對話真本聰:區塊鏈計算層Cartesi 和它的二層野心

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對話真本聰:區塊鏈計算層Cartesi 和它的二層野心

2019 年11 月21 日,真本聰、Winkrypto 和Cartesi 聯合舉辦了「對話真本聰」AMA 活動,本次AMA 邀請了Cartesi 聯合創始人Erick,他詳細介紹了Cartesi 的解決方案、創新之處和治理機制等,並對「其他Layer 2 解決方案」和「如何打造殺手級應用」等發表看法。

以下是對Erick 的提問和他的回答,Enjoy it!

Q1:能否簡單介紹一下Cartesi 這個項目?項目願景是什麼,解決什麼問題?

Cartesi 是一個鏈外去中心化的計算平台。它的優越性在於能夠允許去中心化應用在Linux 操作系統上直接運行,而不需要受限於區塊鏈主鏈本身的計算能力上限和(昂貴的)鏈上交易費用。複雜的處理可以在鏈外執行,不受區塊鏈的計算限制和相應的費用。

Cartesi 提供了一個Linux 運行式環境,是唯一一個基於軟件的可驗證的鏈外計算系統,它為開發人員提供了在過去30 年中發展起來的大量軟件程序,使我們今天在Internet 上使用的應用程序成為可能。

Q2:您能否詳細說明提供Linux 及其支持的軟件堆棧的相關性?

所有的應用程序開發都不是自成體系的。當前主流的移動端/桌面端/網頁端的應用程序所依賴的開發工具在Linux 等操作系統上花費了幾十年時間逐漸發展成熟。

Cartesi 將所有軟件程序引進到區塊鏈使得主流開發員能夠便捷開發應用程序。沒有Cartesi,區塊鏈應用程序就不能使用主流的軟件,庫和服務,除非犧牲掉區塊鏈的去中心化的特性。

除了受到開發軟件基礎設施不足的阻礙外,眾所周知DApp 還受到鏈上處理交易能力(TPS)的限制。

因此,它們很難提供有競爭力的主流中心化應用程序的替代方案。DApp 通常難以構建,笨重且不靈活,對開發者和用戶們都很不友好。

Cartesi 解決了這三個問題:

  • 為開發人員提供了完整Linux 操作系統支持的軟件和工具;
  • 擺脫了區塊鏈無法完成的大量數據的繁重計算;
  • 提供服務和代幣經濟,允許用戶安全地依賴網路,不受區塊鏈技術的不便(如確認時間慢、需要保持在線以解決爭議等)

Q3:那您如何看待Cartesi 帶來的新基礎架構對生態系統的影響?

如果沒有Cartesi 為生態系統帶來的基礎設施,很難想像去中心化應用的未來。

Cartesi 的存在是為去中心化應用程序提供基礎架構。在Cartesi 網路的支持下,開發人員更容易開發DApp,並使用戶獲得與互聯網應用程序相當的使用體驗。

同樣,對於主流互聯網開發者開發去中心化應用而言,進入門檻會更加低。

Q4:能否簡單介紹一下您的背景?是怎樣接觸加密資產的,又是在什麼一個機緣下創立Cartesi?

我投身軟件行業已經20 多年的時間。通常作為架構師和團隊領導,收穫了有關軟件最佳實踐和開發過程的豐富經驗。我得到了很多機會為多個特定垂直領域,開發和管理解決方案。

我從2012 年開始諮詢工作,並與我自己的遠程團隊合作創建和維護複雜的適用的系統。其中包括大數據和分析系統,這些系統從成千上萬的移動和基礎設施網路設備中收集和處理數據,包括南美的主要電信公司(例如Oi 和Claro)也使用這些數據來優化其工程和業務KPI。

我在2017 年開始認真研究加密貨幣和區塊鏈。最初參與了一個個人項目,收集和分析加密市場數據,但是後來,當Cartesi 逐漸成型時,我的全部精力和熱情投入了這個項目。

有幸與我在學校時期以來就是好朋友的Diego Nehab 共同開發它,我感到非常榮幸。在與他還有Augusto Teixeira 進行了幾次討論之後,我確定我們正在打造一些非常有意義和有趣的東西。

Q5:你能給我們簡單介紹一下Cartesi 的工作原理嗎? 最好能給我們一些簡單的例子。

區塊鏈的基礎設施在當前且未來仍將不支持我們目前在計算機甚至移動設備上進行的計算(著名的不可能三角理論)。通常,真實商業應用所涉及的計算包括數十億或數萬億邏輯步驟和大量數據,處理量遠遠超過鏈上的承載能力。

我們也看到目前很多以太坊的競爭公鏈提出了鏈上擴容的方案,但是沒有任何公鏈實現了令人信服的效果。

有了Cartesi 的支持,我們可以真正地在Linux 環境中實現計算結果鏈上可確認,並且媲美現實世界計算效率的邏輯運算。DApp 用戶在Cartesi 網路中可以達成鏈下共識,如果有欺詐的一方,Cartesi 網路參與者會在鏈上進行仲裁,識別和懲罰不誠實的參與方。

在極少數情況下,當出現這些爭議仲裁時,區塊鏈能以交互驗證的方式以可忽略的運算量運行原始計算(我們使用類似於Truebit 的驗證遊戲實現)。

這種驗證過程對於主鏈的影響可以忽略不計。此外,Cartesi 並不像其他二層解決方案一定要求DApp 的各參與方同時在線。因此,Cartesi 平台的去中心化是用戶友好型的。

最後,Cartesi 網路和Cartesi 的經濟模型確保了網路的安全性和長期激勵,使得用戶能夠安全,方便的參與到去中心化應用程序中來。

完整的介紹請見文章:https://zhuanlan.zhihu.com/p/68021149

舉個例子,我可以簡要解釋一下我們對第一個DApp 所做的工作。我們目前正在開發完全去中心化的塔防遊戲。

我們選擇使用一種流行的編程語言TypeScript 來編碼遊戲邏輯。實際上,我們可以使用任何語言,框架或庫來開發我們的DApp,而無需犧牲去中心化。

借助Cartesi 的基礎架構,整個遊戲邏輯可在完全可複制的虛擬機(VM)中脫鏈運行。VM 是Cartesi 節點的核心組件。每個玩家都由他們自己運行的節點或信任的人代表。

所有Cartesi 節點都有激勵在鏈下達成誠實的協議。否則,如果存在惡意行為,Cartesi 節點保證任何誠實的玩家都能夠防禦不誠實的對手。

在極少數情況下,糾紛會通過一種稱為「驗證遊戲」(與Truebit 所依賴的平台相同)的交互式解決協議來解決。該驗證遊戲使鏈上計算成本可忽略不計,因為鏈上處理的所有內容都是鏈下完成的原始計算工作量的對數。

此外,爭端很少見,因為從經濟上激勵DApp 參與者以最具擴展性和成本效益的方式與系統進行交互。

Q6:Cartesi 的創新之處是什麼,它經過學術驗證嗎?

Cartesi 帶來的最大創新是能夠使典型的真實世界計算在Linux 環境下鏈下運行的方式,這種方式可以通過區塊鏈進行驗證。

DApp 用戶可以在鏈下達成共識,如果嘗試進行欺詐性計算,Cartesi 會將區塊鏈用作最高法院,以識別和懲罰不誠實的當事方。

Cartesi Core 已由兩位博士研究人員Diego Nehab 和Augusto Teixeira 研究開發,並由Cartesi 的顧問Luiz Henrique de Figueiredo 進行了審查。Cartesi 實際上這是一個學術研究項目,並且我們的技術白皮書也發布了,該白皮書可以在以下位置找到:https://cartesi.io/cartesi_whitepaper.pdf

Q7:Cartesi 的可重現性是什麼?它在Linux 系統和VM 中真的是可重現嗎?

Cartesi 實現了一個模仿RISC-V 體系結構的獨立且確定性的VM。這意味著在給定VM 初始狀態的規範(例如輸入數據和要運行的程序)並考慮給定數量的處理步驟後,VM 狀態以相同的方式精確地前進,而不管託管VM 的系統如何。

RISC-V 是一種開放式指令集體系結構(完全開源),它從頭開始設計以支持現代操作系統。RISC-V 並沒有比智能合約虛擬機複雜許多,它更適合於在OS 之上運行現實中我們接觸的程序。

Linux 內核和幾個Linux 發行版(以及其他OS)已經移植到了RISC-V 上,並且RISC-V 有成熟的編譯器。這是Cartesi 試圖解決的問題的最好匹配:將真實世界的計算能力引入區塊鏈。

關於RISC-V 的簡介:RISC-V 是一種基於精簡指令集計算機(RISC)原理的開源硬件指令集體系結構(ISA)。

該項目於2010 年在加州大學伯克利分校開始,但許多捐助者都是與大學無關的志願者。

Q8:Cartesi 的可驗證性是什麼,它真的安全和值得信任嗎?

Cartesi Core 的可驗證性組件允許以安全且去中心的方式,而且以可忽略不計的成本,裁定這些複雜的計算在區塊鏈上的正確性。

實際上,這意味著在Cartesi 上運行的DApp 的任何誠實參與者都可以向區塊鏈證明他們是正確的,即使所有其他參與者都是惡意的。這就是用戶在需要時可以依靠區塊鏈的強大安全保證的方式。

如上所述,Cartesi 將區塊鏈用作最高法院,以識別和懲罰不誠實的當事方。在極少數情況下,當出現這些爭議解決方案時,區塊鏈將運行交互式爭議解決方案,並讓其運行原始計算的單個步驟,而數據量卻可以忽略不計。

它是安全且值得信賴的。為了更好地理解使Cartesi 安全的關鍵原則,我們建議閱讀我們的文章「 關於Linux和區塊鏈 」或技術文章。我們也很樂意在我們的Discord 頻道上解答所有與安全相關的問題。

Q9:Cartesi 是Layer2,它和其他Layer1 或Layer2 的區別有哪些,為什麼這樣設計?

現在一層(Layer1)擴容方案的解決方式有:

  • DPoS:讓一個小範圍的超級節點去驗證所有交易,節點通過民主投票而選定
  • 分片:將組帳戶共享為不同的「分片」,然後將這些獨立的分片鏈接到主鏈以進行跨分片結算。
  • 各種BFT,PBFT:和POW 相比能夠實現更快的共識,但是只能容納有限的參與者。

所有這些創新都是為了增強區塊鏈的交易處理能力,但是不可避免地,這些交易的最終確定仍需要全局共識,並且當智能合約的計算需求或交互的帳戶數量超過一定閾值時,即使在分片技術上,達成全局共識也將以超線性方式增長,從而使其受到嚴格限製或不可行。

Cartesi 僅嘗試達到相關計算的本地統一,準確的說,只有利益相關方(或者利益相關方選擇的代理人)才需要執行密集的鏈下計算,並交由鏈上合約驗證確保執行結果,從而解決了共識層固有的極端冗餘問題。

儘管如此,這些新的一層解決方案可以集成到Cartesi 中,以結合兩者的優點。

關於Layer2:事實上,二層解決方案被提出用以提高區塊鏈的性能,例如Plasma,狀態通道。

但就其本質講,是讓大量的交易在鏈下進行,並只在需要最終確認的時候,或者在出現爭議的時候提交到鏈上仲裁。這類方案普遍需要區塊鏈能解決任何可能出現的爭議(當Plasma 退出,或者狀態通道被關閉)。

在最壞的情況下,這些方案在通道開啟的時候就會把大量計算傳到主鏈上,從而限制了最大交易體量(計算量),主鏈是無法有效解決這類問題的。

然而Cartesi 可以極大地改善這些技術的缺陷,因為它允許Plasma 或狀態通道更好地利用Cartesi 虛擬機的全部計算能力,並且如果出現分歧,不管合同多麼複雜,主鏈能夠通過Cartesi 的VG 低成本且有效率地解決任何爭議。

Q10:Cartesi 和Truebit 的區別是什麼?

Cartesi 乍一看之下和TrueBit 有些類似,但實際上在設計決策上差別很大。

首先,Trubit 和Cartesi 最大的一個區別是虛擬機。TrueBit 是基於WebAssembly 這個怪獸做的虛擬機,WASM 是W3C Community Group 用於支持高效Web 應用的指令集架構(ISA),而Cartesi 是基於RISC-V 的開放指令集架構,這個指令集是UC Berkeley 設計用於硬件實現的。

TrueBit 的技術專注於提高智能合約的計算能力,智能合約在一個簡單的運行時環境下運行。然而,正如我們之前所說的,我們在Web 或設備上使用的程序不能孤立地存在,因為它們需要由現代操作系統和許多軟件層提供的需要支持。

我們對架構選擇使Cartesi 計算能夠在操作系統中的適當位置上運行。在這種環境下,可以開發更強大的DApp。

Truebit 的另外一個問題是在於他的激勵網路不夠高效;為了保持網路成員的參與積極性,帶有錯誤結果的計算(誘餌)必須被人為的注入到激勵層中去以保持成員的興奮度和參與感,這種低效性激勵是TrueBit 設計中必須存在的部分。

相反的,Cartesi 可以被看作是一種依賴智能合約背書的線下計算形式,所有受此背書影響的參與方都有責任去執行離線計算,還能保證全方位的去中心化和用戶參與的隱私。

Q11:Cartesi 的用例有聚焦在哪個領域嗎?開放式金融,物流與優化,還是遊戲?Cartesi 如何與其他公鏈協同合作創建這些用例?

Cartesi 解決了很多區塊鏈的基礎架構問題,支持DApp 實現前所未有的加速落地。Cartesi 不僅是一項簡單的Layer 2 技術創新,而是一個對任何行業應用的去中心化部署都非常便利且靈活的平台。

Cartesi 的優勢在於任何行業的應用可以便利部署到其平台上成為DApp。

話雖如此,我們的第一個去中心化應用程序將是第一個在Linux 上運行的去中心化式塔防錦標賽遊戲。我們認為,對於DApp 的第一批用戶來說,遊戲是一個簡單的切入點,因為區塊鏈為遊戲行業帶來了許多好處。

對於那些感興趣的人,請查看我們有關區塊鏈遊戲的最新文章: https://medium.com/cartesi/how-to-make-more-impressive-decentralized-games-120636cb5712

除了為去中心化遊戲生態系統提供強大的基礎架構之外,我們還預計到Cartesi 將通過允許使用潛在的複雜金融算法處理大量現實世界金融數據來幫助創建強大的開放金融應用程序。

Cartesi 最初是建立在以太坊之上的,我們的計劃是將來不僅在單一區塊鏈。我們正在尋求與幾個公共區塊鏈建立戰略合作夥伴關係,使我們彼此受益,以迅速提高採用率,並發布社區正在尋找的殺手級DApp。

Q12:PoS 的去中心化成為了大家討論的焦點,Cartesi 如何實現系統的去中心化?

在Cartesi,我們致力於在其他因素上保持去中心化保證。例如,我們不打算通過使用「超級節點」來實現可擴展性,而是希望我們的節點在消費類硬件上運行。

我們獲得可擴展性的方法是通過局部性(如上所述,並非每個人都需要了解系統中的所有內容)。

Q13:Cartesi 的治理機制是什麼?

Cartesi 最初將由基金會和我們的Staking/挖礦池釋放機制管理。隨著Cartesi 網路的流通供應全面生效,在沒有管理實體的情況下,該網路將朝著完全去中心化的方向發展。然後,Cartesi 基金會將僅致力於進一步發展Cartesi 基礎設施。

Q14:你怎麼看待公鏈的競爭,你認為誰是下一代公鏈?

雖然Cartesi 最初是建立在以太坊之上的,但我們的長期目標是與區塊鏈不可知論,因此我們不必擔心最終會哪個區塊鏈會勝利。

我們相信,將來會出現一些占主導地位的公共區塊鏈,但是目前很難說是哪個。

除此之外,與區塊鏈無關的開發人員還可以使開發人員輕鬆地將基於Cartesi 構建的DApp 遷移到他們希望的任何區塊鏈上,從而實現更大的靈活性,並減少對構建平台的依賴。

最後,我們的願景包括使DApp 開發盡可能接近使用Linux 支持的主流軟件棧對常規應用程序進行編碼的經驗-這將彌合當今存在的巨大知識鴻溝與每種新區塊鏈協議的特質。

Q15:項目進展如何,主網和測試網何時啟動,相關計劃是什麼?

Cartesi 團隊現在已經按照技術白皮書中的規定發布和開源Cartesi Core(DAG 功能除外)。有了這個里程碑,我們已經實現了可驗證性,這意味著可以以可忽略的成本,安全且去中心化的方式裁定區塊鏈上的大量計算的正確性。Cartesi Core 在Github 上可以作為開源使用。

在接下來的幾個星期我們將發布我們的第一個DApp– 塔防遊戲比賽。該遊戲展示瞭如何使用Linux 上的常規軟件庫開發完全去中心化的遊戲,這類游戲通常需要數十億條微處理器指令(無法在鏈上運行)。

  • 07/2017 啟動研究
  • 07/2018 Cartesi Core 白皮書
  • 12/2018 完成計算的重現性—可展示的原型演示
  • Q2/2018 完成計算的驗證性—可交互的鏈上爭議解決原型方案
  • Q3/2019 Cartesi 核心以開源的形式釋放
  • Q4/2019 第一個Cartesi DApp—塔防遊戲
  • Q1/2020 Cartesi SDK-安裝工具包,文檔,教學演示
  • Q2/2020 Cartesi 在測試網上挖礦
  • Q3/2020 Cartesi 在主網上挖礦

Q16:你們的增長計劃是什麼?你們如何吸引用戶和開發者?

我們最初的用戶增長計劃依賴於Cartesi 網路及其功能。Cartesi 將運行一個現實世界算力礦場。Cartesi 的挖礦不會浪費電力,而且會幫助引導由Cartesi 本身工作網路製造的糾紛。我們為此保留了專用的代幣開采和權益池。該礦場實現了三個主要目標:

  • 建立一個積極的Cartesi 工作生態,並激勵越來越多的計算機力量參與其中;
  • 向這些礦工公平地分配;
  • 爭端解決協議的持續驗證和Cartesi 網路安全性的逐步提高。

Q17:這似乎是在網路中建立初始吸引力並吸引項目關注的好方法。你認為入職開發人員為Cartesi 創建DApp 怎麼樣?

確實。為了吸引更多的開發人員在Cartesi 上進行開發,團隊也正在努力創建非常簡單的DApp 和教程(第一個將是即將發布的遊戲,Creepts)。

我們的目標是使其與不熟悉區塊鏈的主流開發人員盡可能地保持無縫。我們將舉辦聚會和黑客馬拉松。此外我們堅信我們可以互相幫助,因此我們正在努力與公鏈建立戰略合作夥伴關係。

最後,我們還致力於開展PR 活動,以通過市場營銷活動提高Cartesi 的知名度。

以下為真本聰社群成員對Erick 的自由提問:

Q18:對比Nervos,你們有什麼優勢?

Nervos 是一個底層區塊鏈項目,而Cartesi 是一個Layer 2。我們兩個項目在VM 上均採用RISC-V 架構。Cartesi 可以實現在共識層上(如在Nervos 上)實現其無法實現的出色擴展性。另外,在Cartesi 上,計算吞吐量不受共識機制的能力限制,因此可以運行大量的計算並啟動整個操作系統,例如Linux。

例如,在Nervos 上創建一個利用Linux 及其支持的軟件堆棧的DApp 是不可能的。

Q19:你覺得下一個區塊鏈殺手游戲應用,最重要的特徵是什麼?去中心化的作用有多大?

當開發區塊鏈遊戲與開發非區塊鏈遊戲一樣方便容易時,我認為我們將更更有可能擁有殺手級的遊戲應用程序。這就是我們正在努力做的。此外,我們正在努力實現更高的計算吞吐量,因此遊戲體驗將越來越接近非區塊鏈遊戲提供的體驗。

去中心化有幾個好處:遊戲玩家將擁有資產的真實所有權; 遊戲的存在將超出遊戲開發商/工作室的審查範圍; 玩家將越來越有能力決定遊戲發展的命運。

我在本文中對此進行了詳細說明:https://zhuanlan.zhihu.com/p/91226217

以上便是本次AMA 的所有內容,如果你還有任何其他疑惑和見解,歡迎聯繫我們。同時如果關於AMA 主題有任何推薦請告訴我們,我們下期AMA 不見不散。

原文來自:真本聰

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