按：Arweave上的超級并行計算機AO即將于27日上線測試網(wǎng)，同時Arweave代幣AR價格近日大漲。讓人想起Cdot Network創(chuàng)始人、Random Capital合伙人劉毅此前關(guān)于Arweave的經(jīng)典文章，讀者可以重溫。
Arweave是個「非典型」區(qū)塊鏈項目，大部分人對其一無所知，稍有了解的人，也常把它看作是眾多陪跑Filecoin 的去中心化存儲項目之一。極少數(shù)有耐心找來該項目的白皮書和黃皮書研究的朋友，看完也難免是一頭霧水。因為通篇是圍繞冷門概念——「信息永久存儲」的闡述，看不到擴容、密碼學(xué)創(chuàng)新、DeFi 支持、價值捕獲等等能令幣圈和鏈圈眼前一亮的概念。
誰會需要永久數(shù)據(jù)存儲并為之付費？人生不過百年，憑什么我們要關(guān)心永久保存人類的知識和歷史？
Arweave 創(chuàng)始人及核心團隊自有其特立獨行的理由。作為 Arweave黃皮書的中文譯者，我打算從典型的幣圈和鏈圈的視角解讀一下 Arweave，以免國內(nèi)區(qū)塊鏈創(chuàng)業(yè)者和投資者與這一重大創(chuàng)新失之交臂。首先，請允許我將 Arweave 音譯為「阿維」（盡管這個中文名字尚在中文社區(qū)討論中，并未最終確定），以便于在中文加密社區(qū)傳播。
阿維與 Filecoin/IPFS 之比較
IPFS 是中心化存儲領(lǐng)域的開創(chuàng)者，從 2014 年上線開始，如同 BT 一般自由生長，已經(jīng)存儲了大量數(shù)據(jù)。但是要讓 IPFS 成為商業(yè)可用的存儲系統(tǒng)，而不是隨意的數(shù)據(jù)分享平臺，必須提供服務(wù)質(zhì)量保障。這就是 Filecoin 要解決的問題，即 IPFS 的經(jīng)濟激勵層。從提出 Filecoin 概念，到今年主網(wǎng)「即將」面世，可謂是遷延日久。作為開發(fā)了 IPFS、libp2p 等硬核技術(shù)的協(xié)議實驗室（Protocol Labs），為何會遲遲搞不定 Filecoin？
Filecoin 協(xié)議構(gòu)建了兩個市場：數(shù)據(jù)存儲市場和數(shù)據(jù)提取市場。有存儲需求的用戶到數(shù)據(jù)存儲市場申明自己的需求：我要存 ** 大小的數(shù)據(jù)，要求 ** 個副本，存儲 ** 天。市場中的存儲服務(wù)商（存儲礦工）對這項存儲需求報價，用戶接受報價就跟礦工簽訂合同，支付費用。當用戶需要使用數(shù)據(jù)時，就到數(shù)據(jù)提取市場提出需求；再由提取礦工給出報價，滿足數(shù)據(jù)訪問需求。
上述過程看上去不算復(fù)雜，實現(xiàn)起來卻有幾個困難：
礦工需要提供存儲了用戶數(shù)據(jù)的不可偽造的密碼學(xué)證明；
在合同有效期內(nèi)，協(xié)議要持續(xù)檢查礦工如約保存了數(shù)據(jù)。如果違約，礦工要遭受罰款；
為了鼓勵礦工存儲數(shù)據(jù)，要讓已存儲數(shù)據(jù)的容量比空閑的容量賺取的更多增發(fā)獎勵。同時需要防止礦工注水垃圾數(shù)據(jù)騙取增發(fā)獎勵。
Filecoin 設(shè)計了復(fù)制證明（PoRe）解決第 1 個問題，采用時空證明（PoTS）和質(zhì)押機制解決問題 2。通過精密地調(diào)校經(jīng)濟模型 [1]，并引入對真實用戶的認證，來解決第 3 個問題。
雖然 Filecoin 在一定程度上解決以上難題，但又不可避免地產(chǎn)生了一些不良后果。首先是系統(tǒng)復(fù)雜性高，礦工除了支付必要的存儲成本，還要承擔高昂的證明成本和質(zhì)押 Filecoin 損失的期權(quán)成本。要知道，相對而言，計算比存儲更昂貴。根據(jù) Filecoin 提供的適合小規(guī)模挖礦[2]的推薦配置[3]，8TB SSD 硬盤只需 300 美元，但 AMD 3.5Ghz 16 核高端 CPU 則需要 700 美元，還有成本超過 500 美元的至少 128GB 的內(nèi)存（作為對照，阿維挖礦的推薦最低內(nèi)存是 8GB）。
挖礦成本高勢必導(dǎo)致 Filecoin 系統(tǒng)的存儲服務(wù)價格高。此外，驗證真實用戶是個微妙的問題，驗證太嚴會影響用戶使用體驗，太寬則不能阻止礦工偽裝成用戶，驗證就失去了意義，其間的平衡很難掌握。
同時，F(xiàn)ilecoin 作為一種加密資產(chǎn)，價格會與加密市場總體行情高度關(guān)聯(lián)，即波動性很高。如果 Filecoin 價格暴跌，礦工可能認賠離場，造成用戶數(shù)據(jù)丟失。此外大幅度的價格波動還增加礦工質(zhì)押 Filecoin 的隱含期權(quán)成本。隱含期權(quán)成本被大多數(shù) PoS 經(jīng)濟模型研究忽視了，我認為至少解鎖期損失的期權(quán)成本應(yīng)該被考慮在內(nèi)（甚至也有人認為應(yīng)該計算整個鎖定期的期權(quán)成本）。
解鎖期是從提出解鎖請求到獲得可流通通證的期限，在此期間質(zhì)押人不能轉(zhuǎn)移通證，相當于放棄了一份現(xiàn)價歐式期權(quán)（不同于美式期權(quán)，歐式期權(quán)只能到期行權(quán)）[4]。以 Tezos 為例，設(shè)現(xiàn)價和行權(quán)價都為 2.53 美元，年化波動率為 185%[5]，解鎖期為 14 天（更長的解鎖期意味著更高的期權(quán)成本），無風(fēng)險利率 4%（不影響計算結(jié)果），使用 B-S 期權(quán)計算器 [6]，得出每份歐式期權(quán)價值 0.363 美元（由于行權(quán)價等于現(xiàn)價，因此看漲和看跌期權(quán)價值相等），相當于本金價值的 14.3%。可見由于加密通證價格波動率很高，質(zhì)押引發(fā)的隱含期權(quán)成本不應(yīng)被忽略。
Filecoin 協(xié)議將存儲和提取分為兩個市場，就需要建立兩套激勵機制和定價機制，而且用戶的數(shù)據(jù)訪問權(quán)得不到保障。假設(shè)你通過 Filecoin 存儲了重要數(shù)據(jù)，支付了一定量的存儲費用。后續(xù)你或者其他用戶（例如你的客戶）訪問該數(shù)據(jù)，還要根據(jù)提取市場的行情支付費用，如果提取市場價格很高，相當于數(shù)據(jù)被礦工「挾持」，用戶面臨要么支付高價、要么遷移數(shù)據(jù)的困境。
我在 2017 年閱讀了 Filecoin 白皮書，隨即放棄了對該項目的研究。程序員的直覺告訴我，復(fù)雜的外推式方案通常不會成功。什么是外推式方案？就是對問題無需深入思考就自然得出的辦法，也可以稱之為「想當然的辦法」。Filecoin 的外推法就是：既然礦工需要（持續(xù)地）證明已經(jīng)妥善保存了用戶的數(shù)據(jù)，協(xié)議就應(yīng)該包含一套密碼學(xué)算法實現(xiàn)這些證明。至于高度復(fù)雜的證明不可避免地帶來系統(tǒng)復(fù)雜度高和成本高的問題，只能留待以后慢慢解決。但是 Filecoin 的競爭對手——中心化云存儲不需要證明和驗證，云服務(wù)廠商和客戶之間簽訂的是法律合同，法律保證了客戶的訪問權(quán)和追索權(quán)。可見只要證明成本居高不下，去中心化存儲就難以提供有競爭力的價格。
Sia、Storj等協(xié)議雖然在技術(shù)上與 Filecoin/IPFS 不同，但是它們都屬于基于合同的去中心化存儲協(xié)議。即用戶和礦工通過協(xié)議簽訂合同，用戶支付合同規(guī)定的費用，礦工承擔合同規(guī)定的義務(wù)，協(xié)議（或者用戶）對礦工履約情況進行檢查（挑戰(zhàn)），并對違約行為進行懲罰。基于合同的去中心化存儲協(xié)議都面臨前面分析過的基本難題。
科技發(fā)展的常態(tài)是，當大部分人試圖用「想當然的辦法」解決復(fù)雜問題時，總有人能另辟蹊徑，用其他人未曾預(yù)料到的、通常是簡單得多的辦法解決難題。果不其然，在對去中心化存儲領(lǐng)域旁觀三年之后，偶然的機緣讓我了解到「阿維 Arweave」——去中心化存儲破局者。
只有明白 Filecoin 的艱難，才能理解阿維的巧妙。阿維是一套完整的去中心化存儲協(xié)議，不基于 IPFS，或者說它相當于 Filecoin + IPFS。阿維如何解決礦工證明的問題呢？答案是無需證明。阿維協(xié)議通過機制設(shè)計鼓勵礦工盡量多存數(shù)據(jù)，而且優(yōu)先存儲副本少的稀缺數(shù)據(jù)。至于每個礦工存了多少，存了哪些，那是礦工自己的事情，既不需要證明，也不需要檢查。就好比學(xué)校希望同學(xué)們認真學(xué)習(xí)，可以采用兩種方法。一種是老師天天盯著每個人，是否專心聽講、認真完成作業(yè)，發(fā)現(xiàn)不認真的就批評罰站。另一種方法是通過考試，不管平時怎么學(xué)習(xí)，最后憑考試成績說話，考得好有獎。兩種辦法都能提升學(xué)習(xí)效果，但是顯然后一種要簡單得多。
基于合同的去中心化存儲類似于「盯人」，阿維協(xié)議則像「考試」，這種方式被稱為基于激勵的去中心化存儲?？梢赃@樣來直觀地理解其優(yōu)勢：Filecoin 要管理成千上萬個不同的存儲合同，檢查每個合同的執(zhí)行情況，分別提供獎勵或執(zhí)行懲罰。阿維協(xié)議只處理一個合同——所有數(shù)據(jù)永久保存。因此協(xié)議非常簡潔，運行成本低，服務(wù)的價格和可靠性都優(yōu)于基于合同的系統(tǒng)。
阿維的「訪問證明」（PoA）是 PoW 的簡單擴展。每一輪 PoW 謎題都跟某個過去的區(qū)塊（回憶塊）有關(guān)，只有存儲了回憶塊的礦工才有資格參與 PoW 競猜。由于回憶塊是隨機確定的，事先無法預(yù)測，因此礦工存儲的區(qū)塊越多，參與 PoW 競猜的機會越大，獲得出塊獎勵的可能性越高。如果礦工的存儲空間有限，不能保存全部區(qū)塊歷史，他會優(yōu)先保存在網(wǎng)絡(luò)中副本數(shù)量較少的區(qū)塊。因為每個塊被選為回憶塊的概率相等，當一個稀缺區(qū)塊被選為回憶塊，就只有少數(shù)礦工有資格參與 PoW 競賽，因此存儲稀缺區(qū)塊對礦工更有利。
有朋友可能會問，如果恰好所有節(jié)點都沒有存儲某個區(qū)塊，那這個區(qū)塊不就永久丟失了嗎？是這樣的，這個可能性存在。不過，我們可以量化計算單一區(qū)塊永久丟失的風(fēng)險[7]。
首先需要引入復(fù)制率的概念，復(fù)制率是礦工平均存儲的區(qū)塊歷史的比例。例如網(wǎng)絡(luò)一共出了 100 個塊，平均每個礦工存儲了 60 個塊，那么復(fù)制率就是 60%。復(fù)制率也是任選一個礦工，他擁有隨機挑選的某個區(qū)塊的概率。反過來，隨機挑選某個區(qū)塊和某個礦工，礦工沒有這個區(qū)塊的概率是 1-復(fù)制率。當網(wǎng)絡(luò)中有 N 個礦工節(jié)點時，所有礦工都沒有某個區(qū)塊的概率是（1-復(fù)制率）^N。存在一個丟失區(qū)塊的概率是 (1-復(fù)制率）^N * 區(qū)塊總數(shù)。
假設(shè)阿維網(wǎng)絡(luò)有 200 個礦工節(jié)點，復(fù)制率為 50%，區(qū)塊總量為 200000，那么存在一個丟失區(qū)塊的概率是 6.223*10^-61，是一個可以忽略不計的極小概率事件。當前阿維網(wǎng)絡(luò)的礦工節(jié)點約為 330 個，復(fù)制率是 97%，已出區(qū)塊 51 萬多個[8]，存在區(qū)塊丟失的概率比前面的計算結(jié)果還要低得多，在數(shù)量級上與發(fā)生私鑰碰撞的概率相當。而且上述計算的假設(shè)是礦工隨機存儲區(qū)塊歷史，考慮到礦工會優(yōu)先存儲稀缺區(qū)塊，丟失區(qū)塊的可能性更低。
阿維協(xié)議只有一個市場，用戶也只需要支付存儲費，后續(xù)訪問數(shù)據(jù)是免費的。能夠做到這一點是因為阿維協(xié)議采用類似于 BT 的機制設(shè)計[9]，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點都是平等的（不區(qū)分礦工節(jié)點和用戶節(jié)點），所有節(jié)點都盡量快速地響應(yīng)其他節(jié)點的請求。跟 BT 一樣，上行貢獻越多，下行速度越快。自私節(jié)點會被其他節(jié)點降權(quán)，逐漸被網(wǎng)絡(luò)排斥在外。
要全面理解阿維協(xié)議的設(shè)計，最好的方法是閱讀黃皮書（https://github.com/toliuyi/arweave_notes/blob/master/arweave-yellow-paper-cn.pdf）。雖然黃皮書篇幅較長，也有不少公式，但是不必擔心，有中學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)就能看懂。
與 Filecoin 相比，阿維網(wǎng)絡(luò)有兩大優(yōu)勢。一是成本低。雖然 Filecoin 主網(wǎng)還沒有上線，我提前做個預(yù)測：在 Filecoin 主網(wǎng)上線一年后（經(jīng)濟模型進入穩(wěn)定狀態(tài)），1MB 文件在阿維網(wǎng)絡(luò)做幾百個副本永久存儲的價格，會低于在 Filecoin/IPFS 網(wǎng)絡(luò)上 5 個副本存儲 5 年的價格，而且阿維網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)訪問是永久免費的。第二，阿維協(xié)議的激勵機制使數(shù)據(jù)存儲和訪問都更加可靠。通過簡潔巧妙地解決了去中心存儲的最大難題，不需要 2 億美元的募資和長達三年的開發(fā)，阿維主網(wǎng)已經(jīng)上線兩年多。
阿維不是 Filecoin/IPFS 的陪跑者，而是最有希望讓大規(guī)模去中心化數(shù)據(jù)存儲成為現(xiàn)實的加密協(xié)議。
阿維與以太坊之比較
阿維很少被拿來跟以太坊比較，畢竟在Web3.0 協(xié)議棧中，它們處在不同的層級，看上去是互補關(guān)系。但是深入研究阿維協(xié)議，就會發(fā)現(xiàn)更多的可能性。
以太坊（以及其他智能合約公鏈）為支撐去中心化應(yīng)用 DApp而生。DApp 是公平透明地執(zhí)行，不能被個別或者少數(shù)人控制的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。從軟件架構(gòu)角度，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用（包括互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和 DApp）可以分為表現(xiàn)、業(yè)務(wù)邏輯和持久化（數(shù)據(jù)）三層。我們不妨分別從這三層分析 DApp 的發(fā)展瓶頸，以及阿維協(xié)議的應(yīng)用潛力。
迄今為止，DApp 的表現(xiàn)層仍然停留在和中心化 Web 應(yīng)用相同的狀態(tài)，即由開發(fā)者部署在云服務(wù)器，再下載到用戶客戶端執(zhí)行。因此開發(fā)者和云服務(wù)提供商仍然具有停止和審查 DApp 的權(quán)利，網(wǎng)絡(luò)中斷、服務(wù)器宕機、DNS 劫持等故障和攻擊也仍然威脅著 DApp 的可用性和安全。此外，DApp 的 IT 基礎(chǔ)設(shè)施成本會隨用戶數(shù)量的增長而提高，令開發(fā)者必須采用某種貨幣化手段，以維持 DApp 的運行。貨幣化手段要么是 Web2.0 式的，即販賣流量；要么帶有加密協(xié)議的特色，即發(fā)行通證。一旦貨幣化失敗，開發(fā)者可能放棄運行 DApp，用戶只能轉(zhuǎn)而尋找替代品。而即便僥幸存在替代品，還是面臨同樣的問題?？梢跃S持運行的 DApp 也常會遇到「強制升級」的問題，即新版本不一定不比老版本更受用戶歡迎，但用戶不能阻止其升級，也不能繼續(xù)使用老版本。
綜上所述，去中心化應(yīng)用的表現(xiàn)層仍然是中心化的，仍然能夠被個別或者少數(shù)人控制。
阿維協(xié)議的應(yīng)用層被稱為永在網(wǎng)（permaweb），其主要（不是唯一）的應(yīng)用程序架構(gòu)是無服務(wù)器（Serverless）式的。無服務(wù)器 DApp 的開發(fā)類似于傳統(tǒng) Web 的前端開發(fā)，開發(fā)者使用 HTML、 Javascript 和 CSS 開發(fā) DApp 的表現(xiàn)層。不同之處是，表現(xiàn)層的部署不是上傳到云服務(wù)器，而是打包存儲在阿維網(wǎng)絡(luò)，保存的費用很低，而且是一次付費永久服務(wù)。用戶仍然使用原有方式訪問 DApp，阿維 DNS 和 TLS 與普通瀏覽器兼容，不需要用戶安裝和學(xué)習(xí)使用新客戶端。無論 DApp 用戶如何增長，都不會再給開發(fā)者帶來開銷。
由于阿維是去中心化網(wǎng)絡(luò)，無論是開發(fā)者還是阿維礦工，都不能阻止或者審查用戶使用 DApp。開發(fā)者可以開發(fā) DApp 的新版本，但是新版本不能覆蓋舊版本，使用哪個版本的選擇權(quán)在用戶手中?？梢姲⒕S實現(xiàn)了 DApp 表現(xiàn)層的去中心化，因此有越來越多的 DApp 把表現(xiàn)層移植到阿維，包括：Synthetix Exchange、Tokenlon、KyberSwap、UniSwap、Oasis App、 Curve.fi 等等[10]。
需要說明的是，使用去中心化存儲實現(xiàn) DApp 表現(xiàn)層的去中心化，這個概念并不是阿維協(xié)議的創(chuàng)造。早在 2014 年，Gavin Wood 博士在描述 Web3.0 網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的論文[11] 中就把「靜態(tài)內(nèi)容出版」列為 Web3.0 的四個基礎(chǔ)組件之一。這一思考的實踐結(jié)果是Swarm 項目 [12]。Swarm 和 IPFS 都曾被寄予厚望，以解決 DApp 表現(xiàn)層的去中心化問題。但是由于多種原因，這一愿望至今尚未實現(xiàn)。直到阿維協(xié)議出現(xiàn)，DApp 表現(xiàn)層的去中心化才有了切實可行的方案。
以太坊等智能合約公鏈實現(xiàn)了DApp 業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層的去中心化，但是眾所周知存在擴展性瓶頸。擴展性和價格是一體兩面的問題，擴展性限制源自計算和存儲資源稀缺，在去中心化網(wǎng)絡(luò)中，競爭使用稀缺資源的結(jié)果就是價格高企。由于價格更加容易量化，本文選擇從價格角度進行分析。
先看數(shù)據(jù)層。以太坊存儲 256 位整型數(shù)據(jù)要消耗 20,000 gas [13]，存儲 1MB 數(shù)據(jù)需要 6.25 億 gas。按 gas 價格 20gwei（本文寫作時恰逢 DeFi 熱潮，gas 價格常高達 100gwei 以上），ETH 單價 400 美元計算，在以太坊鏈上存儲 1MB 數(shù)據(jù)的花費高達 5000 美元，顯然是難以負擔的高價。有數(shù)據(jù)存儲需求的 DApp 大都采用混合存儲方案，即加密資產(chǎn)等高值數(shù)據(jù)和附件的哈希存儲在鏈上，詳細數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等存儲在鏈下。如果采用中心化的鏈下數(shù)據(jù)存儲，例如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫或者 NoSQL 數(shù)據(jù)庫，則 DApp 仍然是部分中心化的，仍然會被個別或少數(shù)人（云服務(wù)廠商和開發(fā)者）控制。因此，很多 DApp 更傾向于選擇去中心化存儲，如 IPFS 等。
在這個環(huán)節(jié)上，阿維提供完全去中心化的、低成本、高可靠性的永久數(shù)據(jù)存儲，從而成為以太坊的得力助手。不必犧牲去中心化，目前阿維存儲 1MB 數(shù)據(jù)僅需 0.1 美分。你沒有看錯，是以太坊的五百萬分之一。按當前價格計算，在阿里云存儲 1MB 數(shù)據(jù) 100 年的開支是 2.6 美分。而且僅支持同城冗余復(fù)制，數(shù)據(jù)同步和數(shù)據(jù)訪問的網(wǎng)絡(luò)開銷另行計費。而阿維網(wǎng)絡(luò)是全球五大洲數(shù)百個節(jié)點冗余復(fù)制，數(shù)據(jù)同步和訪問全免費。你還是沒有看錯，去中心化的阿維網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)比中心化云存儲的價格更低。無怪乎有 Solana [14]、SKALE [15]、Prometeus[16] 等 Layer 1、Layer 2、DApp 協(xié)議選擇阿維作為數(shù)據(jù)存儲層。還有 InfiNFT、Mintbase.io 和 Machi X 等 NFT 項目使用阿維存儲 NFT 媒體資源、元數(shù)據(jù)和代碼 [17]。
智能合約是 DApp 的業(yè)務(wù)邏輯層。與數(shù)據(jù)層類似，智能合約的瓶頸是擴展性 / 計算成本問題。根據(jù)Vitalik Buterin 的估計，以太坊的計算和存儲成本是亞馬遜云服務(wù)的大約 100 萬倍 [18]，前文對 DApp 數(shù)據(jù)層成本的估算也能印證此估計。公鏈計算和存儲成本高昂的根本原因是其全冗余架構(gòu)，即所有的鏈上數(shù)據(jù)都被每一個全節(jié)點存儲，所有的計算都在每一個全節(jié)點執(zhí)行。實現(xiàn)公鏈擴容的思路有代議制、分層和分片三種。
阿維的Smartweave 智能合約[19] 則完全另辟蹊徑。Smartweave 智能合約是 Javascript 開發(fā)的程序，存儲在阿維網(wǎng)絡(luò)上，因此具有不變性。與合約代碼同時提交給網(wǎng)絡(luò)保存的，還有合約的創(chuàng)世狀態(tài)。與以太坊（以及其他公鏈）的智能合約不同，Smartweave 不是由礦工節(jié)點執(zhí)行，而是下載到合約調(diào)用者的計算機執(zhí)行。執(zhí)行的過程是從合約的創(chuàng)世狀態(tài)開始，按確定的順序執(zhí)行合約歷史上的全部交易，最后執(zhí)行合約調(diào)用者的交易。完成后，合約調(diào)用者將自己交易的輸入和執(zhí)行后的合約狀態(tài)提交到阿維網(wǎng)絡(luò)，進入永久存儲。后續(xù)的合約調(diào)用重復(fù)以上過程。
也就是說，對于一筆智能合約交易，阿維網(wǎng)絡(luò)只需一個節(jié)點——調(diào)用者自己的節(jié)點來執(zhí)行（注意阿維網(wǎng)絡(luò)不區(qū)分全節(jié)點和輕客戶端）。由于調(diào)用者節(jié)點執(zhí)行（同時驗證了）了合約歷史上的全部交易，因此他無需信任或依賴任何節(jié)點，就能得到可信的計算結(jié)果（即智能合約的新狀態(tài)）。因此，可以把每個 Smartweave 合約都看成阿維的二層鏈，執(zhí)行智能合約就是對二層鏈的全量同步和驗證。這一設(shè)計使得 DApp 業(yè)務(wù)邏輯層的可擴展性 / 計算成本難題迎刃而解。智能合約幾乎可以不受限制地包含任何復(fù)雜計算，只需付出很低的邊際成本，因為通常情況下調(diào)用者的計算設(shè)備已經(jīng)被購買或者長期租用了。
有朋友可能會問：隨著交易數(shù)量增長，智能合約執(zhí)行豈不是越來越慢？確實如此，但是有辦法可想。例如，由調(diào)用者對合約的結(jié)果狀態(tài)進行命名，從而形成合約狀態(tài)快照。如果該調(diào)用者值得信任（例如調(diào)用者是智能合約開發(fā)者的情況），后續(xù)的調(diào)用者可以指定狀態(tài)快照作為初始狀態(tài)，就只需執(zhí)行快照之后的交易。狀態(tài)快照不一定導(dǎo)致信任集合擴大，畢竟智能合約可靠的前提已經(jīng)包含了對初始狀態(tài)的信任。
當然，Smartweave 仍然處于開發(fā)之中，當前版本是V0.3。以上內(nèi)容應(yīng)該視為對 Smartweave 潛力的探討。要達到商業(yè)使用，Smartweave 還需要解決很多問題，例如可組合性。
從我對 Smartweave 運行機制的理解，實現(xiàn)可組合性沒有特別的技術(shù)障礙。但是，我一直認為以太坊智能合約的可組合性「太過強大」，以至于很難限制合約系統(tǒng)復(fù)雜度的指數(shù)式增長。期待 Smartweave 團隊有更令人驚喜的創(chuàng)新，用好可組合性這柄雙刃劍。
綜上所述，阿維協(xié)議支持 DApp 真正實現(xiàn)全面的去中心化，并且解決困擾公鏈領(lǐng)域多年的計算和存儲的可擴展性 / 成本問題。從這個意義上說，阿維更應(yīng)該歸為 Blockstack[20]所倡導(dǎo)的「Web3.0 全棧協(xié)議」，而不僅僅是去中心化存儲。
阿維與比特幣之比較
比特幣是加密協(xié)議的開創(chuàng)者，也是加密貨幣之王。一直以來，業(yè)內(nèi)都有一個爭論不休的話題：比特幣的王者地位是否可能被取代？即便是比特幣保皇派，也承認經(jīng)過 10 年發(fā)展，比特幣早已不是技術(shù)最先進的加密貨幣。但是他們認為：超主權(quán)價值存儲型貨幣是加密貨幣最大的用例。比特幣協(xié)議運行時間最長、知名度最高、安全性最好。而且加密貨幣的競爭壁壘不是技術(shù)，是流動性。流動性有網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，即產(chǎn)品或服務(wù)的效用隨著用戶增長而增加的機制。比特幣協(xié)議已經(jīng)建立起流動性優(yōu)勢，這一優(yōu)勢只會隨著加密貨幣普及持續(xù)加大。因此，比特幣的王者地位無可撼動。
流動性網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)優(yōu)勢是否可能被打破？回答這個問題需要對網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)進行定量研究。相信很多人會馬上想到梅特卡夫定律，即網(wǎng)絡(luò)的價值與用戶數(shù)量的平方成正比。梅特卡夫定律是第一個網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的定量模型，但是近些年的研究表明，沒有一種網(wǎng)絡(luò)的價值按梅特卡夫定律增長，至少到用戶數(shù)量較大時，網(wǎng)絡(luò)價值增長曲線必然變得平坦[21]。
有研究表明 [22]，部分互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)是 n*log(n)，部分是S 曲線。S 曲線是網(wǎng)絡(luò)價值隨用戶增長，是先慢后快的指數(shù)型增長，達到飽和之后增長速度趨緩。S 型曲線的重要推論是，強者愈強是成立的，但不是贏家通吃。如果所有的互聯(lián)網(wǎng)平臺的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)都符合梅特卡夫定律，那么在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的每個細分領(lǐng)域，都會形成單一寡頭的局面。但是現(xiàn)實是不論在全球還是中國的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，大多數(shù)的細分領(lǐng)域都有不止一個平臺長期存在。
那么流動性網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)是以什么曲線（公式）增長？假設(shè)某一項加密資產(chǎn)，平均每個參與者每天的交易量占資產(chǎn)總市值的萬分之一。1 萬個投資者則日均換手率為 100%，2 萬個投資者換手率就是 200%。也就是新增 1 萬投資者，換手率增加了 1 倍。如果投資者從 10 萬增加到 11 萬，換手率從 1000% 增長到 1100%，只增加了十分之一。所以投資者越多，新增投資者對流動性的貢獻比例就越小，其網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)與參與者的數(shù)量呈 log(n) 的關(guān)系。
以上關(guān)于流動性網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的量化模型和圖片全部來自Multicoin Capital 的研究[23]。此項研究的結(jié)論非常重要，例如交易所競爭的是流動性，頭部交易所達到一定規(guī)模之后，流動性網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)帶來的價值增長會趨緩，使后來者有趕超的機會。如果是流動性是 n*log(n) 甚至 n 平方的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，就不會出現(xiàn)幣安、Kucoin、MXC 殺出重圍后來居上，也不會存在上萬家交易所。log(n) 的數(shù)量關(guān)系說明流動性是越大越強，但不保證強者恒強。
還有一個因素使比特幣的流動性優(yōu)勢更容易被打破，我稱之為「流動性傳導(dǎo)」。就是新生的加密貨幣能夠使用已經(jīng)建立起來的全球化交易網(wǎng)絡(luò)，從而跟已有的加密貨幣共享流動性。例如在以太坊誕生時，包括交易所和支付平臺等在內(nèi)行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)發(fā)展了 6 年，它們很容易就集成 ETH。ETH 只要跟比特幣形成高流動性的交易對，就跟主要的法幣間接具有了流動性，因此以太坊不再需要經(jīng)歷漫長的市場導(dǎo)入、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段，一躍成為具有高流動性的加密貨幣。
在自由競爭狀態(tài)下，貨幣之間比較的是貨幣性。貨幣性包括稀缺性、可互換性、可驗證性（難于偽造、易于辨識）、可及性、可分性，還有保存、攜帶和轉(zhuǎn)移的成本等。所有的加密貨幣都是比特幣的直系后代，也都繼承了比特幣強大的貨幣性。在以太坊之前，加密貨幣創(chuàng)新主題是「更好的比特幣」，也就是創(chuàng)造貨幣性更強的加密貨幣。例如萊特幣、達世幣、恒星幣轉(zhuǎn)賬速度更快、交易費更低。ZCash、門羅幣私密性更好，可互換性更有保障，但是他們都沒有威脅到比特幣的地位。因為量的改進不足以挑戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)優(yōu)勢，必須有質(zhì)的創(chuàng)新，才能實現(xiàn)「范式轉(zhuǎn)移」。例如，微軟不是發(fā)明了更好的大型機打敗 IBM，蘋果也不是用更好的 PC 機打敗微軟。革命性的創(chuàng)新者都是對老霸主實施降維打擊，才成為新王者。
業(yè)內(nèi)普遍認同以太坊是區(qū)塊鏈 2.0 的代表，因為以太坊是全新層面的創(chuàng)新，通過引入 EVM，令加密貨幣具有了強大的可編程性。換代式創(chuàng)新不是你做的事我能做得更好，而是我能做你不能做的事。
以太坊智能合約能夠?qū)崿F(xiàn)去中心化資產(chǎn)發(fā)行、資金募集和資產(chǎn)交易，在上一輪 ICO 浪潮中，ETH 被當作主要的貨幣和價值存儲使用，對 ETH 的需求暴漲，也推動其市值最高達到 BTC 的 60%。當然，ICO 存在嚴重的信息不對稱，不可避免地產(chǎn)生普遍的反向選擇和道德風(fēng)險問題，泡沫破裂是必然結(jié)果。高度可編程的加密貨幣則具有無窮的創(chuàng)新空間，DeFi 的興起將是以太坊對比特幣的新一輪挑戰(zhàn)?？上?ETH 的價值捕獲機制不健全，如果早幾年實施 EIP1559，ETH 應(yīng)該已經(jīng)進入通縮階段，DeFi 熱潮很可能推動其市值超越 BTC。
加密資產(chǎn)市場有兩大投資主題：健全貨幣和 Web3.0。健全貨幣是去中心化的、超主權(quán)的加密貨幣，以比特幣為代表。Web3.0 是應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，重構(gòu)社會生產(chǎn)關(guān)系，代表項目是以太坊。我認為健全貨幣和 Web3.0 兩大投資主題可以兼得，即去中心化的、高度可編程的區(qū)塊鏈平臺，既能支持 Web3.0，其原生加密資產(chǎn)同時具備健全貨幣的性質(zhì)，就可以魚與熊掌兼得，成為未來的加密貨幣之王。新王者應(yīng)該具備以下性質(zhì)：高度去中心化（隱含了超主權(quán)）、用途廣泛、共識協(xié)議外部性低、稀缺性好，高度可編程、合規(guī)。
鑒于以太坊 1.0 的擴展性問題，即便登上王位也難以持久。哪個項目才是區(qū)塊鏈 3.0 的代表？以太坊 2.0、Polkadot、Cosmos 和阿維協(xié)議都是有力競爭者。阿維協(xié)議也具備成為加密貨幣之王的潛質(zhì)：
去中心化程度高，網(wǎng)絡(luò)不會被個人、機構(gòu)或政府控制；
用途廣泛，作為 Web3.0 全棧協(xié)議，是各類去中心化應(yīng)用創(chuàng)新的理想平臺；
PoA 共識不會大量額外消耗電力，詳細討論見下一章；
阿維協(xié)議原生通證 AR 的增發(fā)率低，稀缺性好，詳細討論見下一章；
高度可編程，智能合約圖靈完備。DApp 和智能合約均采用 Javascript 等成熟 Web 技術(shù)，有利于形成廣泛多樣的開發(fā)者社區(qū)；
阿維非常類似于以太坊，在主網(wǎng)上線前進行 ICO。主網(wǎng)上線后分發(fā)了功能性通證。ETH 的功能是支付以太坊的計算和存儲費用；AR 的功能是支付阿維網(wǎng)絡(luò)的存儲費用。隨著時間推移，AR 被越來越多人使用，持幣也越來越分散，符合大宗（虛擬）商品的法律定義。
阿維經(jīng)濟模型詳解
加密協(xié)議的經(jīng)濟模型就是如何協(xié)調(diào)服務(wù)提供者（礦工）、服務(wù)使用者（用戶）和持幣者之間的利益關(guān)系。礦工為加密協(xié)議網(wǎng)絡(luò)提供計算、帶寬和存儲資源，保障協(xié)議安全可用，用戶使用協(xié)議要向礦工付費。礦工的收益分為兩個部分：一是用戶直接支付的交易費；二是協(xié)議向礦工分發(fā)新鑄造的通證，即增發(fā)獎勵。增發(fā)獎勵是全體持幣者按照持幣數(shù)量分攤的鑄幣稅。在幾乎所有加密協(xié)議經(jīng)濟模型中，礦工的主要收益都是增發(fā)獎勵（鑄幣稅）。例如，雖然比特幣已經(jīng)經(jīng)過三次增發(fā)獎勵減半，增發(fā)獎勵仍然占礦工總收益的 95%，交易費僅占 5%。這實際上是持幣者對用戶使用協(xié)議進行補貼的機制。
在我研究過的所有加密協(xié)議經(jīng)濟模型中，阿維協(xié)議的經(jīng)濟模型是對持幣者最友好的。在創(chuàng)世區(qū)塊中，協(xié)議生成了 5500 萬個 AR，然后每個區(qū)塊都會增發(fā) AR。增發(fā)量計算公式如下：
其中：
將常量帶入，公式簡化為：
阿維協(xié)議平均 2 分鐘一個區(qū)塊，創(chuàng)世塊之后每個區(qū)塊增發(fā)大約 29 個 AR，增發(fā)量每年減半，一共最多增發(fā) 1100 萬個 AR。也就是說，阿維主網(wǎng)上線 2018 年 6 月后的每一年，都會挖出剩余 AR 的一半，即第一年挖出 550 萬個 AR，第二年挖 275 個，第三年挖 137.5 萬個 ...（阿維主網(wǎng)于 2018 年 6 月上線，出塊獎勵發(fā)放有兩多月的滯后）。
在本文寫作之時，阿維網(wǎng)絡(luò)正面臨第二次減半（預(yù)計為 2020 年 9 月 10 號左右）。二次減半后一年（即第三年）的增發(fā)率是 137.5/（5500+550+275）= 2.17%。到第四年，AR 的增發(fā)率將低于同期的比特幣。
另外一個稀缺性指標可能更具說法力，待開采率 = 未開采量 / 總量。目前未開采的 AR 只剩大約 198 萬個，待開采率為 3%。作為對照，目前還有大約 255 萬個 BTC 未被采出，待開采率為 12%?？梢?AR 增發(fā)量少，增發(fā)速度衰減快，具有健全貨幣高度稀缺的典型特征。
但是請讀者注意，根據(jù)阿維團隊提供的數(shù)字，目前 AR 的流通量約為 3800 萬個，這意味著有大約 2600 萬個 AR 處于非流通狀態(tài)。我不清楚這部分通證的所有權(quán)構(gòu)成和解鎖計劃，只能推測其屬于早期投資者、團隊和基金會。如果有人了解這方面的情況，請告知作者，不勝感激。
阿維經(jīng)濟模型的原則可以大致概括為：用戶為存儲服務(wù)支付足夠的費用；礦工的收益超過成本，維持基本的大致固定的利潤率；持幣者獲得 AR 通證增值的幾乎全部收益。按照 AR 此前長期盤整的幣價 4 美元計算，今年阿維礦工從增發(fā)獲得收益為550 萬美元，這些收益將由全球數(shù)百個礦工節(jié)點分享。與此相比，比特幣礦工每天獲得的增發(fā)收益高達 1000 萬美元以上，每年超過 36 億美元。
阿維 PoW（作為 PoA 訪問證明的一部分）采用RandomX 算法[24]。RandomX 是一種 CPU 友好的算法，需要大量內(nèi)存執(zhí)行，專用硬件的優(yōu)勢很小。繼阿維協(xié)議之后，門羅幣于 2019 年 11 月將 PoW 算法升級為RandomX [25]，作為對ASIC 挖礦的最新（也許是最后）的抵抗。鑒于阿維挖礦不是單純的算力競爭，而且挖礦的總體收益有限，阿維很可能不會形成專門的挖礦產(chǎn)業(yè)鏈，而是保持全球幾百個挖礦節(jié)點（有些節(jié)點會成為礦池）和較高的復(fù)制率水平，網(wǎng)絡(luò)電力消耗不高。主流挖礦硬件很可能不是 ASIC 礦機，而是普通商用計算機。
當然，不排除在 AR 熱度提高后，有人會推銷阿維礦機。那時候你應(yīng)該了解，購買阿維礦機幾乎不可能帶來像樣的回報。長遠看來，阿維可能成為 Web3.0去中心化 CDN 網(wǎng)絡(luò)，屆時面向企業(yè)的 CDN 服務(wù)才是阿維礦工的核心商業(yè)模式。
阿維與加密資產(chǎn)投資
從 2013 年初開始投資比特幣，從此后的 7 年多時間里，我聽許多人談起過，如何得知比特幣、對比特幣的第一印象、如何與巨額財富擦肩而過等等。有個一直困擾我的問題是：是什么決定了我們當時對比特幣的看法？大多數(shù)人渾不在意，部分人認定比特幣是披著高科技外衣的資金盤，少數(shù)人出于各種不同的心理投資比特幣或者開始挖礦，其中又有極少數(shù)堅持下來，被比特幣改變了命運。
這極少數(shù)的人常被當作預(yù)見了未來的天才。但是要知道任何一項新奇的事務(wù)，都有一群早期參與者，但在無數(shù)的新奇事務(wù)中，對社會產(chǎn)生廣泛影響的寥寥無幾。與其把早期參與比特幣而一躍成為大佬的人視為天才，倒不如說他們是幸運兒。但問題是，這樣的鴻運是否以大致相等的概率隨機地降臨到每個人頭上？以我這些年對這個問題的思考，可能也不盡然。
對大多數(shù)人來說，加密資產(chǎn)市場最多算是賭場。在牛市中賺取的幾倍或更高的收益，很容易就在熊市里悉數(shù)交還給市場，甚至還要賠上本金。根本原因在于，加密協(xié)議的失敗率非常高。直接的證據(jù)是，五年前還位列市值榜前十的加密貨幣 [26]，到今天大部分已經(jīng)歸零或者接近歸零。
加密協(xié)議不是解決一切問題的萬能良方?，F(xiàn)在市場上數(shù)以千計的加密協(xié)議，試圖建立各種無信任的互聯(lián)網(wǎng)平臺。但是在五到十年之后，會有相當大一部分加密協(xié)議的出發(fā)點被證明是錯的，也就是加密協(xié)議不適用于這些領(lǐng)域。而在那些適用的領(lǐng)域，由于加密協(xié)議具有網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)、沒有地域限制能夠服務(wù)全球用戶，在同一領(lǐng)域內(nèi)獲得成功的加密協(xié)議數(shù)量應(yīng)該是屈指可數(shù)。因此在五到十年的時間里，現(xiàn)有市場上的數(shù)千種加密資產(chǎn)，絕大多數(shù)都會歸零或者接近歸零。
理性的投資者為什么甘愿冒著歸零風(fēng)險投資加密資產(chǎn)？在 2014 年中，比特幣正處于上一輪熊市的低谷，美國司法官辦公室分四次公開拍賣 10 萬枚比特幣。硅谷著名的風(fēng)險投資家、德豐杰投資的掌門人Tim Draper 拍下來其中的大部分。拍賣結(jié)束后，Tim Draper 接受媒體采訪解釋了他買入比特幣的邏輯。他說比特幣很有可能會歸零，但也有一定概率漲上百倍，所以是一項很好的投資。假定在他買入開始的五年以后，比特幣 80% 概率歸零，20% 的概率漲了 100 倍。那么這項投資的期望收益率是每年 82%，顯然高于長期國債的無風(fēng)險收益率。
我看到了拍賣的新聞，也聽到了 Tim Draper 對他投資邏輯的解讀。我認同他的邏輯，所以又用一筆能虧得起的資金，加倉了比特幣。事實證明，這個投資邏輯是成立的。
在加密資產(chǎn)市場大獲成功的人都是樂觀的、關(guān)注大問題的長期主義者。所謂大問題就是影響互聯(lián)網(wǎng)乃至人類社會發(fā)展的基本問題。在 2011 年、2013 年甚至 2015 年，你都可以列出比特幣將會失敗的上百條理由，這些理由也都站得住腳。但是如果你關(guān)注以下幾個大問題（或者其中之一）——互聯(lián)網(wǎng)需要原生的、不依賴特定機構(gòu)的價值傳輸；互聯(lián)網(wǎng)平臺和金融中介已經(jīng)攫取了全社會經(jīng)濟活動的大部分利潤；央行不斷增發(fā)貨幣推動經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)無以為繼等等——就會認識到比特幣出現(xiàn)的跨時代意義。而且，一個樂觀主義者，要相信比特幣雖然有上百個理由失敗，但也可能有獲得成功。至于說到長期主義，與關(guān)注大問題本就是一體兩面。如果有人獲得幾倍利潤就清倉了比特幣，很難相信他真的關(guān)注大問題。
永久保存人類的知識和歷史當然是大問題，而且很可能它的重要性對人類無出其右。畢竟現(xiàn)代人就智力和體能而言，跟幾萬年前的智人祖先沒什么不同。我們過著與先人截然不同的生活，唯一的原因就是我們繼承并利用了人類在數(shù)萬年的歷史中沉淀的知識和經(jīng)驗。
對于托勒密王朝的統(tǒng)治者來說，亞歷山大圖書館也許只是國家富饒的點綴。但是對于后世人，亞歷山大圖書館遠比托勒密王朝要重要得多。雖然凱撒被歷史學(xué)家蒙森稱為：羅馬帝國唯一的創(chuàng)造性天才。但是凱撒的千秋功業(yè)，也彌補不了燒毀亞歷山大圖書館的過失。今天的科技是否已經(jīng)發(fā)展到了臨界點，世界可以不再依賴個人、機構(gòu)或者國家，無論他們?nèi)绾螐姶螅瑏碛谰玫乇４嫒祟惖闹R和歷史？如果在這一代人實現(xiàn)這個曠古未有的偉大成就，能參與其中的我們將是何其幸運！
所以阿維并不是 Filecoin/IPFS 的替代品或者競爭對手。Filecoin/IPFS 的目標是顛覆中心化云服務(wù)廠商對存儲市場的壟斷，這當然是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的重要問題，但是與阿維的目標相比，還遠遠算不上是「大問題」。當我讀完阿維黃皮書，一瞬間仿佛時空穿梭回到初識比特幣的時候。這一次，奇跡還會上演嗎？
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