Metrics Ventures研發| 發幣在即全面解讀AO技術原理與生態潛力

作者:Charlotte, Kevin; Metrics Ventures

1 儲存起家,AO助力Arweave重振旗鼓

Arweave主網在2018年11月18日啟動,五年多的十年裡經歷了13次主要升級,業務方向為永久性的去中心化儲存服務。但當我們觀察網路數據變化時,發現上述的升級並沒有真正讓Arweave形成護城河,觀察Arweave的業務數據可知:

進入2023年後,Arweave的儲存業務成長明顯放緩,儲存資料增量大幅下滑,每月網路儲存整體徘徊在2-4TiB之間,最低網路儲存量是在6月,只有1.43TiB,2023年全年儲存量總計32.96TiB,相較之下,2023年Filecoin網路儲存量總計超過1.8 EiB(1EiB = 1,048,576 TiB),可見在去中心化儲存上,Arweave絲毫無法撼動Filecoin的統治地位,業務擴展艱難十分。

不僅在同類業務的橫向競爭上難以突破,Arweave所處的賽道——去中心化存儲,與普通散戶來說有一定的距離,普通用戶沒有太強動力使用,也無法快速感知基本面的變化,在新的牛市中,去中心化存儲多多少少乘上了AI/DePIN敘事的東風,但也只是新瓶裝舊酒,沒有獲得太多市場的關注。

這樣的困境同樣反映在幣價上,以一年期為分析週期,在2024年2月以前,AR的價格一直徘徊在6-10刀左右,大幅跑輸BTC,沒有隨著主網升級和牛市的啟動出現上漲,直到創辦人Sam於2月14日公佈Arweave正式推出AO。

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Arweave作為儲存協議僅僅只能被看作一個硬碟,只靠一個硬碟是無法承載更大的敘事和使用場景的,在過去很長的時間中,Arweave寄希望於其他的協議來使用自己這個硬碟,但收效甚微,過於遠離一般用戶的基礎設施,也缺乏市場的關注。於是,Arweave打造了完美相容自身硬碟的CPU——AO,這也使其幣價從$8迅速上漲到接近$50。本文將主要介紹AO技術原理及相關生態。

1.1 AO技術原理:如何實現可驗證的無限計算?

AO是運行在Arweave 上的Actor Oriented(基於角色的)計算機,被設計為一個可以駐留任意數量並行進程的環境,進程之間透過開放的訊息傳遞層進行協調。

AO的最核心的特點可以歸納為兩個:

(1)任意數量的進程並行運行,即計算能力的無限拓展;

(2)計算結果的可驗證性和可複現性,從而實現最小信任化。

在介紹AO如何實現上述功能前,先了解AO的基本構成。 AO系統中包含兩類基本單位:進程(Process)和訊息(Message),以及三類基本單元(也可以看作是三種重要角色):調度單元(SU)、計算單元(CU)和信差單元(MU)。

  • 進程:網路中的計算單位。進程的狀態可以透過計算單元進行運算得出,同時進程可以接受使用者和來自其他進程的訊息。在具體的定義上,$P_i$ 代表第$i ^{th}$個行程。定義$P_i$ = ($Log_i,Init_i,Env_i$),其中$Log_i$ 是$Pi$ 的所有訊息的有序序列,$Init_i$ 是$P_i$ 的初始化數據,$Sched_i$ 是$P_i$ 的調度器,$Env_i$ 是$P_i$ 的計算環境,在給定時間步驟下,$P_i$ 的狀態$S(P_i) = F(Log_i, Env_i)$ ,其中F 是一個函數,由$Env_i$定義,根據訊息日誌計算狀態。

  • 訊息:在AO中與進程的每次互動都表示為訊息,訊息的本質是符合ANS-104標準的資料項,訊息格式的統一至關重要,整個AO的環境透過統一的訊息在Arweave的去中心化資料圖層上進行結算處理。

  • 調度單元:調度單元負責為傳送給進程的資訊分配原子遞增時隙編號(類似以太坊nonce),也就是對進程訊息進行排序。分配後,調度器需要確保資料上傳到Arweave,從而永久地供其他人存取。

  • 計算單元:計算單元是負責計算AO中進程狀態的節點,計算單元之間形成類似去中心化計算協議(Akash)的計算市場,計算單元之間相互競爭,完成計算進程狀態的服務,服務完成後,計算單元需要傳回計算結果和帶有簽名的狀態證明。使用者如果不信任單一計算單元,可以進一步向更多的計算單元發起請求。計算單元需要進行一定的質押,如果提供了錯誤狀態,其質押將會面臨罰沒。

  • 信差單元:信差單元負責接收來自客戶端的傳入訊息,將這些訊息路由到指定的調度單元,然後從計算單元擷取結果。

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AO實現可驗證的無限運算能力,技術要點主要包括以下幾個面向:

(1)基於儲存的共識範式(SCP):AO計算機透過在Arwearve中對訊息日誌的全息態儲存來達成共識,Arweave被當作一個持續且不可變的日誌記錄冊來儲存所有訊息日誌,確保交互日誌永久可用,從而允許任何網路參與者計算狀態。

(2)僅需要就資料順序和儲存達成共識,不需要就狀態達成共識:比特幣和以太坊等區塊鏈採用傳統共識機制,即讓網路參與者就帳本狀態達成一致,所有節點需要驗證並就當前狀態達成共識,這造成了計算資源的浪費,限制了網路的速度和可擴展性。 AO則不需要對狀態達成共識,只需要對交互日誌在Arweave中的順序和存儲達成一致即可,即AO的狀態“全息”地隱含在Arweave託管的消息日誌中,雖然沒有對狀態達成共識,但每個人原則上都可以透過Arweave儲存的資料計算出狀態,如果使用者想要取得狀態,可以請求運算單元完成計算並提供證明。

(3)AR與AO的功能分離:結合上述分析,AR和AO各司其職,AO不解決驗證問題,只負責完成訊息的傳遞、排序和狀態的計算,主要處理計算問題;Arweave負責處理安全性和可驗證性問題,就資料順序達成共識,並保證永久不可變的去中心化儲存。 AO根據Arweave上的互動日誌完成存儲,但不能對Arweave的共識進行修改。

(4)基於訊息傳遞的平行運算架構:實現並行運算的兩種基本方法為共享記憶體和訊息傳遞,AO採用了訊息傳遞的架構,與之相對的是以Solana、Sei等並行區塊鏈使用的共享記憶體方式。在共享記憶體方式中,當一個用戶訪問和修改某些數據時,其他用戶則無法修改,即需要在「鎖定競爭」的過程中相互等待,直到該用戶「解鎖」數據後,其他人才能訪問,因此這種方式的可擴展性存在一定上限。而AO僅需要在互動時發送互動訊息,不存在需要「鎖定競爭」的等待,實現了橫向擴展,這使得其並行可擴展性達到了任意規模。

(5)AO的模組化架構:AO的模組化體現在CU、SU、MU的分離,用戶可以隨意選擇合適的排序器、訊息中繼器、計算單元,甚至系統級的虛擬機器也有可以隨意替換,從而支持多種智能合約系統中的進程引入AO。 CU、SU和MU可以實現橫向擴展,保證了運算能力隨需求的增加。

基於上述分析,AO網絡中的關鍵性流程包括:AO網絡中的交互信息在通過MU驗證簽名後,傳遞給SU,經過SU的排序後上傳到Arweave,並在Arweave上就順序達成共識並存儲,當使用者需要取得狀態時,會透過MU將訊息傳遞給SU,SU選擇適當的CU並將訊息交付給CU,CU透過Arweave上的資料完成狀態計算,將輸出透過MU傳回給使用者。

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1.2 AO的技術是否具有護城河?

為了探討這個問題,我們將AO與兩類相似的項目進行比較:並行性的高效能公鏈(如平行EVM、Solana等)以及去中心化計算協議(Akash)。

並行性高性能公鏈與AO的比較:

主要的差異在於並行性運算的基本架構的差異,在這裡我們將以太坊作為一個基準對象,能夠更好地說明AO的差異性。以Ethereum為代表的傳統EVM依序處理交易,一次只能由一個交易修改狀態,整個系統呈現單線性的前進模式。

並行性的公鏈一般就非衝突或不重疊的事務可以完成並行處理(衝突事務:一般指多個事務試圖同時存取和修改相同的資料或狀態,這種衝突通常會導致資料不一致),例如Sealevel讓Solana 同時處理成千上萬的智慧合約,每個事務都描述了它將讀取或寫入的狀態,系統透過識別不重疊的事務,完成對這些不重疊和不衝突事務的並行執行,並行EVM類似,是對非衝突事務進行並行處理,以Monad為例,其核心過程包括三個:(1)樂觀執行,即樂觀地認為所有事務均為非衝突,同時進行並行執行,但可能導致錯誤,透過追蹤輸入輸出比對,對資料不一致的地方將重新執行交易;(2)調度和依賴,為減少不必要的重複執行,Monad會透過靜態程式碼分析器預測事務間的依賴關係,即預先識別一些事務之間的可能衝突來優化執行;(3)狀態合併,交易並行執行後,每個交易更新的狀態需要合併,確保整個區塊的狀態一致性。

儘管提高了系統效率,但並行性公鏈存在很明顯的擴展瓶頸:只能對非衝突事務進行並行處理,如果涉及到對相同狀態的訪問和修改,依然涉及到”鎖競爭“的問題。 AO與平行性公鏈的差異在於:(1)使用訊息傳遞而非共享記憶體的平行運算架構;(2)僅對儲存的資料的順序達成共識,不需要對狀態達成共識。這使得AO具有更強的平行可擴展性,調度單元、信使單元和計算單元均可橫向無限擴展,保證了運算能力的無限擴展。

去中心化計算市場與AO的比較:

以Akash為代表的網路提供了一個用於容器託管服務的去中心化計算市場,但是犧牲了創建去信任服務的能力,即其計算結果不能實現可驗證和可重現,因此失去了智能合約的能力。相較之下,AO的運算是可驗證的運算,得益於其全像狀態儲存機制,AO甚至可以維持傳統智慧合約的屬性。 AO確保了交互日誌被寫入Arweave,並且具有持久的可用性,狀態可以由任何參與者計算出來,所有人都可以重現此計算過程並驗證其他計算者的正確性。保證可驗證性和去信任服務的措施可以被總結為以下幾個方面:(1)所有交互日誌在Arweave上的全息存儲,使得計算過程可重現;(2)計算單元需要提供關於計算結果的加密簽章聲明;(3)計算單元需要質押,當計算結果出現錯誤時將會面對罰沒。

綜上所述,AO和AR結合的架構既保證了運算能力的無限擴展,又保證了計算的可驗證和最小信任化,相比於現有的相似項目來說具有一定的差異性和護城河。

1.3 AO生態正在蓬勃發展

AO生態還處於非常早期的階段,但正在蓬勃發展。從AOlink的整體數據來看,目前AO網絡處理消息的數量已超過了116M,每日用戶數量達到在巔峰時期達到5K以上,但近期回落到1.5K附近,其中AO網絡的測試代幣($AOCRED ,用於發放給AO網路的建造者)持幣人數也已突破4100。

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AO測試網發布後的三個月內,AO網絡中初步建立起基礎設施和金融系統,包括跨鏈橋、預言機、錢包、AMM、穩定幣協議等,同時遊戲、社交、Memecoin、AI等應用也正在建立中。

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(截止2024/4/26的AO生態全景圖,資料來源:@everPayHQ @ArweaveSCP)

其中的重點協議包括:

  • AOX:AO生態首個跨鏈橋,基於MPC技術為AO網路提供資產跨鏈服務,目前正處於Beta階段,僅支援$AR在Arweave和AO網路之間的跨鏈,在AO中對應為Wrapped AR ,目前啟動激勵任務,用戶透過完成跨鏈操作等任務賺取$TAOX測試代幣,可能對應未來正式代幣空投。

  • 0rbit:AO網路的預言機,支援將任意數據透過有效的URL帶到AO的進程中,用戶透過向0rbit發送訊息請求數據,0rbit節點將獲取數據並傳送給用戶的進程。

  • Arconnect、aoWebWallet:AO網路的錢包基礎設施。

  • Astro:AO網路的穩定幣協議,4月已上線測試網,目前可領取測試代幣tAR,透過tAR鑄造穩定幣USDA。

  • Permaswap、ArSwap、Bark:AO網路中的DEX。 Permaswap於近日剛上線AO,目前支援Wrapped AR和AOCRED之間的兌換;ArSwap和Bark上線更早,支援的資產種類更多,除了AOCRED和Wrapped AR意外,還支持生態內其他的項目或meme代幣。

  • typr:AO生態的Twitter,社交應用,開放的功能和UI基本上與Twitter相同,包括post、長文story和chatroom等,但支持用TRUNK/Wrapped AR/AOCRED/typr測試代幣四種資產打賞。

  • Permaverse:AO網路的遊戲和元宇宙發行平台,目前已發行的遊戲是dumdum,玩家可以透過撫摸自己的dumdum(一隻綠色大象)來獲得積分,對應潛在的空投獎勵,同時也為dumdum搭建了非常簡單的元宇宙環境。

  • AO Games:本週剛啟動的遊戲和元宇宙發行平台,在推特中提到的產品特徵包括:類似Web2的遊戲體驗、能夠整合鏈上AI等。

  • outcome_gg:AO生態的預測市場,預測指標包括AO生態、遊戲、defi、meme、商業和科技等,專案公佈之後或將引入AI自主代理,透過依賴LLM開展預測競賽。

  • TRUNK、Aetheris:AO生態的memecoin。

  • AOVM:AO生態的AI工具,對終端用戶,可以利用人工智慧作為個人助理、市場數據分析等工具,對開發人員,可以作為智能合約開發助手,產品尚未上線。

整體來看,AO生態還處於非常早期,剛進入」打地基「的階段,多數應用還處於白皮書階段,甚至只有推特和網站頁面,沒有具體產品和技術文件上線,AO網絡的技術能力尚未在應用層得到釋放和檢驗。 AO生態的發展也將反哺Arweave的儲存業務-外部業務拓展不暢,那麼自行搭建的CPU將釋放這塊硬碟的潛力。

2 AO與AI賽道有什麼關係?

在AO推出後,Arweave被重新與AI賽道和並行EVM賽道中的項目進行比較,在前文我們已經介紹了AO與並行EVM的區別,本部分講對AO在AI賽道中的位置進行簡要分析。

AO本身採用了Actor模型進行設計,而Actor模型本身與AI研究存在著緊密關係,其核心思想是系統的每個組件都可以是一個獨立的、自主的代理,當需要交互時通過發送訊息來實現,此模型中的Actor和AI Agent十分相似,這也使在AO生態託管AI模型、建立AI應用成為了極具吸引力的方向。那麼具體來說,AO將如何解決賦能AI?

一句話概括,AO使得AI模型上鍊變得更加可行,能夠實現AI模型可驗證性的計算,從而促進AI模型集成智能合約,並拓展AI在Crypto世界的使用。

首先,模型上鏈指將ML模型儲存在區塊鏈的智能合約中,並且可以透過呼叫智能合約的方法來使用模型,但是這需要:(1)將AI模型和資料儲存在鏈上,即在成千上萬個節點中保存完整的模型與所需數據,存儲成本極高,對模型尤其是大語言模型的鏈上存儲是經濟上不可行的;(2)計算資源有限,同時區塊鏈具有較高的延遲和較低的吞吐量,都會限制對AI模型的高效能運算,在鏈上進行AI模型的運算,需要所有節點同時完成計算過程,這種單執行緒的架構顯然無法支援。

因此,目前主要在鏈下執行模型計算,並將結果傳回鏈上,一種折衷方法是使用opml/zkml實現推理結果證明的上鏈,以提高鏈下計算的可驗證性。

相較於傳統區塊鏈(如以太坊),AO的技術優勢在於:(1)能夠原生地接入Arweave,AR提供了儲存層,使得低成本地儲存大規模的資料成為可能;(2)能夠實現可驗證的、無限擴展的平行計算。這使得AO能夠解決傳統區塊鏈中模型上鏈的許多問題,例如可以儲存AI模型,使得託管大語言模型成為了可能,此外並行運算能力有效緩解了對運算資源的需求,不需要就所有節點重複完成模型計算,減少了計算冗餘,提高了計算效率。另外,Arweave中所有數據都可以作為AO計算的輸入,這也大大提高了鏈上模型所能使用的數據,促進鏈上代理或AI應用能夠依賴更多可靠數據完成決策。

AO生態在AI方面的第一個發力點將是AI與金融的結合,提出AgentFi。 AgentFi是指利用AI的推理能力,創建並調整類似於基金經理的複雜策略,利用AI模型操縱金錢是一項敏感的事務,尤其是可信性尤為重要,相比於在其他鏈上引入AgentFi, AO生態率先打通了計算的可驗證性。目前推出的第一個項目為Autonomous Finance,Autonomous Finance希望實現的金融類Agent包括:DCA資產管理Agent、自主平衡的指數基金Agent、具有定制風險策略的自主對沖基金Agent、鏈上預測Agent、高頻交易Agent等,目前DCA投資Agent的產品已經上線,用戶可以設定定投資產種類、滑點範圍、流動性池、定投時間等參數,當然這並沒有實現利用AI的智慧去製定投資策略,更多是停留在了不需要鏈外觸發的合約自動化層面,我們還需要對後續產品的能力進行跟踪,以確定是認真的產品還是噱頭。

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3 相關代幣經濟學與籌碼分析

2024年5月30日,AO宣布即將完成$AO代幣的發行,代幣上線時間將為北京時間6月13日。此外與該專案相關的代幣為$AR,在$AO完成TGE前,$AR依然是炒作的標的之一。

$AR代幣的最大供應量為6600萬枚,初始鑄造了5500萬枚,目前已全部進入市場流通,剩餘的1100萬枚則是作為挖礦獎勵,其中10,744,796枚代幣已經被挖出,目前每個區塊的挖礦獎勵約為0.75$AR,每年還會減半,Arweave每日挖出區塊數約為660個,因此每日總流通的新增$AR數約為500枚,挖礦產生的拋壓很小。目前$AR的流通供應量為65,744,796,解鎖率已高達99.61%,可視為全流通狀態。

在代幣使用場景上,$AR被作為用戶儲存資料的支付媒介,以及礦工進行區塊生產和資料儲存的激勵。 Arweave設有儲存保險基金(Storage Endowment)機制,即用戶繳納的儲存費用不會完全分發給礦工,目前只有16.67%會分發給礦工,其餘則會自動進入儲存保險基金,因此每當資料上傳時,Arweave 網路就會將流通中的相應數量代幣,移至用於支付隨時間而累積的數據存儲費用的基金中(Endowment),這筆基金只有在礦工存儲成本高於新挖礦獎勵+交易費用總和時才會發放,以確保礦工總是有利可圖。但自從Arweave誕生以來,沒有人從存儲保險基金中提取出一枚代幣,這也使得存儲保險基金被看作是$AR的一種燃燒機制,當存儲保險基金的增速大於新增的$ AR時,$AR可被視為進入通縮狀態。

從幣價走勢來看,在AO發布後,$AR價格快速上漲,在一個月的時間內上漲了4倍。在近期短暫的市場走熊過程中,AR的價格逆勢上漲,已接近新高,目前籌碼密集區依然集中在$10左右,另外的籌碼密集區主要在$20-$40附近,$AR已經兩次試探$47左右的區域,目前價格再次來到這一水平附近。

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在估值分析上,目前沒有與Arweave和AO處於完全同類別的項目,具有相似業務的項目包括平行EVM、高效能公鏈去中心化儲存和去中心化運算協議。 Arweave在市值上與高性能公鏈以及Filecoin基本相當,相比於Akash和Sei則較高,但在FDV的對比上,公鍊和存儲項目則遠高於Arweave。因此,考慮到AO生態還處於極度早期,主網未上線的狀態,$AR目前的市值並沒有處於顯著低估的狀態,但是幾乎全流通的狀態減少了代幣發放帶來的稀釋作用,可能在後續面臨的上漲阻力會相對較小。

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與代幣密切相關的還有AO代幣在未來的發行,根據官方消息,$AO將以100%公平發射,沒有預挖、預售和優先獲取,代幣總量為21M,每四年進行一次減半。重要的是代幣取得的方式:(1)資產橋接至AO(2)持有$AR(3)參與AO生態的建設。目前AO的具體代幣模型尚未公佈,根據AO提出者之一outprog在X Space中的回答,AO代幣和AR代幣在職能上將各司其職,AR代幣主要專注於Arweave的存儲功能和共識維護,而AO代幣專注於解決計算和應用之間的通訊問題,即AO和AR分別維護網路的運算和儲存功能。

$AO代幣的消息發布後,$AR短時最大漲幅超過18%,一方面$AR目前是承接這一事件幾乎唯一的標的,另一方面或與持有$AR能獲取$AO代幣的規則有關。將資產橋接到AO(目前$AR基本上是唯一能夠跨鏈到AO網絡的資產)、持有$AR這兩個規則,實際上都在消化這一事件對$AR的拋壓,但需要注意的是,$AR代幣目前承載了市場對計算和存儲的雙重估值,$AO發售即將發售時也需要對$AR進行重新估值,或將稀釋一部分$AR的市值。

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4 小結

雖然市場總說」炒新不炒舊“,因為老舊的敘事往往調動市場新的關注度,但一些老項目正在憑藉技術創新帶來新的驚喜,且相比新發幣的項目來說,這些舊項目的代幣已基本進入全流通階段,解鎖拋盤較小,在熊市充分觸底,那麼這些老項目可能會帶來更大的上漲空間,Arweave就是這種項目的典例。 AO和AR的組合具備可驗證性的無限平行運算能力,為Arweave提供了技術護城河,也注入了新的活力和敘事。

從生態發展來看,AO目前仍處於測試網階段,生態建設處於極度早期,AO真正的運算能力還沒有實際的檢驗與發揮。我們預期AO生態應誕生一些能夠發揮其儲存、可驗證運算、大規模平行運算等特有技術能力的項目,例如去中心化社交應用(能夠保證社交資料的永久儲存和呼叫)、AI基礎設施和應用等。從市場關注度上看,雖然AR的幣價在前段時間一直保持穩定上漲,但在普通用戶之間的討論度並不高,AO測試網也沒有成為」大毛「引起市場關注。由於其較為複雜的技術細節,普通用戶很難認清AO與高性能公鏈、去中心化協議之間的區別,以及AO如何能夠切入AI賽道,因此也沒有充分認識到AO的成長潛力。 AO仍處於協議發展的極度早期,後續發展空間較大,但是如果生態發展不及預期,尤其是主網上線後在性能、用戶體驗上不達預期、沒有跑出足夠有技術能力和出圈的AI項目,將會對$AO的估值大打折扣。

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