AO —— 你無法想象的超並行計算機

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專家專欄
AO —— 你無法想象的超並行計算機

AO —— 你無法想象的超並行計算機

發表於 2024-03-11 11:47 作者： PermaDAO

來源：PermaDAO

這是一篇關於技術的零碎文字，甚至不能成爲一篇文章。隨意的聊一聊 AO。

全球共享硬盤

20 年 7 月初次了解到 Arweave，第二周我們就在咖啡廳討論了去信任化計算的可能性。設想：Arweave 是圖靈機的紙帶，無處不在的狀態機是用戶手中的客戶端，用戶的操作系統和所有運行的程序都會從 Arweave 上下載。全球無處不在的計算單元，他們共享一個巨大的區塊鏈硬盤。運行在這套體系下的所有的應用都可以獲得共識和去信任化。

討論的結論是這個目標很難實現，顯然微軟和蘋果等巨頭不可能將操作系統和應用程序放到 Arweave 上。

如今 AO 實現了這一切。最初和 Sam 設計 MSG Protocol（AO 原型）時，我認爲這是一個區塊鏈上的 kafka。然而，重點不是爲應用提供去中心化消息隊列，而是將 C/S 架構中的 http 通訊替換爲去信任化的 msg 通訊。如果用戶的 request 和服務器的 response 都使用了 AO。那我們將在 AO 上重新創造一個真正的去中心化互聯網生態，一如 20 年 7 月的設想。

AO 具備將整個互聯網搬到 Arweave 上的巨大潛力。Arweave 這座亞歷山大的圖書館不再局限於存儲，它不僅記錄了過去。使用 AO 我們可以記錄今天的故事，使用去中心化的方式分配未來的價值。

爭議

最近關於 AO 出現爭議點，主要是兩個問題：

1. AO 是如何實現可驗證性的？

首先，AO 是不解決可驗證性問題。可驗證性來自 Arweave 的不可變存儲。Arweave 存儲了 AO 每一個 Process 的全息數據（包括 AO 本身的全息數據）。任何人可以通過全息數據恢復 AO 和 AO 上的任何一個线程。這由數學進行保證，具備可驗證性！這是基於存儲的共識範式，我們常提的 SCP 理論。

重點：我們知道 UTXO 的交易是驗證後上鏈，但是 SCP 範式下不管是好的壞的數據都上鏈 AR，這就和 BTC 的 UTXO 出現了非常大的差異化。但是重復上鏈、雙花上鏈就不具備可驗證性嗎？SCP 程序只需要把全息交易全部跑一遍就可以驗證了！如果是重復的交易會被 SCP 程序拋棄。

可驗證，強調的是“可”，無需強調快速驗證，輕節點驗證等等。如果把可驗證和快速驗證、輕節點驗證混淆。此時就無法討論 AO 了。

2. SCP 應用有可驗證特性，那么 AO 是如何解決可以驗證問題的？需要用戶跑全節點？

當第一個問題得到一定的解答後，提問者會思考用戶必須計算全账本，這個太難了。這裏和 BTC/ETH 的默克爾樹要解決的問題相違背，在 BTC/ETH 的思路下默克爾是驗證的核心，默克爾的 root 通過 PoW 上鏈，所以才可以驗證。現在你竟然告訴我 AO 沒有默克爾樹？所以結論就是 AO 根本不能驗證，沒有共識，是騙局！於是回到了問題 1。一般提問者會在這兩個問題上循環提問，就不會去思考 AO 的設計架構和原理了。

重點：AO 不解決可驗證問題，AR 和 AO 的職能是完全拆分开的！AR 做不可變存儲，保證安全性和可驗證性，這裏有默克爾，也有共識，共識的是數據順序，而不是數據計算的狀態。AO 只做計算，對 AR 上具備順序的數據進行計算並生成狀態，AO 無法更改 AR 的數據順序，即 AO 無法更改共識。通過 PoW/PoS 對計算出的狀態進行驗證，這是鏈上計算範式，和 SCP 截然不同。

AO 的功能是對不可變數據進行計算，並展示這些計算的狀態。可驗證性問題由 SCP 保障，所以不需要默克爾樹，也不需要 PoW/PoS，此時提問者再次回到了問題 1，無法繼續思考。如果看到這裏你還能思考，那么請看 AO 的實踐：

AO 通過 SCP 實現了一個可驗證的 Token，用該 Token 的經濟模型促使大家提供正確的數據展示（有點像 Chainlink 預言機）。記住 AO 主要做狀態呈現，可驗證性不是 AO 的職能。該 Token 經濟模型是：在不呈現正確狀態時進行罰沒（slash），在提供正確狀態時進行激勵（mint）。

關鍵點

AO 又不產生共識，如何進行 slash 和 mint 動作？很簡單，AO 是一個 SCP 應用，此時查詢狀態和返回狀態兩個事件都上鏈到 Arweave，AO SCP 程序會加載到這兩個事件（查詢和返回），通過對這兩個事件計算出 mint 和 slash 的結果。

這部分直接看代碼更容易理解：

https://github.com/outprog/slash-demo/blob/main/vm/vm_test.go

結論

用戶不需要跑一個應用的全節點，會有服務商去跑 CU（計算單元）。用戶向 AO 提出一個查詢請求，該請求通過 SU（調度單元）分配到特定的 CU。計算單元按照用戶的請求計算狀態，該狀態由計算節點籤名（也上鏈），反饋到用戶用。用戶如果不信任單個 CU，可以向更多的 CU 發起請求，獲得更多可信狀態。每個 CU 返回的狀態都由 CU 節點進行籤署（可驗證）。如果 CU 提供了錯誤狀態，CU 的質押將被罰沒。

具體的實踐查看 Sam 的 X：

https://twitter.com/samecwilliams/status/1764023657058148718 。

沒有預言機？都是預言機！

當數據需要和區塊鏈需要交互時，我們需要預言機，將“神諭”附加到鏈上。區塊鏈需要的預言機，是由一群用戶進行多重籤名產生的神諭；人類需要的預言機神諭，來自區塊鏈算法產生的共識，但是當人去閱讀這個共識時，往往需要第三方傳諭，這個第三方一般叫做 infura.io 。我們一般會信賴 infura 的傳諭，那么這個傳諭保真嗎？（這瓜保熟嗎？）

infura.io：https://www.infura.io/

需要注意：

BTC/ETH 的信任僅僅局限於鏈上環境內部，對於鏈外環境很難提供去信任化能力。即，用戶請求 BTC/ETH 節點，僅能通過 http 協議獲得狀態，用戶無法判斷請求的節點是否可信，狀態是否正確。如果要進行狀態驗證，用戶必須運行輕節點或者全節點。
在 AO/SCP 網絡中，用戶的請求需要籤名，節點返回的狀態也需要籤名，所有記錄都存儲在 Arweave 上形成“全息數據”，保證可驗證性。用戶無需運行任何節點也可以獲得可信狀態。在 AO/SCP 模式下，網絡的所有信息都是上鏈的，甚至包括了查詢和返回這些請求信息（http 請求不上鏈）。AO 解決了去信任化最後一公裏的問題。

在工程實踐上，AO/SCP 打破了鏈上/鏈下的概念，將可信計算和預言機二者整合成了一個統一的系統。該系統具備去中心化的特性，打破了 Web2 和 Web3 的邊界。AO/SCP 和鏈上計算是兩個完全截然不同的範式。或可把這套系統看成一個完全由預言機組成的全球計算機，預言機呈現的神諭則是不可篡改的客觀事實。

彈性驗證

不知從什么時候起，共識成爲了一個二元問題。要么有共識要么沒有共識。就沒有一種中間的共識？

這種認知體現在區塊鏈行業中。要么是個神，要么是個渣。一如宗教信仰，非此即彼，水火不容。

但是 AO 提供了完全不同的共識架構—— 由 Arweave 永存和 SCP 範式提供堅實的共識基礎，也就是我們反復提及的「可驗證性」，但應用方花多少代價去驗證這個共識則是彈性的。

事情的起因是 X 上一直有人陷入上文所說的兩類爭議中。在一番口水战後終於問到兩個 AO 线程之間如何驗證 msg。所有的 msg 都有籤名這裏就不再贅述。但是 Process 怎么知道收到的 msg 是可以信任的？下面是模擬了兩個信任模式用於解釋這個問題。

有計算單元 CU1，其中運行了 P1 和 P2 兩個進程，表示爲 CU1(P1, P2)。

現在有：CU1(P1, P2) & CU2(P3, P4) & CU3(P1) & CU4(P1) 。

計算目標：CU2 中的 P3 請求 P1 提供可信的計算信息。

單信任模式

1. P3 中的代碼向 P1 發出計算請求。

2. SU 調度器將 P3 的請求分派給 CU4(P1) 進行計算。

3. CU4(P1) 響應計算結果，返回 P3。