去中心化雲服務進化史：從DFINITY IC到Arweave AO

發表於 2024-05-10 12:05 作者： PermaDAO

來源：PermaDAO

去中心化雲服務一直被認爲是區塊鏈最重要落地應用之一，Web3 + 雲服務不僅是非常好的敘事方向，而且非常容易結合 AI 的敘事來進一步提升想象空間。DFINITY IC 在雲服務這種純異步環境做計算的即時共識存在較大的技術挑战。Arweave AO 打破了區塊鏈的桎梏，不處理計算本身和共識的達成，而是通過經濟模型和懶驗證的方式來保證計算結果的正確性，可以說另闢蹊徑。

基本介紹

雲是一種可抽象、匯集和共享整個網絡中的可擴展資源的 IT 環境，這裏的資源包括計算、存儲、網絡帶寬等，主要的技術特點包括虛擬化技術，分布式資源管理技術以及並行執行技術，相比於傳統基於物理機的 IT 環境，雲的成本更低，擴展性更好，且更易於管理。

雲服務、雲計算、雲存儲、都是基於雲這個概念衍生出的子概念，雲計算是指通過雲提供計算服務，雲存儲是指通過雲提供存儲服務，雲服務則是指通過雲提供各種 IT 服務，當然也包括了計算服務和存儲服務。特別的，在很多地方會把雲計算與雲服務劃爲等號，但在本文還是作了區分。

當前雲服務市場主要由幾個雲服務巨頭壟斷，例如國外的 Amazon Web Services（AWS）， Google Cloud Platform（GCP），Microsoft Azure 佔據了全球超六成雲服務市場，而國內的阿裏雲，騰訊雲，華爲雲也佔據了國內約六成雲服務市場，可以說馬太效應明顯。

而去中心化雲服務則是基於區塊鏈技術對當前雲服務模式的顛覆，依賴市場力量來決定計算能力、存儲空間和帶寬的價值與分配，不僅實現了更有效和更直接的資源分配，更重要的是打破了雲服務巨頭壟斷的局面。因爲所有底層資源都是用戶提供的，一旦一個去中心化雲服務網絡的經濟結構不再適用，用戶可以選擇退出網絡或加入其他去中心化雲服務的網絡，這限制了去中心化雲服務網絡服務商“作惡”的空間。

去中心化雲服務發展之路

這裏沒有提到去中心化計算，因爲筆者認爲去中心化計算是一個僞命題，首先區塊鏈的智能合約本身就是負責去中心化計算，其次對於復雜的計算任務，去中心化意味着算力的浪費，不必爲了去中心化而去中心化，可驗證的分布式計算或許是更好的選擇，這一點筆者會在後面說明。

相比於瞬時態的計算，持久態的存儲顯然是去中心化極佳的應用場景，可以讓數據在去中心化網絡中存儲、分發，不可篡改、抗審查。事實上，去中心化存儲已經成爲區塊鏈非金融場景最成功的應用之一。

2014 年，Protocol Labs 提出 IPFS，IPFS 全稱爲 InterPlanetary File System，翻譯過來的意思是“星際文件系統”，如同它的名字，IPFS 也打开了去中心化存儲的星際之門。IPFS 實現了基於內容的文件尋址，相同的文件都不會重復存儲，大大節省了存儲空間，並且基於 P2P 網絡，可以並發從多個節點下載數據，從而大大降低了帶寬成本，成爲了一衆去中心化存儲項目的底層協議，其中最爲代表性的是 Filecoin。

2017 年 7 月，开發了 IPFS 的 Protocol Labs 宣布成立 Filecoin 項目，Filecoin 是一個在 IPFS 網絡之上的激勵應用層及區塊鏈公鏈系統，採用混合共識機制：以預期共識（Expected Consensus，EC）爲主， 時空證明（Proof of Spacetime，PoSt） 及復制證明（Proof of Replication，PoRep）爲輔。Filecoin 的愿景是激勵全球大量節點爲用戶提供存儲和檢索服務，推動 IPFS 文件存儲傳輸協議的廣泛使用。

2017 年 7 月，Stroj Labs 創立了 Storj，與 Filecoin 幾乎是同一時期，Storj 主打企業級的存儲服務，模式更偏向商業化，直接對標 AWS 的 S3 服務，但其架構卻是僞去中心化。盡管其於 2018 开始發幣，但其元數據的管理，出塊、獎勵和懲罰都是通過衛星節點完成，而衛星節點目前只由項目方維護，雖然在未來規劃中有提到衛星節點的去中心化，但目前來看難度較大，所以現狀仍是披着區塊鏈外衣的傳統存儲。

2018 年 6 月，Arweave 主網上线。Arweave 不是基於 IPFS 的激勵層，而是將數據存儲與激勵融合在一起，側重於實現數據的永久存儲和訪問。Arweave 不要求礦工保存所有的區塊記錄，而是通過隨機訪問的簡潔證明（SPoRA）鼓勵礦工盡可能多地保存區塊，尤其是保存冗余度較少的區塊，因爲這么做的礦工有更大概率獲得挖礦獎勵。可以說 Arweave 通過博弈的方式，保證數據被盡可能多的復制，提升數據存儲的可靠性。

2021 年 5 月，DFINITY 基金會开發的互聯網計算機（Internet Computer，IC）主網上线，IC 是第一個完整的去中心化雲服務，被譽爲第三代區塊鏈架構。IC 通過創新的區塊鏈技術，可以提供無限的擴展性和高速的交易處理能力，並且可以處理 HTTP 請求，以支持大規模的去中心化應用，從社交媒體平台、开源項目托管服務到各種企業級應用程序，甚至 AI 大模型。理論上，任何現有的互聯網服務都可以在 IC 上被重新構建爲去中心化版本。

2022 年 11 月，ChatGPT 的出現標志着強人工智能的裏程碑，引發新一輪人工智能熱潮，AI 新興企業如同雨後春筍一樣冒出來。伴隨着生成式大模型的迭代升級，算力的需求和成本呈指數級的增加，由此誕生了去中心化算力的賽道，致力於用共享算力的方式降低 AI 新興企業大模型訓練成本，削弱雲服務巨頭利用其主導地位產生的不正當競爭行爲。

去中心化算力賽道知名項目有 io.net、Render、Akash、Gensyn 等。雖然他們也可以歸類到去中心化雲服務，但他們的核心協議在於構建算力市場和激勵算力提供者，這一點其實更符合 DePIN（Decentralized Physical Infrastructure Networks，分布式物理基礎設施網絡）的定義。

2024 年 2 月，Arweave 正式推出超並行計算機 AO，成爲繼 DFINITY 的 IC 之後第二個完整的去中心化雲服務。去中心化雲服務的發展之路，未完待續。

Arweave AO：計算和共識分離

DFINITY IC 和 Arweave AO 都是完整的去中心化雲服務，兩者有極大的相似度。首先功能上都支持大規模互聯網服務的去中心化重構以及將 AI 大模型引入區塊鏈的智能合約中運行，其次架構上都是基於 Actor 模型設計的。Actor 是計算機科學中的一種並發計算模型的基本單位，採用 Actor 模型適合於構建高並發、分布式、容錯性強的系統，這也是 Arweave AO 名字的由來。

兩者的主要區別在數據存儲層，執行層和共識層。

• 數據存儲層：DFINITY IC 上的智能合約稱爲 Canister，Canister 有自己專屬的容器（類似 Docker），每個 Canister 的數據都被封裝在各自獨立的容器中，外界看不到數據的細節，只能通過 Canister 對外提供的接口訪問內部數據；Arweave AO 基於 Arweave，數據存儲在 Arweave 中，對外是公开的；

• 執行層：DFINITY IC 的虛擬機是 WASM， Canister 代碼會被編譯成 WASM 模塊以部署在 IC 上運行，只支持 WebAssembly 系統接口等標准；Arweave AO 則更加靈活，只要遵循 AO 協議標准，可以使用任何虛擬機，包括 EVM，WASM、Move VM 等，目前 Arweave 官方構建的 AOS 合約开發語言是 Lua；

• 共識層：DFINITY IC 的子網內部採用 BFT （Byzantine Fault Tolerance，拜佔庭容錯）共識的變種，子網之間通過 Chain-Key 技術進行驗證；Arweave AO 基於 SCP（Storage-based Consensus Paradigm），是一種基於存儲的共識範式，強調共識發生在存儲層，使用 Arweave 進行不可變的存儲，確保安全性和可驗證性。

通過上面的對比可以發現，DFINITY IC 仍然遵循了區塊鏈的標准範式，而 Arweave AO 似乎就沒有那么區塊鏈，畢竟連共識機制都沒有，那如何保證不同節點對計算結果是一致的呢？

答案是 Arweave AO 不能保證計算結果一致，它的計算結果不產生任何證明（例如默克爾樹），但 Arweave 的不可變存儲是可驗證的，計算和共識分離，這是 Arweave AO 設計最精妙的地方。

Arweave 存儲了 AO 以及 AO 上每一個线程的全息數據，任何人可以通過全息數據恢復 AO 和 AO 上的任何一個线程。這其實就是 SCP 的核心思想，即只要存儲是不可變的，上面的交易就都是可追溯的，那么無論在何處計算應用程序，都將得到相同的結果。

解決了可驗證問題就可以利用 AO 的經濟模型促使大家提供正確的計算結果，類似於 Chainlink 節點在 DON 中的保證金機制，節點加入 AO 網絡需要先質押 Token，當節點提供正確的計算結果時進行激勵，而當節點提供錯誤的結果時進行罰沒。

總結

去中心化雲服務一直被認爲是區塊鏈最重要落地應用之一，Web3 + 雲服務不僅是非常好的敘事方向，而且非常容易結合 AI 的敘事來進一步提升想象空間。

去中心化雲服務從 IPFS 算起來已經發展了十年，從技術方面看，底層的存儲和計算協議已經趨於完善，從市場方面看，以算力爲主的資源共享網絡也有充分的需求，但到如今集大成者不僅寥寥且差強人意。

DFINITY IC 上线前一度被認爲是 Web3 的 AWS，頭頂第三代區塊鏈的光環，可惜遭遇了上线之殤，如今才從負數走向一。拋去一些市場的因素，在雲服務這種純異步環境做計算的即時共識，相應對於硬件資源的要求就會極高，硬件資源要求高又會影響去中心化程度，讓區塊鏈的共識機制失去了意義。

Arweave AO 打破了區塊鏈的桎梏，不處理計算本身和共識的達成，而是通過經濟模型和懶惰驗證的方式來保證計算結果的正確性，可以說另闢蹊徑。但基於 SCP 實現的可驗證計算由於監督和驗證都在鏈下進行，理論上存在鏈下監督不到位的問題，在大規模計算的場景仍需接受市場的檢驗，但未來前景值得期待。

標題：去中心化雲服務進化史：從DFINITY IC到Arweave AO

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