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

2024-06-02 00:06:35

1、存儲起家，AO 助力 Arweave 重振旗鼓

Arweave 主網在 2018 年 11 月 18 日啓動，五年多的十年裏經歷了 13 次主要升級，業務方向為永久性的去中心化存儲服務。但是當我們觀察網絡數據變化時，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 的存儲業務增幅明顯放緩，存儲數據增量大幅下滑，月度網絡存儲量整體徘徊在 2-4 TiB 之間，最低網絡存儲量是在 6 月，只有 1.43 TiB， 2023 年全年存儲量總計 32.96 TiB，相比之下， 2023 年 Filecoin 網絡存儲量總計超過 1.8 EiB（1 EiB = 1, 048, 576 TiB），可見在去中心化存儲上，Arweave 絲毫無法撼動 Filecoin 的統治地位，業務擴展十分艱難。

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，以一年期為分析周期，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，沒有隨着主網升級和牛市的啓動出現上漲，直到創始人 Sam 於 2 月 14 日公布 Arweave 正式推出 AO。

Arweave 作為存儲協議僅僅只能被看作一個硬盤，只靠一個硬盤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盤，但收效甚微，過於遠離普通用戶的基礎設施，也缺乏市場的關注。於是，Arweave 打造了完美兼容自身硬盤的 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 技術原理和相關生態。

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，進程之間通過开放的消息傳遞層進行協調。

AO 的最核心的特點可以被歸納為兩個：

（1）任意數量的進程並行運行，即對計算能力的無限拓展；

（2）計算結果的可驗證性和可復現性，從而實現最小信任化。

在介紹 AO 如何實現上述功能前，首先了解一下 AO 的基本構成。AO 系統中包含兩類基本單位：進程（Process）和消息（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）和信使單元（MU）。

進程：網絡中的計算單位。進程的狀態可以通過計算單元進行運算得出，同時進程可以接受用戶和來自其他進程的消息。在具體的定義上，$P_i$ 代表第$i ^{th}$個進程。定義 $P_i$ = ($Log_i, Init_i, Env_i$)，其中$Log_i$ 是 $Pi$ 的所有消息的有序序列，$Init_i$ 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，根據消息日志計算狀態。
消息：在 AO 中與進程的每次交互都表示為消息，消息的本質是符合 ANS-104 標准的數據項，消息格式的統一至關重要，整個 AO 的環境通過統一的消息在 Arweave 的去中心化數據層上進行結算處理。
調度單元：調度單元負責為發送給進程的信息分配原子遞增時隙編號（類似於以太坊 nonce），也就是對進程消息進行排序。分配後，調度器需要確保數據上傳到 Arweave，從而永久地供其他人訪問。
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於去中心化計算協議（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，計算單元需要返回計算結果和帶有籤名的狀態證明。用戶如果不信任單個計算單元，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。
信使單元：信使單元負責接收來自客戶端的傳入消息，將這些消息路由到指定的調度單元，然後從計算單元中檢索結果。

AO 實現可驗證的無限計算能力，技術要點主要包括以下幾個方面：

（1）基於存儲的共識範式（SCP）：AO 計算機通過在 Arwearve 中對消息日志的全息態存儲來達成共識，Arweave 被當作一個持續且不可變的日志記錄冊來存儲所有消息日志，確保交互日志永久可用，從而允許任何網絡參與者計算狀態。

（2）僅需要就數據順序和存儲達成共識，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，即讓網絡參與者就账本狀態達成一致，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，限制了網絡的速度和可擴展性。AO 則不需要對狀態達成共識，只需要對交互日志在 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 托管的消息日志中，雖然沒有對狀態達成共識，但每個人原則上都可以通過 Arweave 存儲的數據計算出狀態，如果用戶想要獲取狀態，可以請求計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，只負責完成消息的傳遞、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，就數據順序達成共識，並保證永久不可變的去中心化存儲。AO 根據 Arweave 上的交互日志完成存儲，但不能對 Arweave 的共識進行修改。

（4）基於消息傳遞的並行計算架構：實現並行計算的兩種基本方法為共享內存和消息傳遞，AO 採用了消息傳遞的架構，與之相對的是以 Solana、Sei 等並行區塊鏈使用的共享內存方式。在共享內存方式中，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 僅需要在交互時發送交互信息，不存在需要“鎖競爭”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 的模塊化架構：AO 的模塊化體現在 CU、SU、MU 的分離，用戶可以隨意選擇合適的排序器、消息中繼器、計算單元，甚至系統級的虛擬機也有可以隨意替換，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，保證了計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 驗證籤名後，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，當用戶需要獲得狀態時，會通過 MU 將消息傳遞給 SU，SU 選擇合適的 CU 並將消息交付給 CU，CU 通過 Arweave 上的數據完成狀態計算，將輸出通過 MU 返回給用戶。

1.2 AO 的技術是否具有護城河？

為了探討這一問題，我們將 AO 與兩類相似的項目進行對比：並行性的高性能公鏈（如並行 EVM、Solana 等）以及去中心化計算協議（Akash）。

並行性高性能公鏈與 AO 的對比：

主要的差別在於並行性計算的基本架構的差異，在這裏我們將以太坊作為一個基准對象，能夠更好地說明 AO 的差異性。以 Ethereum 為代表的傳統 EVM 按順序處理交易，一次只能由一個交易修改狀態，整個系統呈現單线性的前進模式。

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訪問和修改相同的數據或狀態，這種衝突通常會導致數據不一致），比如 Sealevel 允許 Solana 同時處理成千上萬的智能合約，每個事務都描述了它將讀取或寫入的狀態，系統通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，同時开展並行執行，但可能導致錯誤，通過跟蹤輸入輸出比對，對數據不一致的地方將重新執行交易；（2）調度和依賴，為減少不必要的重復執行，Monad 會通過靜態代碼分析器預測事務間的依賴關系，即預先識別一些事務之間的可能衝突來優化執行；（3）狀態合並，交易並行執行後，每個交易更新的狀態需要進行合並，保證整個區塊的狀態一致性。

盡管提高了系統效率，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 與並行性公鏈的差異在於：（1）使用消息傳遞而非共享內存的並行計算架構；（2）僅對存儲的數據的順序達成共識，不需要對狀態達成共識。這使得 AO 具有更強的並行可擴展性，調度單元、信使單元和計算單元均可以橫向無限擴展，保證了計算能力的無限擴展。

去中心化計算市場與 AO 的對比：

以 Akash 為代表的網絡提供了一個用於容器托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。相比之下，AO 的計算是可驗證的計算，得益於其全息狀態存儲機制，AO 甚至可以保持傳統智能合約的屬性。AO 確保了交互日志被寫入 Arweave，並具有持久的可用性，狀態可以由任何參與者計算出來，所有人都可以重現這一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）所有交互日志在 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籤名聲明；（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計算能力的無限擴展，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 116 M，每日用戶數量達到在巔峯時期達到 5 K 以上，但近期回落到 1.5 K 附近，其中 AO 網絡的測試代幣（$AOCRED，用於發放給 AO 網絡的建設者）持幣人數也已突破 4100 。

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。

（截止 2024/4/26 的 AO 生態全景圖，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 網絡提供資產跨鏈服務，目前正處於 Beta 階段，僅支持$AR 在 Arweave 和 AO 網絡之間的跨鏈，在 AO 中對應為 Wrapped AR，目前啓動激勵任務，用戶通過完成跨鏈操作等任務賺取$TAOX 測試代幣，可能對應未來正式代幣空投。
0 rbit：AO 網絡的預言機，支持將任意數據通過有效的 URL 帶到 AO 的進程中，用戶通過向 0 rbit 發送消息請求數據， 0 rbit 節點將獲取數據並傳送給用戶的進程。
Arconnect、aoWebWallet：AO 網絡的錢包基礎設施。
Astro：AO 網絡的穩定幣協議， 4 月已上线測試網，目前可以領取測試代幣 tAR，通過 tAR 鑄造穩定幣 USDA。
Permaswap、ArSwap、Bark：AO 網絡中的 DEX。Permaswap 於近日剛剛上线 AO，目前支持 Wrapped AR 和 AOCRED 之間的兌換；ArSwap 和 Bark 上线更早，支持的資產種類更多，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，开放的功能和 UI 基本與 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 網絡的遊戲和元宇宙發行平臺，目前已發行的遊戲是 dumdum，玩家可以通過撫摸自己的 dumdum（一只綠色大象）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：本周剛剛啓動的遊戲和元宇宙發行平臺，在推特中提到的產品特徵包括：類似Web2的遊戲體驗、能夠集成鏈上 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，項目公布之後或將引入 AI 自主代理，通過依賴 LLM 开展預測競賽。
TRUNK、Aetheris：AO 生態的 memecoin。
AOVM：AO 生態的 AI 工具，對終端用戶，可以利用人工智能作為個人助理、市場數據分析等工具，對开發人員，可以作為智能合約开發助手，產品尚未上线。

總體來看，AO 生態還處於非常早期，剛剛進入”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檔上线，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 的存儲業務——外部業務拓展不暢，那么自行搭建的 CPU 將釋放這塊硬盤的潛力。

2、AO 與 AI 賽道有什么關系？

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 研究存在着緊密關系，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消息來實現，該模型中的 Actor 和 AI Agent 十分相似，這也使在 AO 生態托管 AI 模型、建立 AI 應用成為了極具吸引力的方向。那么具體來說，AO 將如何解決賦能 AI？

一句話概括，AO 使得 AI 模型上鏈變得更加可行，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 模型存儲在區塊鏈的智能合約中，並可以通過調用智能合約的方法來使用模型，但是這需要：（1）將 AI 模型和數據存儲在鏈上，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 模型的高性能計算，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，這種單线程的架構顯然無法支持。

因此，目前主要在鏈下執行模型計算，並將結果返回鏈上，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。

相比於傳統區塊鏈（如以太坊），AO 的技術優勢在於：（1）能夠原生地接入 Arweave，AR 提供了存儲層，使得低成本地存儲大規模的數據成為可能；（2）能夠實現可驗證的、無限擴展的並行計算。這使得 AO 能夠解決傳統區塊鏈中模型上鏈的許多問題，比如可以存儲 AI 模型，使得托管大語言模型成為了可能，此外並行計算能力有效緩解了對計算資源的需求，不需要就所有節點重復完成模型計算，減少了計算冗余，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復雜策略，利用 AI 模型操縱金錢是一項敏感的事務，尤其是可信任性尤為重要，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衝基金 Agent、鏈上預測 Agent、高頻交易 Agent 等，目前 DCA 投資 Agent 的產品已經上线，用戶可以設置定投資產種類、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 的智慧去制定投資策略，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蹤，以確定是認真的產品還是噱頭。

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$AO 代幣的發行，代幣上线時間將為北京時間 6 月 13 日。此外與該項目相關的代幣為$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，剩余的 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% ，可以被視為處於全流通狀態。

在代幣使用場景上，$AR 被作為用戶存儲數據的支付媒介，以及礦工進行區塊生產和數據存儲的激勵。Arweave 設有存儲保險基金（Storage Endowment）機制，即用戶繳納的存儲費用不會完全分發給礦工，目前只有 16.67% 會分發給礦工，其余則會自動進入存儲保險基金，因此每當數據被上傳時，Arweave 網絡就會將流通中的相應數量代幣，移至用於支付隨時間而累積的數據存儲費用的基金中（Endowment），這筆基金只有在礦工存儲成本高於新挖礦獎勵+交易費用總和時才會發放，以保證礦工總是有利可圖。但自從 Arweave 誕生以來，沒有人從存儲保險基金中提取出一枚代幣，這也使得存儲保險基金被看作是$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 可以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，$AR 已經兩度試探$ 47 左右的區域，目前價格再次來到這一水平附近。

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並行 EVM、高性能公鏈去中心化存儲和去中心化計算協議。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，公鏈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，主網未上线的狀態，$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。

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，$AO 將以 100% 公平發射，沒有預挖、預售和優先獲取，代幣總量為 21 M，每四年進行一次減半。重要的是代幣獲取的方式：（1）資產橋接至 AO（2）持有$AR（3）參與 AO 生態的建設。目前 AO 的具體代幣模型還未公布，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信問題，即 AO 和 AR 分別維護網絡的計算和存儲功能。

$AO 代幣的消息發布後，$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。

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借技術創新帶來新的驚喜，且相比新發幣的項目來說，這些老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，那么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並行計算能力，為 Arweave 提供了技術護城河，也注入了新的活力和敘事。

從生態發展上看，AO 目前還處於測試網階段，生態建設處於極度早期，AO 真正的計算能力還沒有得到實際的檢驗和發揮。我們預期 AO 生態應誕生一些能夠發揮其存儲、可驗證計算、大規模並行計算等特有技術能力的項目，比如去中心化社交應用（能夠保證社交數據的永久存儲和調用）、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步上漲，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。由於其較為復雜的技術細節，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 的增長潛力。AO 還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，尤其是主網上线後在性能、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。