在我們質疑加密網路技術架構上效能的時候，卻忽略了它在商業模式上實現無限擴充套件的可能。投資機構 Multicoin Capital 為我們分享了 The Graph、Livepeer、Arweave 、Helium 四個專案在無限擴充套件上的探索與嘗試。
原文標題：《無限擴充套件》
撰文：Kyle Samani，Multicoin Capital 管理合夥人
今天，絕大多數的經濟活動是透過公司進行的。公司誕生於 15 世紀，最初的形式是股份公司。從那時起，資本結構、有限責任和其他引數都發生了變化，但公司作為促進經濟活動的渠道的基本前提基本上沒有改變。
2009 年，中本聰 (Satoshi Nakamoto) 發明了一種組織大規模經濟活動的新方法——不需要中央化的公司。在回顧往事時，歷史學家將會相信，比特幣的發明是大規模協調人類行為的最重要突破之一。
比特幣的工作量證明 (POW) 挖掘透過在軟體中編碼一個由所有執行比特幣軟體的參與者執行的激勵系統，令去中心化成為可能。數百萬獨立的、以經濟為動機的參與者響應比特幣軟體中規定的激勵措施。沒有一箇中央機構來協調這種活動——這與優步 (Uber)、愛彼迎 (AirBnB) 或 eBay 不盡相同。
今天，POW 挖礦業的體量——包括幾家數十億美元的公司——證明了這種協調經濟活動的新模式的成功和規模。我們也沒有理由相信我們已經接近這個模型的極限。事實上，正如我在這篇文章中所論述的那樣，我們正處在將這種模式應用於數百個新市場的風口浪尖。
擴充套件 Web2 基礎設施
在過去的 15 年裡，科技行業已經開發了一系列工具和技術，使雲服務能夠規模化，為數十億人服務。然而，擴充套件的過程絕不是簡單的。隨著系統從服務 1,000 個使用者增長到 100 萬個使用者，再到 10 億個使用者，它們被重新架構了數次。這是目前被廣泛接受的最佳實踐，因為在只有 100 萬使用者使用服務的情況下，為 10 億使用者設計一個系統無異於殺雞用牛刀。
許多公司已經構建了一些平臺，可以自動將特定功能從 0 擴充套件到數百萬使用者（不需要應用程式開發人員為之操心）。最早的嘗試之一是馬克·安德森 (Marc Andreessen) 在 2005 年創立的 Ning 公司。Ning "Ning") 的目標是讓開發人員能夠輕鬆地構建可擴充套件到數百萬使用者的社交媒體應用程式。
最近，亞馬遜 (Amazon) 以 AWS Lambda 的形式將自動擴充套件的概念發揮到了極致。在 Lambda 模型中，開發人員不會在他們控制的伺服器上構建和擴充套件應用程式；相反，他們只需編寫執行特定計算、chron 作業和資料庫操作的函式呼叫。Lambda 會根據需要自動擴充套件那些函式呼叫（併為每個函式呼叫向開發人員收費）。這是一種全新的雲應用擴充套件模型，這種新不僅體現在技術上（透過降低開發者的複雜性），同時也為開發者開啟了一種新的業務模型（無需為未利用的伺服器容量付費）。
但是，Lambda 受制於相當多的技術限制，除此之外，它還是一個大體上需要准入許可的系統（而這破壞了跨開發人員的功能可組合性）。
雖然 Lambda 非常棒，但它並沒有完全實現其宣告的「編寫一個函式，即可無限擴充套件」的願景。依然存在很多限制，還有很多事情 Lambda 根本辦不到。
加密經濟的無限擴充套件架構
所有加密網路的基礎都是將激勵（和抑制）編碼到軟體中，以便在缺乏中心化協調實體的情況下，在互不信任的各方之間進行大規模協作。這就是使這些系統信任最小化的原因。
簡而言之，這一框架提出了一種新穎的無限擴充套件功能呼叫的方法：設計一個加密經濟遊戲，以激勵理性的、受經濟驅動的參與者為呼叫這些函式的人執行函式呼叫，從而允許網路的供應端自行組織來滿足需求。
POW 挖礦是這一思想的第一次大規模體現。這可以推廣到所有打算在免許可環境中執行的拜占庭容錯 (BFT) 共識演算法，包括權益證明 (POS) 系統。但是，這個框架不僅對在免許可環境中向總賬簿的末尾新增條目有用。它可以被推廣到支援許多型別的有用函式呼叫。
構建這些自組織系統的挑戰在於設計這樣一個加密經濟遊戲：協議獎勵誠實的參與者，懲罰惡意和懶惰的參與者。
POW 是第一個自組織系統，因為它在設計和實現上是最簡單的經濟遊戲：POW 協議根本不需要為惡意或懶惰的參與者編碼任何懲罰（因為 POW 將這些成本以電力消耗的形式外化到協議之外）。然而，對於其他型別的更有用的函式，驗證誠實行為（獎勵那些參與者）和不誠實行為（懲罰那些參與者）要比驗證 POW 雜湊複雜得多。
如 《Web3 堆疊，2019 年版》 一文中所述，這個範例通常適用於許多鏈下服務（例如 Graph 和 Livepeer）和鏈上協議（例如 Uniswap、Compound 和 Maker）。它也適用於新的共識系統（如 Arweave 和 Helium）。
下面我將重點介紹四個示例：兩個鏈下服務和兩個新的共識層實現。所有這四個示例都是有用的、最可替代的商品服務（而不是僅僅在總賬簿的最後新增條目）。
The Graph 是一個協議，用於索引和查詢來自以太坊 (Ethereum)、IPFS 和其他 Web3 資料來源的資料。假設區塊鏈成為世界基礎設施的關鍵部分，消費者和企業每天將查詢這些系統數萬億次。在 Web2 模型中，構建一個支援這種規模的系統是非常困難的。
傳統上，公司建立中心化的服務，並透過傳統的方式進行擴充套件：僱傭大量程式設計師、開發團隊和管理大量的資料庫。他們會花費數百萬小時來設計和重新設計系統，以最佳化效能和成本。
在 Web3 模型中，The Graph 團隊在構建這樣的加密經濟遊戲：1) 鼓勵獨立、理性的參與者來儲存和索引大量資料集的子集，2) 幫助此服務的使用者確定哪些參與者儲存每個子集，3) 確保這些查詢提供程式返回有效的響應（不返回錯誤的結果），和 4) 促進支付。
雖然在設計這個遊戲時有很多微妙之處，但主要存在兩類問題：1) 如果索引器（執行查詢的人）不能滿足所有需求會發生什麼，2) 如果索引器返回錯誤結果會發生什麼？
在供不應求的情況下，市場參與者——既包括現有索引器，也有局外人——將透過監控區塊鏈上的支付流，實時觀察這一點。那些有多餘資源的人（或者那些可以從致函那裡輕鬆獲取資源的人）將下載並執行 The Graph 軟體，在 The Graph 的智慧合約上註冊以使自己可見，索引需要的資料集，並開始為使用者處理查詢。整個週期將在幾分鐘內完成，並且可以 100% 自動化。
更簡單地說：隨著對查詢服務需求的增長，供應將自組織以滿足該需求。
如果索引器返回錯誤的響應，則會受到嚴重的懲罰。只要任何人——不管是請求查詢的人還是第三方的釣魚者——發現索引器產生了一個無效的結果，她就可以向區塊鏈報告無效響應，而區塊鏈本身將是事實的最終仲裁者。假設索引器撒謊，區塊鏈將削減索引器的質押（以 Graph 代幣形式釋出），並獎勵報告惡意行為的人。此外，The Graph 協議利用了一些新的零知識證明，使得索引器更難說謊。
你可以在 這裡 瞭解更多關於 The Graph 的加密經濟遊戲。
這個模型的美妙之處在於，從邏輯上講，它將提供一個單一的、統一的、文件完備的、全球可訪問的、免許可的、抗審查的 API，每天可以數萬億次查詢網際網路上的所有公共資料集。
這在 Web2 範例中是不可能的。這是無限擴充套件。
接下來讓我們看看 Livepeer。
Livepeer 是一個協議，便於人們以去中心化的方式對流媒體直播影片進行轉碼。
今天，只有為數不多的雲服務供應商——主要是亞馬遜、微軟和谷歌——能夠大規模地轉碼流媒體直播影片。大型雲服務供應商知道，規模較小的供應商在全球範圍內壓根沒有充足的資料中心，也沒有足夠的處理能力來參與角逐大規模的流媒體直播，這使得大型提供商可以對某項商品服務收取過高的費用。
Livepeer 則使得任何擁有影片編碼 / 解碼應用程式特定積體電路 (ASIC) 的人都能對實時流媒體影片進行編碼，並因此獲得報酬。現代顯示卡包含許多不同種類的晶片，包括高並行處理器和專用的影片編碼 / 解碼專用積體電路。因此，所有的計算機都可以為 Livepeer 網路提供轉碼服務。
有許多大型挖礦作業，每個作業都有成千上萬的顯示卡，而且這些裝置在地理上分佈在世界各地。然而，挖礦場只利用了這些顯示卡上的通用處理器；他們沒有使用專用的影片編碼 / 解碼 ASICs。
Livepeer 協議允許 GPU 礦工——他們已經在最大限度地利用資源，並擁有強大的網際網路連線——增加對現有資源的利用。礦工可以在一個單一的顯示卡上同時執行 POW 雜湊和 Livepeer 轉碼，而且效能不會出現任何下降。
Livepeer 協議是促進這種經濟交易的智慧合約。在較高層，它做了以下這些事情：1) 提供了一種讓轉碼器表明其有多餘容量的方式，2) 允許流媒體發現轉碼器，3) 允許流媒體透過取樣（不只是傳送黑色畫素）驗證轉碼器的轉碼是否正確，4) 支援微支付。
這個模型的美妙之處在於它可以無限擴充套件。隨著越來越多的流媒體選擇使用 Livepeer 網路進行程式碼轉換，有過剩產能的經濟動機的參與者將會注意到這一點。他們將下載並安裝 Livepeer 軟體，在 Livepeer 智慧合約上註冊，並開始對影片進行轉碼。你可以在這裡瞭解更多關於 Livepeer 的加密經濟遊戲。
這是無限擴充套件。
接下來，讓我們來看 Arweave。
Arweave 協議定義了一個加密經濟遊戲，以激勵參與者永久儲存資料。與透過智慧合約定義加密經濟遊戲規則的 The Graph 和 livepeer 不同，Arweave 的加密經濟遊戲是透過共識規則執行的。
除了基於雜湊的 POW 之外，Arweave 還要求礦工對 Arweave 資料結構中一個已經存在、隨機選擇的區塊提交訪問證明 (POA)。透過新增這個額外的約束來生成新的區塊，Arweave 礦工必須從雜湊中分配一些稀缺資源，並將其用於永久檔案儲存。你可以在 這裡瞭解更多關於 Arweave 的加密經濟遊戲。
如果外部觀察者注意到區塊時間在增加，而 Arweave 代幣的價格卻沒有相應下降，那就意味著現有的礦工沒有為使用者提供足夠的服務。外部人士可以下載 Arweave 軟體，下載 blockweave，並開始產生收入。
這些自組織系統也以相反的方式工作：如果對服務的需求隨著時間的推移而減少，最終一些服務提供者將虧本經營或停止提供服務。這將反過來提高其餘服務提供商的盈利能力。這種動態模式在比特幣挖礦中已經很明顯了。
最後，讓我們看看 Helium。Helium 尤其有趣，因為它是消費硬體和本地社羣元件。
Helium 代表了一種部署和管理無線網路的全新商業模式。傳統上，像 ATT、Verizon、Vodafone、Orange、中國移動、中國聯通、SK telecom、NTT Docomo 和軟銀 (Softbank) 這樣的電信公司會集中規劃、管理和部署無線網路。他們租地建塔，付人工費，運貨，在產生任何收入之前已經購買了所有的裝置。建設無線網路需要大量的資金，而且速度很慢。
Helium 網路的 V1 不會像手機那樣追求 3G / 4G / 5G。相反，氦網路 v1 提供的是低功耗物聯網裝置，需要長程無線和電池壽命 (以月和年計算，而不是小時或天)。例如環境感測器、摩托車、腳踏車、狗項圈等等。
在 Helium 模式下，消費者購買一個 Helium 熱點，將其連線到家中或小企業的 Wifi 或乙太網，併為附近利用網路的物聯網裝置提供無線覆蓋。然後，這些裝置按資料位元組向熱點所有者付費。
如今美國有 3,000 多個熱點，在全國 10 個最大的都市區均已完全覆蓋。雖然目前網路上還沒有任何有意義的需求（該功能將很快啟用），但這已經相當值得矚目。全國各地成千上萬的人已經基於投機，投資了數百美元來幫助建立網路，因此一個穩健的網路僅用幾個月時間裡就出現了。
Helium 網路是人類歷史上發展最快的無線網路。而這能成為可能，也是因為它的無限擴充套件特性。
這項技術最明顯的應用之一就是幫助寵物狗定位的項圈。如今，這些狗狗項圈是劣質裝置，因為它們構建在高耗能的 3G 網路之上，而且電池壽命只有幾天。誰想要 1) 每隔一天給狗項圈充電，2) 從 Verizon 公司購買每月僅使用幾兆位元組資料的專用資料套餐？
隨著 Helium 網路的成熟和普及，我們希望狗主人們——他們想要確保自家周圍方圓幾里地都能充分覆蓋訊號——能夠同時購買狗項圈和 Helium 熱點。他們不僅會使用自己的熱點，還會從附近的狗主人和使用者那裡獲得收入。你可以在 這裡 瞭解更多關於 Helium 的加密經濟遊戲。
與上面提到的其他網路一樣，出於經濟動機的參與者將自組織來擴充套件網路。例如，滑板車公司可能會與給滑板車充電的人合作，以最大化無線覆蓋。這些開放系統的美妙之處在於，任何人都可以觀察到供需不匹配，並在區域性基礎上進行糾正。
在過去的六個月裡，一群狂熱的超級使用者一次購買了幾十個熱點，並將它們部署到當地的大都會區域。例如，The Foundry Group 的布拉德·菲爾德 (Brad Feld) 正在組織一項公眾專案，在他的家鄉科羅拉多州博爾德部署 Helium 網路。Helium 團隊此前壓根沒想到還可以這麼做，並已正式為那些想要部署數十個熱點的人制定一個資助計劃。
Helium 網路尤其有趣，因為 1) 很多人在參與網路的供應端，2) 這些人的地理分佈，3) 這些人投資於專用硬體（而不只是從亞馬遜租用伺服器）和 4) 在需求獲得瞭解之前，他們就在投資於網路的成功。最終，隨著 Helium 網路的成熟，我們預計需求將推動供應。不過，在過去 6 個月以來看著這個網路的供應方自組織起來，仍然令人感覺難以置信。
挑戰
這種組織經濟活動的新模式並非沒有挑戰。也許最重要的限制是，這個模型不能完全泛化，不能長時間支援（例如無限執行 web 伺服器）永久資料上的任意計算——至少現在還不能。
其中有兩個主要挑戰：1) 資料永續性的問題：如果一臺計算機正在對某段資料進行計算，然後停止響應，另一臺計算機如何獲得最後已知狀態的資料以繼續進行計算，和 2) 驗證問題：請求計算的人如何知道負責執行計算的計算機會執行正確操作。
我樂觀地認為，隨著加密學的發展，這兩個問題都會得到解決。使用更有效的累加器可以解決資料永續性問題，使用更有效的計算完整性證明（它是零知識證明的組成部分）可以解決驗證問題。
在此期間，Livepeer、Arweave 和 Helium 等協議都在各自的驗證遊戲中透過巧妙的取樣形式來處理驗證問題。在 Livepeer 的例子中，驗證者取樣影片幀幾乎是微不足道的（例如，每 1,000 幀中取 1 幀）。在 Arweave 的情況下，訪問證明是透過定義抽樣來實現的（我預計隨著時間推移和 blockweave 的增長，該協議將提高抽樣速率）。至於 Helium，覆蓋證明 (Proof-of-Coverage) 選取的樣本是熱點。
雖然這些基於取樣的驗證遊戲並沒有提供關於正確性的加密保證，但它們仍然將對誠實行為的激勵和對不誠實行為的抑制編入了程式中，因此應該能夠大規模運作（此外，基於取樣的驗證在所有其他系統中都很常見，比如寫入 CD）。
前方的道路
我們正處在自組織系統爆炸的邊緣。到 2020 年，數十個這樣的新系統將在 Web3 堆疊的每一層釋出。
正如馬克·安德森在 2007 年 所寫 的那樣，最大的網際網路平臺將把複雜系統的複雜性抽象出來。Web3 在兩個方面代表了網際網路平臺發展的階梯功能改進：透過在軟體中編碼激勵機制，使無限擴充套件比以往任何時候都更容易；以及透過為數十億人提供免許可、信任最小化、可組合、可互操作、抗審查的服務。
如果你正在構建任何自組織系統來協調經濟活動，無論是作為鏈下服務還是鏈上協議，請聯絡我們。我們樂於對你正在構建的專案有更多瞭解。
感謝 Yaniv Tal、Brandon Ramirez、Doug Petkanics、Sam Williams、Amir Haleem、Alex Pruden 和 Ali Yahya 對本文的反饋。
