时间：2024-07-05|浏览：258
基于 TCP/IP 协议族构建的传统互联网被称之为信息互联网,因为它可以高效率和低成本地实现信息的表达、复制和传递,比如在微信中聊天和传送图片,在 YouTube 中上传和发布视频,在飞书上进行远程办公。
区块链的出现,从底层协议架构上为互联网带来了变革,这里以比特币区块链的三层协议堆栈为例进行说明,如图 1–1 所示。
图1–1 BTC 的三层技术堆栈
$BTC 能够进行表达和传输,依赖于运行比特币的脚本软件,该软件构建在底层的比特币区块链之上。一般来说,区块链是由不同区块通过哈希指针首尾相连而不断延展形成的链条。每个区块记录着交易及其相关数据,包括区块版本、哈希值、Merkle 根、用户地址、交易金额和交易时间等。可以将单个区块视为一张交易账目页面,而所有区块的连接则形成了一个完整的账本。
同时,由于区块链基于 P2P 网络和 POW 共识机制构建,具备去中心化、公开透明、无需许可、可验证、可追溯、防丢失和不可篡改等特性。因此,BTC 区块链本质上是一个关于 $BTC 的分布式账本,具有全球一致性共识。
重要的是,基于 $BTC 的分布式账本搭建的三层协议堆栈,实现了货币协议化,首创了人类历史上首个可编程的加密数字货币,使得货币不再依赖中心化的第三方,就可以在互联网上发行、交易、支付和传输。可以说,这标志着价值互联网的开端。
比特币的创新使人们发现了区块链(分布式账本),并基于此在各层次通过软件协议重构了互联网,推动了价值互联网的形成和繁荣发展,如图 1–2 所示。
图1–2 分布式账本推动价值互联网成型和发展
这些软件协议都带有原生的 Token,并围绕 Token 构建了代币经济体系(Tokenomics),实现了协议资产化。于是,整个区块链的协议框架实现了货币协议化,协议资产化,构建了货币、资产、软件协议融于一体的价值互联网。
总之,相对于传统的信息互联网,基于区块链的分布式账本推动了价值互联网概念的形成,并在实践中围绕“价值”进行了深入的探索和创新。
从比特币诞生至今,区块链已发展 15 年,经历几轮周期,为何其主要应用仍然聚焦在发行加密数字资产,以及围绕加密数字资产进行的去中心化金融(如 DeFi、NFTFi、GameFi、SocialFi 等)?我们从当前市值最大的两个公链比特币、以太坊来探究其背后的逻辑。
公链是生态发展最核心的基础设施,其他协议、智能合约或者 DApp 都是基于公链而构建。不同公链本质上就是不同的分布式账本,可以说在很大程度上,是分布式账本的底层架构决定了、也限制了其上层构建。
比特币最初由中本聪创建,其设计初衷是作为一种点对点的电子现金系统,专注于实现 $BTC 的传输、支付和简单交易功能。比特币的设计非常保守,刻意限制了其扩展能力,因此在铭文诞生之前比特币几乎没有什么生态,就是一个面向 $BTC 的分布式账本。
以太坊相较于比特币的扩展能力确实更为强大,主要体现在其能够支持各种智能合约和去中心化应用(DApp)的构建。这使得以太坊在区块链领域内掀起了一系列热潮,如 ICO、DeFi(去中心化金融)、NFT(非同质化代币)等。这些技术和应用不仅使以太坊生态系统繁荣发展,还吸引了全球范围内的广泛关注和参与。
然而,非常明显的是,尽管当时业内对于“出圈”的呼声和期待很高,但整个生态几乎仍是围绕加密数字资产发行,以及跟资产紧密相关的去中心化金融而展开,以至于大家普遍认为以太坊公链已发展成为了金融应用的结算层。
回到以太坊公链是一个分布式账本的这一本性,或许更能理解其发展现状。如果将此分布式账本看作一个生产系统,其加工的核心要素就是 Token,只是相比比特币这个分布式账本,以太坊支持 FT、SFT、NFT 各种类型数以万计的 Token。这些 Token 在以太坊上以智能合约的形式存在,使得它们可以参与各种复杂的加工、交易和流转过程。由此建立起一套紧密关联、可相互组合、繁荣发展的金融体系。
再看除了比特币、以太网之外的其他公链账本,基本上也没有跳出这样的框架范式:Token 是账本中的核心要素,只是分别在计算性能、隐私性、资产跨链、协议互操作性等方面各有侧重,以满足不同应用场景和用户需求。
至此,加密行业从加密货币(资产)出发,发展出了去中心化金融(各种基于区块链的智能化数字合约),但未发展出一个规模化的加密数字经济,更别说对现实经济和对社会存续发展的现实意义。笔者曾在以往的文章中(见附录 1),对货币、资产、金融、经济以及社会发展的相互关系进行过梳理,这里不详细展开,但它们相互之间的关系,可用图 2–1 进行抽象表示。
图2–1 金融资产、契约与经济活动的相互关系
在上图中,如果中心的核心要素仍然仅仅是 Token,那么其能力如事实发展那样,主要在于构建了当今的金融价值互联网。但笔者认为,价值互联网不仅只有金融价值,也应当包含经济价值。基于 Token 的分布式账本,其能力圈难以延伸向加密经济。但如果核心要素不再仅是 Token ,而是以 Data 为核心要素的话,会带来怎么样一番景象呢?
我认为这恰恰是 Arweave 正在做的事,值得进一步深入探寻。
虽然 Arweave 一直被归属于去中心化存储赛道,但与诸如 Filecoin、Sia、Storj 等存储项目并不在这一层面竞争,因为 Arweave 具备“去中心化的永久存储”的能力,可以基于“存储共识范式(SCP)”构建应用,推动数据存储上链,支持“数据资源”转变成为“共识数据”,进一步成为“数据要素”。由此“数据三步曲”,Arweave 成为面向 Data 的分布式账本,提供了与其他去中心化存储项目不同的创新资源和扩展能力,为加密数字经济的创新和发展带来可行性,如图 3–1 所示。
图3–1 数据三步曲构建面向 Data 的分布式账本,带来创新发展
在 Arweave 中可以永久存储任意类型和大小的数据,不仅包括加密数字货币或资产(Token, FT/SFT/NFT),还包括文档、图片、音视频、网页、游戏、法律合同、程序代码以及全息状态等。
这些数据在链上是一次付费,永久存储,开放读取,这是否具有可行性呢?在 Arweave 黄皮书中从两个方面进行了分析,一是经济上的可行性,二是永存机制实现的可行性。
对于经济可行性,黄皮书讲到,过去几十年存储成本每年以 30% 左右的速率下降,无穷年后的成本将是一个常数,这为永久存储提供了一个有限成本的机会,由此开启永久存储市场。在存储定价上,协议采用了存储基金机制,以激励矿工永久存储任意数量的数据。从实际的成本来看,永久存储 1GB 数据大概在 2 美元左右,具有良好的性价比。
在永存机制的实现上,Arweave 采用了 PoW + PoA(Proof of Access)的挖矿机制,以激励矿工进行有效数据挖矿。存储数据越多,收益越高,存储稀有数据则获得更高的收益。这些措施保证了数据复制率超过 90%,数据不会因为单个节点的失效或服务器故障而丢失,从而确保持久性和可靠性。
综上所述,任意数据加上永久链上存储,Arweave 将累积海量的链上数据资源,构建人类发展进程中的公共知识库,为形成共同认知奠定基础,也为引入 SCP 范式构建应用提供了可能。
Arweave 引入了存储共识范式(Storage-based Consensus Paradigm,SCP),这是对 SmartWeave 概念的抽象和范式提炼。SmartWeave 是 Arweave 上的智能合约,其典型特征就是存储与计算分离,存储在链上,计算在链下。
在计算方面,SCP 使用链下智能合约,可以在任何具有计算能力的设备上运行,这使得计算性能不必受到链上共识规则的约束,计算性能得以无限扩展,可以获得与传统应用类似的卓越性能,为运行需要大规模数据处理、密集型计算、实时性互动类区块链应用带来了可能性,比如机器学习、图形渲染、在线游戏和社交互动等。超并行计算 AO 就是在此基础上产生,后续会继续讨论。
在存储方面,存储即共识,形成了共识数据。我们可以这样来理解:
其一,计算的输入来自 Arweave 区块链中的存储数据,计算中所生成的状态也将上链存入区块链中,区块链相当于计算机的硬盘一样。但它的作用不仅仅在于存储各类数据,还可以确保存储数据防丢失、防篡改、可追溯,使得存储的数据成为可信的数据来源。
其二,智能合约源程序和其所有的入参都顺序存储在区块链上,这确保了计算只会产生确定性的状态,这使得客户端在本地生成状态和验证状态变得可行,成为可信终端,由其提交上链的数据也是可信数据。
二者共同构成了链上的共识数据,这表明 Arweave 网络上的数据不仅仅是存储的内容,还承载着一种共识价值,也不仅仅是一种静态的信息保存,具有了更高级别的功能和意义,可以成为一个用于验证和参与共识的对象,可以支持区块链上的各种应用和智能合约。
所以,Arweave 不仅仅是一个存储平台,更是一个具有 Data 一致性共识的分布式账本,为数据在区块链上的存储、共享和利用提供了新的范式和解决方案。基于其上,SCP 带来了两个非常重要的贡献:一是推动数据资源成为了共识数据,这为数据转变为生产资料奠定了基础;二是计算性能可以无限扩展,将加速释放生产力。
如上所述,去中心化永久存储构建了数据资源,成为数据的来源;基于存储的共识范式,则是一种机制,形成了共识数据,是可信数据;那么这些数据将如何发挥功效呢?这就是基于数据的流通和生产协作。
但在这之前,还有一些基础问题需要考虑:数据如何识别?数据是谁的?数据如何定价?利益如何分配?这就需要谈到数据在 Arweave 上的存在形式。
概括来说,无论上传到 Arweave 的是哪类数据,数据多大容量,都被视作一种原子资产(Atomic Assets),这是 Arweave 链上数据的 NFT 范式。在 Arweave 上,将数据视作原子资产确实带来了多重优势和解决方案,特别是在数据流通、生产协作和资产管理方面:
数据识别和所有权确认
每个上传到 Arweave 的数据都被视为原子资产,具有唯一的交易 ID。这种设计使得数据易于被识别和追踪,因为所有的资产数据、元数据和合约都与同一个交易 ID 绑定在一起。并且每个数据项都可以明确归属于其创建者或上传者,有利于所有权的确认。
数据可货币化和定价
数据作为原子资产,可以作为一种新的数字资产形态被货币化,并通过在市场上流通和交易实现价格发现。
利益分配和协作创新
原子资产易于识别、具有所有权归属、可货币化、可定价的特性,可为其带来更清晰的利益分配模型,并交由智能合约自动化和透明化地执行分配。如此,数据可以更容易地被其他应用程序或服务所使用,促进协作和创新。
可见,Arweave 作为一个提供去中心化永久存储的平台,通过原子资产的概念为数据赋予了新的形态和功能。这种方法不仅解决了数据识别、所有权、定价和利益分配等基础问题,还释放了数据的流动性和应用潜能,推动了数字经济中数据资产化的进程。
这些示例展示了如何利用 Arweave 的原子资产概念来推动各种数据资产的创新利用:
购买某种场景的大数据可以服务于机器学习和人工智能;
音视频数据可作为原子资产构建版权消费市场和无需许可的二次开发;
游戏爱好者身份及经验数据可用于建立可信的、去中心化的玩家声誉系统。
甚至 Web2 的应用,加上 Arweave 的共识数据,可以推动 Web2 实现 Web3 化,促进融合发展。
同时,我们也看到,诸如 Lens、Opensea、Mirror、Solana、Cosmos、Avalanche 等公链或应用已经将数据存放在 Arweave 上,展示了其对 Arweave 去中心化存储和共识数据模型的信任和认可。这种做法不仅为它们的用户提供了数据持久性和可验证性,还推动了各公链和应用之间基于共识数据的跨链互操作和协同的可能性。
综上所述,Arweave 已摆脱仅仅基于 Token 的发展框式,实现从数据资源到共识数据,再到数据要素的演进。在 SCP 支持下,Arweave 突破了传统束缚,创造了新的数据生产资料,带来了大规模高性能算力的生产力,并在数据的流通、交换、生产、消费、价值分配的过程中,重构了主体间的生产关系。Arweave 有望为加密行业的创新发展带来全新动力,构建起真正的加密数字经济体系。
通常情况下,区块链面临的挑战是强验证与弱计算的不平衡,这被称为区块链的不可能三角问题。然而,SCP 通过在 Arweave 基础上实现共识(存储)与计算的分离,成功地消除了这一约束,使得计算性能可以无限扩展。AO 基于 SCP 核心理论,致力于在 Arweave 网络上实现大规模并行计算机的互联和协作,为大规模计算型应用的实现提供了可行性,将有助于基于 Data 的经济价值体系的构建。
AO 是构建于 Arweave 之上的“可验证的分布式计算系统”,是存储共识范式(SCP)的一种实现,其由 MU、SU 和 CU 三个基本单元组成,其架构如图4-1所示。
图4–1 模块化的 AO 计算架构(图片来自 AO 白皮书)
这是一个模块化架构,不仅计算与存储分离,且 MU、SU、CU 以及 Arweave 是相互独立的模块,但又相互联系和相互作用。
MU(Messenger Unit):这是信使单元,负责将信息发送到合适的 SU 进行处理,然后交付给 CU 执行计算,计算结果再返回 SU,信使单元不断重复这一过程;
SU(Scheduler Unit):这是调度单元,负责调度和消息排序,并将消息上传至 Arweave;
CU(Compute Unit):这是计算单元,接受消息,执行计算,实现状态转换,并上传至 Arweave。
这样的架构在计算性能、共识数据和应用创新上都表现出优势:
在计算性能方面,启动一个应用程序在 AO 上等同于启动一个进程,系统会为其分配和调度资源,如 MU、SU、CU 等。这些单元可以水平扩展,获得无限的计算和存储资源,从而实现高性能、大容量的并行计算。
在共识数据方面,一个进程可以被视为一系列有序日志,这些日志记录了进程在任何给定时间点的状态,形成了所谓的全息数据。这些全息数据将被上传至 Arweave,而 Arweave 则负责为各个独立进程进行结算处理和数据存储。这样一来,数据不仅具备防丢失、不可篡改和可验证的特性,还使 AO 成为了一个可验证的分布式计算系统。
在应用创新方面,数据的真正价值体现在经过计算后的分析意义和创造的价值上。Arweave 作为一个承载大量可信数据的平台,为此提供了理想的基础。AO 的超并行计算能力则促进了基于 Data 的协作和应用创新,例如运行 AI 大语言模型、执行机器学习任务,以及实现自主代理智能应用等高计算量的任务。
承上所述,这样的架构是计算和存储(共识)的解耦,凸显了各自的优势特征,并且带来了模块化的灵活性和扩展性;同时,在整体架构中,AO 和 Arweave 可以相互依托,互为促进。这种关系不仅仅是技术上的互补,更是在构建价值互联网体系时具有重大意义:
构建经济价值体系
从面向 Token 构建金融价值体系转变到面向 Data 构建经济价值体系。Token 具有典型的金融属性,核心在流动性,以此构建的是去中心化金融(DeFi)的价值互联网体系,如资产发行、交易、流动性做市、抵押借贷等;
而 Data 作为资产,具有金融属性,但作为数据生产资料,则具有经济属性,可以基于 Data 进行流通和生产协作,比如人工智能(AI)、智能代理(Agent)、算力市场、版权管理、游戏开发和社交网络等,能够构建一个更加多样化和创新的经济价值互联网体系,不仅仅局限于金融领域,还涵盖了广泛的经济活动和创造价值的可能性。
金融 — 经济激励相融
在加密领域中,金融价值体系相对成熟,经济价值体系有待建设。当价值互联网同时具备了金融价值和经济价值,货币、资产、金融和经济将形成完整的闭环。金融将为经济提供动力,而经济则反过来促进金融的发展,从而实现“金融 — 经济激励相融”的价值互联网。
总结
最后,我们将图 3–1 略作修改即是全文的整体视图(图 4–2),并作一个总结性梳理。
图4–2 基于 SCP 的 AR+AO 实现框架,构建“金融-经济激励相融”的价值互联网
首先,我们给出了一个视角,区块链的本质就是一个分布式账本,基于此开启了价值互联网的体系构建。但基于 Token 和基于 Data 的分布式账本,是两种属性不同的地基,前者以 BTC 为开端,以太坊为典型代表,构建起以去中心化金融为核心的金融价值体系。而后者以 Arweave 为代表,实现了“数据三步曲”,继而在基于 SCP 的 AR+AO 的框架下,存储(共识)与计算分离,从而推动生产资料、生产关系和生产力的创新,可望实现“金融 — 经济激励相融”的价值互联网,推动加密数字经济的创新发展。
注:本篇研报首发于PermaDAO(@perma_daoCN),大家也可关注本人X:@web3thinking
1、从FT、NFT 到 SFT,DeFi 或将开启 Web3 新篇章
2、阿维:一种经济可持续地永久保持信息的协议
3、Storage-based Consensus Paradigm
4、AO 协议:去中心化、无需许可的超级计算机
5、Arweave、AO、AI — — 模块化框架与灵活的安全性
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