去中心化云服务进化史：从DFINITY IC到Arweave AO-H5资源网

来源：PermaDAO

去中心化云服务一直被认为是区块链最重要落地应用之一，Web3 + 云服务不仅是非常好的叙事方向，而且非常容易结合 AI 的叙事来进一步提升想象空间。DFINITY IC 在云服务这种纯异步环境做计算的即时共识存在较大的技术挑战。Arweave AO 打破了区块链的桎梏，不处理计算本身和共识的达成，而是通过经济模型和懒验证的方式来保证计算结果的正确性，可以说另辟蹊径。

基本介绍

云是一种可抽象、汇集和共享整个网络中的可扩展资源的 IT 环境，这里的资源包括计算、存储、网络带宽等，主要的技术特点包括虚拟化技术，分布式资源管理技术以及并行执行技术，相比于传统基于物理机的 IT 环境，云的成本更低，扩展性更好，且更易于管理。

云服务、云计算、云存储、都是基于云这个概念衍生出的子概念，云计算是指通过云提供计算服务，云存储是指通过云提供存储服务，云服务则是指通过云提供各种 IT 服务，当然也包括了计算服务和存储服务。特别的，在很多地方会把云计算与云服务划为等号，但在本文还是作了区分。

当前云服务市场主要由几个云服务巨头垄断，例如国外的 Amazon Web Services（AWS）， Google Cloud Platform（GCP），Microsoft Azure 占据了全球超六成云服务市场，而国内的阿里云，腾讯云，华为云也占据了国内约六成云服务市场，可以说马太效应明显。

而去中心化云服务则是基于区块链技术对当前云服务模式的颠覆，依赖市场力量来决定计算能力、存储空间和带宽的价值与分配，不仅实现了更有效和更直接的资源分配，更重要的是打破了云服务巨头垄断的局面。因为所有底层资源都是用户提供的，一旦一个去中心化云服务网络的经济结构不再适用，用户可以选择退出网络或加入其他去中心化云服务的网络，这限制了去中心化云服务网络服务商“作恶”的空间。

去中心化云服务发展之路

这里没有提到去中心化计算，因为笔者认为去中心化计算是一个伪命题，首先区块链的智能合约本身就是负责去中心化计算，其次对于复杂的计算任务，去中心化意味着算力的浪费，不必为了去中心化而去中心化，可验证的分布式计算或许是更好的选择，这一点笔者会在后面说明。

相比于瞬时态的计算，持久态的存储显然是去中心化极佳的应用场景，可以让数据在去中心化网络中存储、分发，不可篡改、抗审查。事实上，去中心化存储已经成为区块链非金融场景最成功的应用之一。

2014 年，Protocol Labs 提出 IPFS，IPFS 全称为 InterPlanetary File System，翻译过来的意思是“星际文件系统”，如同它的名字，IPFS 也打开了去中心化存储的星际之门。IPFS 实现了基于内容的文件寻址，相同的文件都不会重复存储，大大节省了存储空间，并且基于 P2P 网络，可以并发从多个节点下载数据，从而大大降低了带宽成本，成为了一众去中心化存储项目的底层协议，其中最为代表性的是 Filecoin。

2017 年 7 月，开发了 IPFS 的 Protocol Labs 宣布成立 Filecoin 项目，Filecoin 是一个在 IPFS 网络之上的激励应用层及区块链公链系统，采用混合共识机制：以预期共识（Expected Consensus，EC）为主，时空证明（Proof of Spacetime，PoSt）及复制证明（Proof of Replication，PoRep）为辅。Filecoin 的愿景是激励全球大量节点为用户提供存储和检索服务，推动 IPFS 文件存储传输协议的广泛使用。

2017 年 7 月，Stroj Labs 创立了 Storj，与 Filecoin 几乎是同一时期，Storj 主打企业级的存储服务，模式更偏向商业化，直接对标 AWS 的 S3 服务，但其架构却是伪去中心化。尽管其于 2018 开始发币，但其元数据的管理，出块、奖励和惩罚都是通过卫星节点完成，而卫星节点目前只由项目方维护，虽然在未来规划中有提到卫星节点的去中心化，但目前来看难度较大，所以现状仍是披着区块链外衣的传统存储。

2018 年 6 月，Arweave 主网上线。Arweave 不是基于 IPFS 的激励层，而是将数据存储与激励融合在一起，侧重于实现数据的永久存储和访问。Arweave 不要求矿工保存所有的区块记录，而是通过随机访问的简洁证明（SPoRA）鼓励矿工尽可能多地保存区块，尤其是保存冗余度较少的区块，因为这么做的矿工有更大概率获得挖矿奖励。可以说 Arweave 通过博弈的方式，保证数据被尽可能多的复制，提升数据存储的可靠性。

2021 年 5 月，DFINITY 基金会开发的互联网计算机（Internet Computer，IC）主网上线，IC 是第一个完整的去中心化云服务，被誉为第三代区块链架构。IC 通过创新的区块链技术，可以提供无限的扩展性和高速的交易处理能力，并且可以处理 HTTP 请求，以支持大规模的去中心化应用，从社交媒体平台、开源项目托管服务到各种企业级应用程序，甚至 AI 大模型。理论上，任何现有的互联网服务都可以在 IC 上被重新构建为去中心化版本。

2022 年 11 月，ChatGPT 的出现标志着强人工智能的里程碑，引发新一轮人工智能热潮，AI 新兴企业如同雨后春笋一样冒出来。伴随着生成式大模型的迭代升级，算力的需求和成本呈指数级的增加，由此诞生了去中心化算力的赛道，致力于用共享算力的方式降低 AI 新兴企业大模型训练成本，削弱云服务巨头利用其主导地位产生的不正当竞争行为。

去中心化算力赛道知名项目有 io.net、Render、Akash、Gensyn 等。虽然他们也可以归类到去中心化云服务，但他们的核心协议在于构建算力市场和激励算力提供者，这一点其实更符合 DePIN（Decentralized Physical Infrastructure Networks，分布式物理基础设施网络）的定义。

2024 年 2 月，Arweave 正式推出超并行计算机 AO，成为继 DFINITY 的 IC 之后第二个完整的去中心化云服务。去中心化云服务的发展之路，未完待续。

Arweave AO：计算和共识分离

DFINITY IC 和 Arweave AO 都是完整的去中心化云服务，两者有极大的相似度。首先功能上都支持大规模互联网服务的去中心化重构以及将 AI 大模型引入区块链的智能合约中运行，其次架构上都是基于 Actor 模型设计的。Actor 是计算机科学中的一种并发计算模型的基本单位，采用 Actor 模型适合于构建高并发、分布式、容错性强的系统，这也是 Arweave AO 名字的由来。

两者的主要区别在数据存储层，执行层和共识层。

数据存储层：DFINITY IC 上的智能合约称为 Canister，Canister 有自己专属的容器（类似 Docker），每个 Canister 的数据都被封装在各自独立的容器中，外界看不到数据的细节，只能通过 Canister 对外提供的接口访问内部数据；Arweave AO 基于 Arweave，数据存储在 Arweave 中，对外是公开的；

执行层：DFINITY IC 的虚拟机是 WASM， Canister 代码会被编译成 WASM 模块以部署在 IC 上运行，只支持 WebAssembly 系统接口等标准；Arweave AO 则更加灵活，只要遵循 AO 协议标准，可以使用任何虚拟机，包括 EVM，WASM、Move VM 等，目前 Arweave 官方构建的 AOS 合约开发语言是 Lua；

共识层：DFINITY IC 的子网内部采用 BFT （Byzantine Fault Tolerance，拜占庭容错）共识的变种，子网之间通过 Chain-Key 技术进行验证；Arweave AO 基于 SCP（Storage-based Consensus Paradigm），是一种基于存储的共识范式，强调共识发生在存储层，使用 Arweave 进行不可变的存储，确保安全性和可验证性。

通过上面的对比可以发现，DFINITY IC 仍然遵循了区块链的标准范式，而 Arweave AO 似乎就没有那么区块链，毕竟连共识机制都没有，那如何保证不同节点对计算结果是一致的呢？

答案是 Arweave AO 不能保证计算结果一致，它的计算结果不产生任何证明（例如默克尔树），但 Arweave 的不可变存储是可验证的，计算和共识分离，这是 Arweave AO 设计最精妙的地方。

Arweave 存储了 AO 以及 AO 上每一个线程的全息数据，任何人可以通过全息数据恢复 AO 和 AO 上的任何一个线程。这其实就是 SCP 的核心思想，即只要存储是不可变的，上面的交易就都是可追溯的，那么无论在何处计算应用程序，都将得到相同的结果。

解决了可验证问题就可以利用 AO 的经济模型促使大家提供正确的计算结果，类似于 Chainlink 节点在 DON 中的保证金机制，节点加入 AO 网络需要先质押 Token，当节点提供正确的计算结果时进行激励，而当节点提供错误的结果时进行罚没。