralen Server. Damit lässt sich ein sog. "single point of failure" vermeiden, um die Daten beispielsweise vor Manipulation oder Zensur zu schützen.

Anders als bei vielen anderen Kryptowährungen steht bei Filecoin von Anfang an die praktische Nutzung der Währung im Vordergrund. Filecoin dient dazu, Daten über das verteilte Speichernetzwerk IPFS (InterPlanetary File System) zugänglich zu machen. Die Filecoin-Blockchain ist daher in erster Linie ein Tool, mit dem Smart Contracts darüber ausgehandelt und abgeschlossen werden, Speicher in einem dezentralen Netzwerk bereitzustellen.

Zusätzlich werden natürlich auch die normalen Kryptotransaktionen zum Senden von Coins auf der Blockchain abgewickelt. Dadurch, dass Filecoin damit eine inhärente Funktion besitzt und der Betrieb der Blockchain nicht einfach Energie verschlingt, ist denkbar, dass die Transaktionskosten auf der Filecoin-Blockchain dauerhaft wesentlich geringer ausfallen werden als bei Systemen, die auf Proof of Work setzen. Zudem haben die Coins selbst einen Funktionswert, der über die reine Wertaufbewahrung hinausgeht. Dadurch sollten sie stets einen gewissen Mindestwert behalten.

Welches Problem löst Filecoin?

Um den fundamentalen Wert von Filecoin zu verstehen, ist es notwendig, sich zunächst kurz mit dem InterPlanetary File System auseinanderzusetzen. IPFS ist ein dezentrales Speichersystem, das ähnlich wie Filesharingnetzwerke wie Bittorrent Daten per Peer-to-Peer-Verbindung zugänglich macht. Anders als bei konventionell gespeicherten Daten liegen die Dateien im IPFS nicht an zentralen, fix definierten physikalischen Orten. Wer Videos, Bilder oder andere Dateien per IPFS zugänglich machen möchte, kann das einen geeigneten Client vorausgesetzt einfach von einem normalen Desktop-PC mit Internetanschluss aus erledigen. Der Webbrowser "Brave" fungiert beispielsweise als einfach-zugänglicher Client. Eine vom IPFS-Client eingelesene und freigegebene Datei kann danach über einen eindeutigen Identifikator weltweit abgerufen werden.

Das größte Problem dezentraler Speichersysteme besteht allerdings darin, dass die im System veröffentlichten Dateien nur an wenigen Knotenpunkten vorliegen. Fallen diese Knoten dann zum Beispiel aus, sind die Daten nicht länger abrufbar. Auch wenn eine Datei plötzlich von vielen Nutzerinnen und Nutzern auf einmal abgerufen wird, kann es zu Problemen kommen, denn die Bandbreite der Nodes ist meist stark begrenzt.

Filecoin stellt ein ökonomisches Framework zur Verfügung, um den Zugriff auf per IPFS angebotene Dateien zuverlässiger und schneller zu machen. Dazu führt Filecoin zwei Typen von Minern ein: Storage Miner und Retrieval Miner. Während Storage Miner dafür bezahlt werden, Daten über einen längeren Zeitraum persistent anzubieten, erhalten Retrieval Miner eine Entlohnung für die schnellstmögliche Auslieferung einer gewünschten Datei. Damit begegnet das Filecoin-Netzwerk beiden oben beschriebenen Problemen dezentraler Speichersysteme, indem es ökonomische Anreize setzt, Daten zugänglich zu machen.

Wie funktioniert Filecoin?

Die beiden wichtigsten Rollen im Filecoin-Netzwerk sind, wie oben beschrieben, die des Storage Miners und die des Retrieval Miners. Zusätzlich gibt es Clients genannte Nutzerinnen und Nutzer, die lediglich mit den beiden Typen von Minern interagieren.

Für die Storage Miner existiert auf der Filecoin-Blockchain ein transparenter Marktplatz. Clients fordern hier Speicher an, den sie für eine bestimmte im Vorhinein definierte Zeit mieten möchten. Dafür bieten sie einen frei wählbaren Betrag in Filecoins. Die Storage Miner haben die Möglichkeit, diese Angebote wahrzunehmen. Dabei gilt: Wer zuerst kommt, mahlt zuerst. Ist die Menge der angebotenen Filecoins zu gering, wird kein Storage Miner auf das Angebot eingehen.

Abgeschlossene Verträge werden auf der Blockchain offen kommuniziert, dadurch haben sowohl Clients als auch Storage Miner ein aktuelles Bild davon, wie viel sie momentan für Speicher bieten bzw. verlangen sollten. Ist der Deal einmal abgeschlossen, gibt der Client die Identifikatoren der Dateien durch. Der Storage Miner lädt diese nun aus dem Netzwerk herunter und repliziert sie. Die für die Speicherung anfallende Gebühr wird zusammen mit einer Sicherheit des Miners in einem Smart Contract eingeschlossen und über die Laufzeit des Vertrags inkrementell ausgezahlt. Damit wird sichergestellt, dass Miner nicht nach der initialen Zahlung die Daten direkt wieder löschen. Zur Überprüfung nutzt Filecoin ein System, dass die Entwicklerinnen und Entwickler "Proof of Spacetime" nennen.

Vereinfacht ausgedrückt wird darüber stichprobenartig überprüft, ob die vereinbarten Daten zu einem beliebigen Zeitpunkt noch beim Storage Miner vorliegen. Dieser Vorgang erfordert, dass der Storage Miner durchgängig dazu in der Lage ist, kleinere Prüfoperationen durchzuführen. Dadurch ist das Storage Mining nicht mit jedem Computer durchführbar. Gegenwärtig werden für den erfolgreichen Betrieb eines Storage-Systems beispielsweise 16 GB RAM empfohlen. Das ist heute durchaus eine Speichermenge, die in handelsüblichen Systemen verbaut wird, aber nicht die typische Ausstattung eines Bürorechners. Kann der Storage Miner den Proof of Spacetime nicht erbringen, verliert er den Anspruch auf die vertraglich zugesicherte Gebühr und zusätzlich die von ihm hinterlegte Sicherheit.

Retrieval Miner dagegen versuchen eigenständig im Netzwerk besonders populäre Dateien ausfindig zu machen und stellen diese gegen eine Gebühr zum Abruf bereit. Clients, die schnell auf diese Dateien zugreifen möchten, haben dann die Möglichkeit, diese Gebühr zu entrichten, um die Daten abrufen zu können. Anders als im Fall der zwischen Storage Minern mit den Clients abgeschlossenen Smart Contracts finden die Verhandlungen zwischen Retrieval Miner und Client vollständig "off-chain" statt.

Die Bezahlung erfolgt auch hier inkrementell, sodass ein Client, der eine große Datei abrufen möchte, nicht die gesamte Gebühr dafür im Voraus entrichten muss. Der inkrementelle Zahlungsvorgang ist dabei am ehesten mit den Transaktionen in einem Kanal des Bitcoin-Lightning-Networks vergleichbar. Die gesamte Gebühr für den Abruf wird im Vorhinein in einen Smart Contract eingeschlossen, schrittweise übermittelt dann während des Downloads der Client kryptografische Unterschriften, die es dem Retrieval Miner zum Schluss ermöglichen, den Smart Contract aufzulösen und die gesamte Gebühr in einer Summe abzurufen. Typischerweise fungieren Storage Miner gleichzeitig als Retrieval Miner.

Wie viele Filecoins sind im Umlauf?

Aufmerksamen Leserinnen und Lesern wird nicht entgangen sein, dass die gesamten oben beschriebenen Mining-Vorgänge bereits den Besitz von Filecoins voraussetzen. Ähnlich wie bei anderen blockchainbasierten Systemen werden auch neue Filecoins für das Generieren neuer Blocks ausgegeben. Diese Aufgabe fällt bei Filecoin den Storage Minern zu. Storage Miner müssen, wie im vorangegangenen Abschnitt beschrieben, regelmäßig über den Proof of Spacetime nachweisen, dass sie die ihnen anvertrauten Daten weiter vorhalten. Ähnlich wie bei Miningmechanismen, die auf dem Proof-of-Stake-Verfahren aufbauen, wird daraus ein Score berechnet. Der Storage Miner mit der höchsten Punktzahl erhält dann die Möglichkeit, den nächsten Block zu generieren. In diesen werden die aktuellen Filecoin-Transaktionen und Smart-Contract-Operationen geschrieben. Zusätzlich wird eine bestimmte Menge neuer Filecoins generiert und dem Miner gutgeschrieben.

Insgesamt sieht die Filecoin-Blockchain einen Supply von 2 Milliarden Filecoins vor. Etwas über die Hälfte dieser Coins (1,1 Milliarden) werden per Mining ausgeschüttet. Vom Rest dienen 300 Millionen als sogenannte Mining Reserve, die die Community per Mehrheitsbeschluss zu einem späteren Zeitpunkt für das Mining freigeben kann. Die übrigen 600 Millionen Filecoins sind Premints: Teils wurden sie an Investoren eines dem Launch vorangegangenen ICOs ausgeschüttet, teils befinden sie sich im Besitz der das System weiter entwickelnden Filecoin Foundation. Immerhin 10,5% des Gesamtsupplies (also etwas mehr als 200 Millionen FIL) wurden zu Beginn dem kommerziell arbeitenden Unternehmen Protocol Labs überschrieben.

Wie werden neue Filecoins in Umlauf gebracht?

Neue Filecoins werden dabei nach zwei unterschiedlichen Regelsystemen ausgeschüttet. 330 Millionen FIL werden nach dem System des sogenannten Simple Mintings ausgeschüttet. Simple Minting funktioniert im Kern wie die Mining-Vergütung bei Bitcoin. Mit jedem Block wird eine fixe Menge an FIL ausgeschüttet. Diese Menge wird nach etwa sechs Jahren halbiert. Dadurch wird der allergrößte Teil dieser Simple-Minting-Token im Laufe von 30 Jahren in Umlauf gebracht sein. Der weitaus größere Teil der fürs Mining vorgesehenen Filecoins (nämlich 770 Millionen FIL) wird über ein System, das von den Filecoin-Entwicklerinnen und -Entwicklern Baseline Minting genannt wird, ausgegeben. Die dabei generierte Menge neuer Filecoins leitet sich von der Gesamtmenge im Netzwerk verfügbaren Speichers ab. Je mehr Speicher zur Verfügung steht und desto intensiver dieser von Nutzern auch verwendet wird, desto mehr FIL werden auf diesem Weg ausgeschüttet. Dadurch soll ein Anreiz geschaffen werden, möglichst viel günstigen Speicherplatz im Netzwerk bereitzustellen und das System damit attraktiver für Anwenderinnen und Anwender zu machen.

Zusätzlich sieht die Filecoin-Blockchain noch eine Mining-Reserve von 300 Millionen Filecoins vor. Diese ist bislang nicht angebrochen worden, könnte aber von den Storage Minern per Mehrheitsbeschluss fürs Mining freigegeben werden. Das könnte dann relevant werden, wenn in einigen Jahren die per Simple Minting ausgegebene Grundvergütung immer weiter sinkt. Sollte das System dann für die Miner nicht mehr lukrativ sein, könnte die Reserve in Anspruch genommen werden.

Darüber hinaus erfordert das Filecoin-Netzwerk geringe Transaktionsgebühren (Gas), die für die Ausführung von Transaktionen auf der Blockchain berechnet werden. Anders als bei zum Beispiel Bitcoin, wo diese Gebühren den Minern direkt zugutekommen, werden die Transaktionskosten bei Filecoin verbrannt ("burning") und dann dem Pool für das Baseline Minting zugeführt. Der Gedanke dahinter ist, dass auf diese Weise die Kosten stets so gering wie möglich gehalten werden können. Lediglich bei starker Überlastung des Netzes sollten die Preise ansteigen. Im Normalfall betragen die Transaktionsgebühren im Filecoin-Netz nur Bruchteile von Cents. Damit stellen die Gas-Zahlungen in erster Linie eine Antispam-Maßnahme dar, die normale Nutzer keine nennenswerten Geldbeträge kosten, Angriffe auf das System aber rasch unwirtschaftlich machen sollte.

Anwendungsszenarien

IPFS und Filecoin bieten zusammen eine Menge Möglichkeiten. Erklärtes Ziel ist es, zensurresistente Infrastruktur für das Hosting von Dateien bereitzustellen. Das kann für Websites und die Verbreitung von Informationen interessant sein. Gateways, wie sie auf ipfs.io angeboten werden, eröffnen auch Nutzerinnen und Nutzern ohne installierte Clientanwendung den Lesezugriff auf per IPFS gespeicherte Dateien. Momentan entstehen darüber hinaus aber auch zahlreiche andere Anwendungen, die das dezentrale Speichersystem im Hintergrund verwenden. ChainSafe Files ist ein Beispiel für eine Anwendung, die dropboxähnlichen privaten Cloud Speicher anbietet. Andere Dienste nutzen IPFS und Filecoin, um dezentrale Videoplattformen im Stil von YouTube zu realisieren.

Nicht zuletzt sind Filecoin und ähnliche dezentrale Speichersysteme aber natürlich auch für andere Kryptoprojekte spannend. Dezentrale Marktplätze wie "OpenBazaar" zum Beispiel greifen ebenfalls auf das IPFS-Netzwerk zurück, um beispielsweise Fotos oder Videos von auf der Plattform angebotenen Waren zugänglich zu machen. Die Nutzung von Filecoin sorgt dafür, dass die Dateien zuverlässig abrufbar bleiben. Auch dezentrale Krypto-Exchanges könnten von der Auslieferung bestimmter Daten über das Filecoin-Netzwerk profitieren.

Für Anlegerinnen und Anleger bedeutet diese vielfältige Nutzung des IPFS- und Filecoin-Systems vor allem, dass mittelfristig ein steigender Bedarf an Filecoins entstehen könnte.

Zukunft und Prognose

Neben Filecoin gibt es allerdings weitere Systeme, die die Idee des dezentralen Speichersystems mit einer Kryptowährung verbinden. Prominent sind zum Beispiel Storj, Siacoin und das noch in der Testphase befindliche Safenetwork. Insofern spricht einiges dafür, dass das grundsätzliche Prinzip zukunftsträchtig ist. Filecoin unterscheidet sich in einem wesentlichen Punkt von den übrigen genannten Netzwerken. Dadurch, dass die Filecoin-Blockchain auf dem bereits bestehenden IPFS-Netzwerk aufbaut, gibt es bereits eine Vielzahl von Programmen und Webgateways, die den Zugriff auf die per Filecoin bereitgestellten Daten ermöglichen. Hinzu kommt, dass ein flexibler Hybridbetrieb für Nutzer des dezentralen Speichersystems möglich ist: IPFS kann auch ohne Filecoin genutzt werden. Das könnte Filecoin einen Vorteil gegenüber vergleichbaren Systemen verschaffen.

Damit dürfte Filecoin auch aus Anlegerperspektive ein spannendes Projekt sein. Kritisch betrachtet werden kann und sollte allerdings die vergleichsweise große Menge von im Voraus in Umlauf gebrachten Coins. Seit dem Start der Blockchain im Jahr 2017 dürften etliche dieser Coins aber bereits in die regelmäßige Zirkulation gelangt sein. Dennoch sollten zumindest Anleger, die überlegen, nennenswertere Beträge in Filecoin zu investieren, im Vorfeld noch einmal überprüfen, wie groß zum Beispiel der Anteil von Protocol Labs am Gesamtsupply ist. Hinzu kommt, dass das zensurresistente IPFS natürlich dazu einlädt, neben den vielen nützlichen Dateien, auch illegale Dateien zu verbreiten. Sollten IPFS und Filecoin populärer werden, könnte auch dieses Thema vermehrt zu Diskussionen führen. Inwiefern sich das auf den Wert und die Handelbarkeit von FIL auswirken könnte, ist schwer absehbar. Grundsätzlich ist Filecoin ein vielversprechendes und ambitioniertes Projekt, welches in Zukunft immer stärker an Bedeutung gewinnen könnte.