web3：可扩展之路的探索

随着加密领域基础设施的逐步完善，目前的叙事由DeFi走向元宇宙，走向web3的星辰大海。不过，如果说DeFi已经有了相对可以支撑的基础设施，而web3和元宇宙则还有很远的距离。

区块链本身的结构无法完全支撑web3的发展，不管是Layer2也好，还是分片也好，目前看，要支撑数百万级别的tps还是存在很多障碍，这也是它自身对安全和分布式追求所决定的。

那么，web3需要什么样的基础设施？它跟区块链有哪些关系？这些都是极其宏大的问题。要回答这些问题，需要我们的实践探索和思维实验，最终会一步步地展现在我们面前。今天我们先从一个点入手，web3下的计算基础设施建设开始，我们之后会逐步介绍更多的web3的发展。

人们为什么喜欢web3？首先什么是web3？社区有人给web3最精简的定义：

Web1:read（可读）

Web2:read+write（可读+可写）

Web3:read+write+own（可读+可写+可有）

虽然这是简而化之的说法，但点到了精髓。web3的重要主题是关于用户的数据所有权，而数据所有权的拥有需要区块链的帮忙，区块链可以实现无须信任、无须许可、用户控制。这就是人们聊到web3时候，无法绕过区块链的原因。如果从历史贡献看，区块链真正开启了web3时代，并形成了web3最重要的基础构建块。

风投公司Kinship Ventures募集7500万美元基金，将投资Web3等新兴领域:金色财经报道，风险投资公司Kinship Ventures正在为旗下首支基金募集7500万美元资金，该基金将专注于投资Web3、早期消费品等新兴领域。

去年4月，Kinship Ventures参投了加密货币支付平台MoonPay的8700万美元融资，但Kinship Ventures未透露具体投资金额。[2023/3/3 12:40:23]

但是，区块链并不是万能的。它也有自身的局限，它天生无法承载高吞吐量。随着智能合约平台的发展，区块链通过L2、侧链、分片以及EVM兼容链等多种方式，推动了dApp的兴起，目前的DeFi和GameFi都实现了一定程度上的落地，有快速的发展，从Aave、Compound、Uniswap、SushiSwap、Perpetual、dydx等，再到Axie等，给人们展示了基于区块链的各种可能性。

但以太坊的费用高昂以及速度缓慢，让人们了解到基于区块链很难满足当前大规模应用的落地，即便是Arbitrum、Optimism以及starware等的推出，也无法做到这一点。这跟区块链自身的内在特点有关系。它为了解决安全和分散化的问题，无法兼顾效率。因为它需要有共识算法、需要有分布式的众多节点参与，它无法像中心化的服务器那样可以高效解决问题。

Polygon首席安全官：Web2安全漏洞频发，Web3公司应为此聘请传统安全专家:9月9日消息，Polygon首席安全官Mudit Gupta敦促Web3公司聘请传统安全专家来结束容易预防的黑客攻击，认为完美的代码和密码学是不够的。

Mudit Gupta在接受采访时表示，最近发生的几起加密攻击最终是Web2安全漏洞的结果，例如私钥管理和网络钓鱼攻击以获取登录信息，而不是设计不良的区块链技术；在不采用标准Web2网络安全实践的情况下获得经过认证的智能合约安全审计并不足以保护协议和用户的钱包不被攻击。（Cointelegraph）[2022/9/9 13:18:56]

那么在这种情况下，Web3是不是无法通过区块链来推进？是不是无法实现由用户拥有数据所有权的web3，无法实现无须许可无须信任的web3？

在这种情况下，人们开始探索各种可能性，在存储、计算以及网络等多个领域进行探索。仅计算领域而言，其中一种思路是分层的链外计算；还有一种思路是，不仅分层，还利用可信硬件的技术以寻求突破。可以说，为了满足Web3的大规模计算需求，开发者们绞尽脑汁去探索各种可能性。

web3下的计算不是中心化的云计算，也不是简单将节点分散化的云计算，更不是昂贵和慢速的计算，web3的计算意味着无须许可、分布式、无须信任、安全、速度快，规模大、费用低，效率高等。

Web3隐私基础设施Socket完成200万美元pre-seed轮融资，IDEO Crypto领投:7月27日消息，Web3 隐私基础设施 Socket 宣布完成 200 万美元 pre-seed 轮融资，IDEO Crypto 领投，ACME、Steel Perlot、CitizenX、LongHash Ventures、k5、OpenSea Ventures、SignalFire、Immersion Partners、Balaji Srinivasan、Theo Marcu、Anthony Ghosn 等参投。Socket 旨在提升加密钱包的安全性，其目标用户和项目主要涉及一些具有社交实用性且依赖社区价值的 Token，比如治理 Token、社交 Token 或 NFT。（福布斯）[2022/7/27 2:41:43]

为了解决以太坊链上计算费用高和速度慢的问题，Truebit协议提出将密集计算的任务放到链下来执行，而将执行结果提交到链上。

Truebit构建了链下的计算市场，让计算任务接单人来执行智能合约的计算任务，由于没有所有节点执行的冗余和达成共识的效率低下，可以节省结算费用，提升速度。为了确保链下计算提交结果的正确性，Truebit引入“可验证的博弈机制”，允许任何第三方对执行结果提出挑战。任何以太坊节点可以进行仲裁，各种角色的参与者会因为其贡献行为而获得奖励，而作恶者将遭受经济惩罚。

Web3出版平台Matters Lab与Mask Network达成合作:官方消息，Web3出版平台Matters Lab与Mask Network达成合作，Travelogers的所有者可以在Twitter上以个人资料图片的形式展示他们的Travelogers NFT。

此前消息，Web3出版平台Matters Lab发行的社交共创型NFT数字头像Traveloggers首批300个盲盒在10分钟内售罄。Matters Lab将在11月12日向Matters.news的社区用户空投另外300个Traveloggers，其余Traveloggers将从11月15日开始在OpenSea上公开发售。[2021/11/12 21:46:39]

随着Web3需求的增加，Truebit的链外计算为以太坊的可扩展之路提供了一条探索的方向。

不过只有链外计算，依然无法满足最高频应用的大规模计算需求，Tea项目（TeaProject）则提出了新的解决方案。它的解决方案跟Akash等分布式云计算市场不太一样，这些云计算市场的项目大多数只是把节点进行更多分散化，处理架构上还是延续了云计算市场的模式。

Tea项目（TeaProject）的想法是既然无法在软件层面实现根本突破，那么是不是可以通过硬件技术来实现突破？

声音 | 以太坊联合创始人Joe Lubin：以太坊可能取代互联网成为web3.0:以太坊联合创始人Joe Lubin近日接受《纽约时报》采访时表示，人们将在区块链网络中对自己的身份有更多的控制权，这将为人们创造更多的财富和更有趣的方式来表达自己。他认为，通过实现这种“主权身份”，区块链技术将引领我们进入一个新时代。此前，他还断言，以太坊和区块链可能会通过分散互联网来彻底改变世界。在他看来，以太坊是web3.0的可行候选者，主要是因为它具有可互操作性，而且本质上是非常分散的。[2018/11/13]

Tea试图用一个根本不同的思路在做这个事情。这也是完全不同的范式。在区块链中，分布式的节点需要通过密码学和共识机制来实现信任，带来高昂费用和较慢的速度。Layer2的方案则是分层，目前看，分层可以缓解拥堵的问题，但依然无法彻底解决问题。基于区块链的分层在完成链外计算之后，依然需要将执行结果提交到链上。

而Tea项目的思路则是通过将分层+可信硬件融合起来，也就是融合了分层和可信硬件的技术。由于有了可信硬件的技术，它无需将计算执行结果提交至链上，可以实现传统App的运行速度。

跟Truebit一样，Tea项目也有分层，它将信任和计算进行解耦，将信任放在Layer1来解决，将计算放到Layer2来承载。这样做目的是，保证了Layer1的可信和无须许可，也解放了大规模计算的任务，从而实现dAPP达到目前web2的App类似的效率。

在Tea中，其一层的区块链也是由节点网络组成，一层节点会收到来自二层的可信硬件提供的PoT，并采用拜占庭共识的算法，以验证这些硬件是否可信。这些节点由于其完成验证任务获得验证的奖励。奖励是TEA代币，它是一种跟计算资源（CPU计算指令数量、网络传输字节、存储大小时长）挂钩的代币，同样数量的TEA代币可以支付相同规模的计算任务。

由于TEA跟计算资源挂钩，因此它不仅是媒介，更是用途代币，无法凭空产生，它会根据对计算资源的需求而增长。计算需求越大，其数量越多。

Tea项目中，还有一种代币为CML，它是一种非同质化的资格代币。只有拥有CML代币的机器才有资格参与计算市场的服务（为了形象，在Tea项目中，也被称为种茶。种茶者称为茶农，也就是提供计算资源的参与者）。有了CML，节点可以进入计算任务市场，可以托管应用，从而获得相应的用途代币TEA。

Tea也是DAO项目，CML也具有治理的功能，拥有CML才有机会参与DAO治理。CML有不同的种类，具有生命周期和信用历史记录。这些可以用来调节供需平衡。后续有机会再详细阐述其经济机制。

信任根的来源

Tea的构想中，跟其他的Layer2分担计算任务不同的是，它试图通过利用可信硬件的解决方案来达成目的。在Tea中，首先会基于波卡的Substrate构建一条区块链，这条链负责对layer2上节点硬件进行安全的认证。L2上的节点硬件上的安全芯片会发出PoT（Proof of Trust），也就是信任证明。这条链对这些节点的可信硬件进行验证，以达成可信的共识。一旦达成共识，就意味着具有可信的执行环境。

在可信的执行环境下，dAPP可以高效执行，环境可信，结果即可信。也就是，其信任根来自于可信硬件，而不是仅靠密码学和共识算法。

可信的执行环境由可信硬件、L1以及可信时间三者来支撑。首先是可信的硬件，这也是当前相对成熟的技术，其中主要包括TPM芯片的技术等，其次是上面说的区块链L1，通过Tea区块链来实现可信硬件的验证；最后是可信时间，在区块链中，对于交易顺序需要达成共识，为了实现这一点，在没有中心化节点的机制下，区块链设计了复杂的共识机制，这导致效率的低下。在这一点上，Tea项目的思路是利用GPS时钟来保证系统内时间的一致性。所有的可信计算硬件除了检查节点上运行的软件，也可以检查GPS硬件，验证GPS时间戳的可信。

Tea是可信计算的市场

在Tea上，它本身是由多个可信硬件组成的网络，这些可信硬件为各种应用提供可信计算，由于可信计算无须像L1一样需要在多个节点达成共识，因此其执行的成本和速度都有很大的提升。

在Tea网络中，L2的节点可以获得来自应用程序支付的计算费用，L1的节点可以获得来自验证可信硬件的服务费用（来自于DAO的区块链增发奖励）。

L1会根据L2可信硬件提供的计算消耗证明来发放TEA奖励，上面也提到，具体的TEA奖励数量跟计算消耗挂钩。

Tea跟传统的云计算市场不一样，它不是中心化托管的计算服务市场，它有无须许可，无须信任的特点；Tea跟Truebit这样的链外计算市场也不一样，它无需将计算执行结果提交到链上。

此外，Tea跟Akash等分布式的云计算市场也不一样，它是由可信硬件网络组成的计算市场，在满足大规模计算需求的同时，还试图实现无须信任和无须许可等特性。

目前类似于Akash的这样的分布式云计算市场越来越多，它类似于云计算市场的uber，将原来的Amazon的中心化云计算市场，变成由众多的节点组成的分布式云计算市场。Tea跟它们有什么不同？Tea是由可信硬件组成的网络，这些可信硬件只是负责计算任务，但对于正在运行什么计算任务是不了解的。这样的处理模式更具安全性以及隐私性。

只有大规模应用实现无障碍运行，才能说是web3时代的到来

目前区块链只能运行一些DeFi或GameFi项目，只有大规模计算得到解决，高频的应用，如游戏、电商、社交网络、人工智能等才能运行。只有到了那个时候，才能算得上是真正的Web3时代。当然，这里的前提是无须信任和许可。

Tea采用的是分层+可信硬件结合的模式，放弃通过分片或Rollups的方法实现扩容的思路，其一层是针对二层硬件可信的验证，在这个基础上，所有大规模计算运行在由可信硬件组成的二层，让应用有机会在确保无须信任的情况下实现可扩展性。一层负责安全验证，二层负责可信计算和执行。

Tea跟之前的扩容思路不同，当然，它最终能否成功，还取决于很多的因素。一是，可信硬件+分层的解决方案本身不会出问题，在逻辑上和过去二十多年的实践是值得尝试和探索的，但是否存在不可知的漏洞，还需要进一步实践；二是，它需要更多开发者参与进来，以构建出开发者生态。开发者们的选择决定了模式的成功与否。

最后，无论是谁，web3基础设施总会向前突破，这个趋势不会停止下来。

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