Arweave 永久存儲 + AO 超並行計算機：構建數據共識基礎設施

Web3 最重要的特徵之一就是用戶自己控制數據，這與 Web2 有著顯著的區別，Web2 是互聯網巨頭來控制用戶數據。現在由 BTC 開創的區塊鏈技術使我們擺脫了傳統銀行或互聯網銀行等中介的控制，讓用戶自己可以控制並且點對點交易自己的電子現金；ETH 及其他智能合約公鏈使用戶自己控制並且可以點對點交易各種合約及衍生品資產。

然而除了金融資產之外，互聯網上還有其他類數據資產，而這些資產現在還沒有更為成熟的解決方案，能夠使用戶自己控制並且實現點對點交易。所以現在 Web3 的用戶並不能完全控制自己的數據。之所以這樣是因為我們缺乏數據確權的基礎設施，要想用戶能夠掌握自己的數據，那就必須要實現數據確權！要想使得數據能夠確權就必須使數據能夠達成共識，由於數據狀態分為動態和靜態，因此要想數據達成共識就必須在傳輸端和存儲端都達成共識這樣才能建立數據資產共識，進而使得數據得以確權。

數據只有達成共識才能確權，只有達成確權才能產生數據交換或交易，數據只有產生交換或交易才能體現價值，進而才能產生價值互聯網。Web2 為什麼會產生如此嚴重的數據孤島現象，其中很重要的一條原因就是因為數據沒有確權。而 Arweave 永久存儲 + AO 超並行計算機的出現有望能夠改變這一現狀進而幫助我們在數據存儲和傳輸兩端達成共識。如圖所示：

Arweave 永久存儲經過幾年的發展已經實現了數據存儲的共識，（備註：關於這方面的詳細資料在網上已經很多了，在這裡就不詳細解說了） ，在這面我們重點說一下 ao 超並行計算機是怎樣在傳輸端達成共識的（備註：很多研究 ao 的文章中都提到了 ao 將進程的全息態存儲到 Arweave 中，但具體是怎樣實現的，我看了一下幾乎沒有文章把具體細節說清楚了，只是大概一句話就過去了，所以在這想把大致的實現路徑說清楚）。

要想在傳輸端達成共識就必須的保證數據的完整性、一致性、可驗證性和傳輸效率，在展開介紹之前介紹一下 ao 經濟模型的設計原則，這樣能夠讓我們從頂層設計的角度去了解 ao 是如何保證數據安全的。在 ao 白皮書裡有這樣一段話，大意是：

比特幣、以太坊和 Solana 等區塊鏈網絡的典型經濟模式圍繞著購買稀缺區塊空間的概念，安全性作為副產品得到補貼。用戶支付交易費用，以激勵礦工或驗證者將他們的交易納入區塊鏈。然而，這種模式本質上依賴於塊空間的稀缺來推動費用收入，這反過來又為網絡安全提供了資金。在比特幣的安全架構的背景下，它從根本上以區塊獎勵和交易費用為基礎，考慮一個假設的場景，其中區塊獎勵被消除，交易吞吐量被假設為無限可擴展。在這種情況下，區塊空間的稀缺性將被有效地抵消，從而產生最低的交易費用。因此，網絡參與者維護安全的經濟動機將大大降低，從而增加交易面對潛在安全威脆弱性。Solana 在實踐中舉例說明了這一理論模型，表明隨著網絡可擴展性的增加，費用收入相應減少。在沒有大量交易費用的情況下，安全資金的主要來源是區塊獎勵。這些獎勵本質上是對代幣持有者的徵稅，表現為那些選擇親自質押代幣的人的運營開銷，或者表現為那些放棄質押的人在網絡中的比例所有權的逐漸稀釋。早些時候，我們提出了需要 $AO 代幣作為經濟價值的統一表示，以支持網絡內的安全機制。

通過上述這段話讓我看到 ao 的經濟模型和其他主流區塊鏈的經濟模型有著顯著的區別。ao 經濟模型是以保護網絡安全為主的，因為非金融類數據資產的特性要求必須要保證底層基礎設施安全，同時也要保證效率。

非金融資產的數據類型多種多樣，每類數據的交易場景對系統的安全性、擴展性和時效性等需求都不一樣，這就要求 ao 網絡安全模型必須要靈活，不能向傳統區塊鏈那樣一刀切採取統一的共識機制來保證安全性，如果 ao 還採取這樣的安全模型的話，一方面會造成計算資源的大幅浪費，另外一方面就是嚴重影響 ao 系統的擴展性。

所以 ao 可以做到根據不同的數據類型、數據價值，由客戶自主定制安全機制，這其中經濟模型起到了重要的調節作用，簡而言之就是高價值數據在傳輸的過程中可以定制高級別的安全機制，低價值的數據可以定制安全成本較低的安全模型，這樣一方面能夠節省計算資源，另外一方面能夠適應不同數據類別的安全需求。當我們分析到這裡的時候就可以看到為什麼以太坊、比特幣、solana 等區塊鏈不太適合做 Web3 數據傳輸的原因了吧。因為他們的安全模型是統一的，而不是靈活定制的，這本身就不符合非金融類數據資產的傳輸特徵。下面我們深入分析 ao 的經濟模型與安全模型相互調節的細節。

1、保持數據的一致性、完整性和可驗證性：

a、技術保障：在 ao 超並行計算機中，消息的傳遞機制是核心組成部分，它確保了不同計算單元（如 CU、SU 等）之間的有效通信和協作。以下是消息傳遞的主要過程：

消息生成：用戶或進程通過創建消息來發起交互請求。這些消息必須符合 ao 協議規定的格式，以便在網絡中正確傳輸和處理。

信使單元（MU）接收與轉發：信使單元（MU）負責接收用戶或進程生成的消息，將其中繼到網絡內的適當 SU 節點。MU 會管理消息的路由，確保它們能夠準確無誤地到達 SU：在這個過程中 MU 會對消息進行數字簽名，以保證數據的完整性。

調度程序單元（SU）處理：當消息到達 SU 節點時，SU 會分配一個唯一的增量 nonce 給消息，以確保其在同一進程中的順序性，並將消息和分配結果上傳到 Arweave 數據層中進行永久存儲。

計算單元（CU）處理：計算單元（CU）接收到消息後，會根據消息內容執行相應的計算任務。計算完成後，CU 會生成一個帶有特定消息結果的簽名證明，並將其返回給 SU。這個簽名證明確保了計算結果的正確性和可驗證性。具體工作流程如圖所示：

💡（備註：此圖片出自 ao 白皮書）

另外 ao 超並行計算機的核心原理是將計算和共識解耦，ao 本身不解決消息驗證的問題，而是通過將所有 process 全息狀態都存儲到 Arweave 上進而保證所有消息和狀態都是可驗證的，任何人都可以通過 Arweave 驗證消息的一致性，也就是任何人都可以質疑 ao 消息的正確性，任何人都可以通過 Arweave 發起挑戰進而驗證消息，這樣一方面使 ao 擺脫了傳統區塊鏈的束縛：傳統區塊鏈所有節點的計算和驗證都是並行的，這樣雖然增強了系統安全性但也會極大的消耗計算資源，同時也無法呈現高擴展性，例如在以太坊系統裡無論添加多少個節點都不會顯著提高系統處理的速度。然而正是因為 ao 的這一特性，能夠具備高度擴展的特徵；另外一方面也能保證所有的數據都是可驗證的，這就是 ao 設計的巧妙性，將驗證成本轉移到鏈下同時保證可驗證性。

b、經濟模型保障：上述過程是 ao 超並行計算機消息傳遞的大致流程。除此 MU\SU\CU 等三類節點都需要質押 $AO，並且針對這三種節點可能出現的各種意外情況都提供了相應的解決方案，例如：如果發現 MU 沒有做數字簽名或者簽署了無效信息，則系統會對 MU 的質押資產進行削減。如果 MU 發現 CU 提供了無效證明，那系統也會對 CU 質押資產進行削減。針對 MU\SU\CU 等節點出現的各種問題在 ao 白皮書中都設定了針對的基於經濟模型的解決方案，進而保證這三種節點都不會作惡。除此之外 ao 超並行計算機還通過權益集合機制許可 MU 可以集合多個 CU 的證明進而確保信息傳遞的完整性和可信度（具體過程可詳見 ao 白皮書 5.6 ao sec 起源過程和 5.5.3 權益集合。）

另外 SIV 子質押共識機制，允許用戶需要對結果達成共識或部分共識：客戶端可以自主設定參與者或驗證者的數量，從而控制共識對成本和延遲的影響。

綜上所述，ao 超並行計算機通過技術模型和經濟模型兩種方式相結合來保證數據的完整性、一致性及可驗證性。並且因為各類數據的安全性不同，ao 提供靈活定制的安全模型。

2、防止數據泄密：

ao 通過引入經濟質押模型鼓勵 MU/SU/CU 節點提升安全保障措施，並且通過安全等級購買機制、股權排他期和股權時間價值等機制來保障數據的安全性和靈活性，大致情況是這樣：客戶可以對所購買的消息進行投保，這種保險的價值跟消息的價值、質押者的預期收益率、消息的安全保障時間等因素有關，這樣一方面能夠保障數據傳輸安全，促使質押者能夠有動力提供更高的安全保證；另外一方面就是如果發生消息泄密的情況也能夠保證消息接收者的利益，進而使得消息的買方和賣方都能夠達成共識，從而促進數據資產交易。

另外， ao 與 PADO 進行了合作，用戶可以通過 PADO 的 zkFHE 技術加密自己的數據，並且將其安全的存儲在 Arweave 上，同時因 Arweave 也是去中心化的，這樣能夠防止單點故障的發生。通過這些機制能夠保障數據在傳輸和存儲的過程中得到充分的保護。

3、保障數據傳輸效率：

與以太坊等網絡不同，後者的基礎層和每個 Rollup 實際上都作為單一進程運行，ao 支持任意數量的進程並行運行，同時確保計算的可驗證性保持完整。此外，這些網絡在全球同步狀態下運行，而 ao 進程保持自己的獨立狀態。這種獨立性使得 ao 進程能夠處理更高數量的交互和保持計算的可擴展性，使其特別適合對高性能和可靠性有需求的應用程序。

此外，由於 ao 上的 process 可以全息投影到 Arweave 上，通過 Arweave 上的消息日誌可反向觸發執行 ao 進程，一旦發現單個 process 出現中斷則可以通過 Arweave 馬上重新起用 process, 這樣一方面可以防止單點故障發生，另外一方面也可以在最短的時間內恢復process 狀態，進而保障消息傳遞的效率。

本文深入淺出的闡述了 ao 如何從傳輸端保證消息傳輸的完整性、一致性、可驗證性、效率性及防泄密等方面。當這幾個方面都能夠得到保障的時候就可以在傳輸端達成數據共識。而在存儲端 Arweave 已經運營了幾年了，實現了數據的永久存儲保證了數據在存儲端的共識。所以 Arweave 永久存儲 + ao 超並行計算機這種方案有望解決大量數據在存儲和傳輸兩端的共識問題。

如果能夠解決這一問題，這將帶來革命性的變化：海量的非金融類數據資產能夠產生共識進而大大加速數據資產確權，進而能夠幫助解決 web3 數據資產確權的問題。數據資產只有確權了之後才能產生大量的經濟活動，這樣才能實現真正的價值互聯網。

現在 BTC 解決了電子現金確權及交易的問題，使得我們每個人能夠掌控電子現金，以太坊通過智能合約和區塊鏈解決了各種金融資產的確權及交易問題；而 Arweave 永久存儲 + ao 超並行計算機有望幫助解決數據資產的確權及交易問題，當然本文重點是從數據資產共識這個角度去闡述的，因為這是數據資產確權和交易的關鍵。個人認為 Arweave 永久存儲 + ao 超並行計算機有望與 BTC、以太坊並駕齊驅，形成良好的互補，共同解決 Web3 的關鍵性問題，進而幫助我們邁進價值互聯網。如圖所示：

4、項目風險：

• ao 與 Arweave 的銜接性：ao 的超並行計算可能給 Arweave 帶來巨大的吞吐量與挑戰，進而致使消息不能實現全息投影或者導致其他方面的系統不穩定。
• MU/SU/CU 是 ao 系統的關鍵節點，有可能出現中心化的特徵，進而產生腐敗並且導致項目的不穩定，希望 ao 官網能夠建立去中心化的聲譽評估系統允許 DAO 成員自行評估三種節點的優越性，進而對三種節點形成公平公開的評價機制與競爭機制。
• Arweave 主打數據永久存儲，隨著規模的擴大，可能會面臨各國政府的審查，不知道官方有沒有相應的策略或者解決方案，這些都有待觀察。
• 經濟模型的設計有待驗證：ao 的安全模型對經濟模型的依賴權重比較高，雖然 ao 也通過上述技術手段保證了一些數據的安全性，但如果經濟模型不能很好地發揮作用的話，那就會降低各個質押環節的安全性，進而不能保證數據安全。ao 的安全模型與傳統的區塊鏈安全模型是不一樣的：區塊鏈的核心原理是讓攻擊者付出慘重的代價來保證安全性，具體是通過經濟模型、共識機制、最長鏈原則等相結合通過數學原理來實現讓攻擊者的損失大於收入，因此具有強大的安全保證；而 ao 安全模型的設計跟傳統的 web2 的安全模型設計原則是一樣的：通過加強防禦措施來抵禦外部攻擊，而防禦措施的強弱更多是通過 ao 經濟模型來調節，以便讓各個質押節點有更多的動力和壓力來提升安全性，因此如果經濟模型設計不合理的話對 ao 項目的實施可以說是致命的。

當然以上只是從技術模型、經濟模型等角度分析的，如果要考慮一個項目的潛力還需要考慮項目團隊的技術實力、綜合背景，及項目的生態狀況、所屬賽道或方向的潛力等多種因素，關於這些方面後期也會逐步跟大家一起探討。