下一个ICP？详解去中心化计算机Quilibrium
撰文：LydiaWu
读者应知悉：由于Quilibrium的主网尚未发布，且目前的公开信息较少，本文中关于激励机制、经济模型、融资历史、路线图等的描述仅立足于当下的时间点，实际情况在未来可能发生改变。本文的写作主要出于研究与科普目的，请勿作为投资参考，同时也欢迎同业的批评探讨。
1.报告要点1.1核心投资逻辑Quilibrium试图在传统互联网的计算能力和区块链的去中心化之间找到一个“平衡”，并为此设计了一套独特的去中心化云计算架构Quilibrium构建了一套基于数据库的操作系统，在开发体验上更贴近传统软件，可能将会吸引更多的传统软件开发者，以及方便目前的Web3开发者构建更加复杂的加密应用Quilibrium的设计强调安全和隐私，对于不希望暴露敏感数据，又期望使用加密技术的企业来说具备较大的吸引力；对于个人来说，Farcaster的初步破圈也证明了去中心化应用在获取用户以及产生收益方面的长期潜力创始人兼CEOCassieHeart是前Coinbase高级工程师、Farcaster开发者，团队拥有丰富的经验、稳定的交付能力和鲜明的个性1.2主要风险项目处于非常早期的阶段，主网尚未发布，且项目复杂度较高，技术可行性和市场需求的验证尚未完成短期内可能会面临来自知名度更高的ArweaveAO在用户心智和开发者方面的竞争没有固定的通证模型，代币释放速率可能不稳定，对于投资者来说增加了一定风险1.3估值由于Quilibrium尚处于非常早期的阶段，我们暂时无法得出项目的准确估值。但从流通市值和全流通市值来看，相比概念有重合度的其他市场玩家，Quilibrium目前的市值具备一定的吸引力。
2.业务分析Quilibrium自己定位为“去中心化的互联网层协议，提供云计算的便利而不牺牲隐私或可扩展性”，以及“去中心化的PaaS解决方案”。针对这一定位，本部分将围绕以下几个问题对Quilibrium的业务进行阐述。
传统互联网的云计算有什么问题？我们为什么需要（又）一个去中心化的计算机？与目前主流的区块链设计相比，Quilibrium有什么特殊之处？来源：CassieHeart的Farcaster账号2.1业务定位2.1.1从计算谈起
无论在Web2还是Web3，“计算”都是一个至关重要的概念，是应用开发、执行和扩展的动力来源。
在传统互联网架构中，计算任务通常由中心化的服务器完成。云计算的出现提高了计算的可扩展性、可访问性和成本效率，并逐渐取代传统计算成为主流。
从服务内容看，大型云服务商提供的云服务模型通常可以分为基础设施即服务(IaaS),平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)三大类，分别对应不同需求和能力的主体，提供对资源的不同级别的控制能力。一般终端用户比较熟悉的是SaaS。PaaS和IaaS主要面向开发人员。
来源：Lydia@MintVentures来源:S2Lab,Lydia@MintVentures在以太坊等主流区块链中，计算通常由去中心化节点完成。这种方式不依赖中央控制的服务器，每个节点在本地执行计算任务，并通过共识机制确保数据的正确和一致，但去中心化计算的能力和处理速度通常无法与传统云服务相比。
而Quilibrium试图在传统互联网的计算能力和可扩展性，以及区块链的去中心化之间找到一个“平衡”，为应用开发开辟新的可能。
来源:CassieHeart的直播录屏2.1.2计算机系统的中心化问题
对于大部分终端用户来说，计算机的中心化问题并不易于感知。这是因为终端用户直接面对的大多是硬件层面的计算机系统。我们的PC、手机等设备分散在世界各地，并在个人控制下独立运行。这种分布式的物理存在使得计算机系统在硬件层面不一定中心化。
与相对分散的硬件形成对比的是，现有的计算机系统在网络架构和云计算服务层面明显更加中心化——亚马逊AWS,微软Azure,GoogleCloud在2024年一季度的云服务市场份额超过67%，与后来者拉开了显著的差距。
来源：SynergyResearchGroup并且，作为AI浪潮“卖水人”，云服务商强者恒强的趋势似乎还在延续。微软Azure作为OpenAI的独家云服务提供商，近一年来的业绩增速一改往日颓势，呈现出加速增长的态势。在微软2024财年第三财季（即2024自然年一季度）财报中，Azure和其他云服务的收入增长了31%，高于市场预期的增长28.6%。
来源:Microsoft,Lydia@MintVentures除了市场竞争层面的考量，中心化的计算机系统带来的隐私和安全问题也愈发得到关注——几家大型云服务商的每一次宕机都会产生大范围的影响。数据显示，从2010年至2019年间，AWS累计出现过22次突发故障，年均故障次数达2.4次。除了亚马逊自身的电商业务受影响之外，使用AWS的Robinhood、迪士尼、Netflix、任天堂等公司的网络服务也大规模中断。
2.1.3去中心化计算机的提出
在此背景之下，去中心化计算机的必要性被反复提出。由于近年来中心化云服务商越来越多地采用分布式架构，通过在多个地点复制数据和服务来避免单点故障，以及通过边缘存储来提升性能，去中心化计算的叙事重点逐渐转移到数据安全、隐私、可扩展性和成本效益上。
我们首先来辨析几个由不同项目提出来的去中心化计算机的概念，它们的共同特征是希望通过分散数据存储和处理，构建一个全球性的分布式计算平台，支持去中心化应用的开发。
世界计算机(WorldComputer):一般指以太坊，提供一个全球性的智能合约执行环境，其核心功能是去中心化的计算和智能合约的全球统一执行互联网计算机(InternetComputer):一般指由Dfinity基金会开发的ICP，目标是扩展互联网的功能，实现去中心化的应用直接在互联网上运行超并行计算机(HyperParallelComputer):一般指由Arweave提出的AO协议，是一种基于Arweave网络运行的分布式计算系统，特点是高并行性和高容错性值得注意的是，ICP,AO和Quilibrium都不是传统意义上的区块链。它们不依赖线性的区块排列结构，但保持了区块链的核心原理如去中心化、数据不可篡改等，可以被视为是区块链技术范畴的自然扩展。虽然ICP至今未能将其宏图伟业落实，但AO和Quilibrium的出现确实带来了一种影响Web3未来的新可能性。
下表对比了三者的技术特点和应用方向，以期帮助读者理解“Quilibrium是否会重蹈ICP覆辙”，以及同样作为去中心化计算的前沿解决方案，Quilibrium和被称为“以太坊杀手”的AO有什么区别。
2.2共识机制在传统区块链中，共识机制处于一个较为抽象和核心的层面，它定义了网络如何达成一致、如何处理和验证交易以及其他操作。不同的共识机制选择将影响网络的安全性、速度、扩展性和去中心化程度等。
Quilibrium的共识机制被称为“有意义的工作证明”(ProofofMeaningfulWork/PoMW)，矿工被要求完成对网络有实际意义的工作，比如数据存储、数据检索、网络维护等。PoMW共识机制的设计整合了如密码学、多方计算、分布式系统、数据库架构和图论等多个领域，旨在降低对单一资源(如能源或者资本)的依赖，确保网络的去中心化程度，以及在网络规模扩大的同时也能保持安全性和扩展性。
激励机制是确保共识机制能够顺利运行的关键。Quilibrium的激励分配不是静态的，而是会根据网络状态动态调整，以保障激励与需求相匹配。Quilibrium还引入了多重证明机制，允许一个节点验证多个数据片段，在节点和核心资源不足时依然可以维持网络运行。
我们可以用一个简化的公式来理解矿工的最终收益，其中单位奖励会根据网络规模动态调整。
收益=评分×单位奖励
评分的计算基于多种因素，具体公式如下：
其中，各个参数定义如下：
TimeinMeshforTopic:参与时间长、稳定性高，评分越高FirstMessageDeliveriesforTopic:首次传递消息的次数越多，评分越高MeshMessageDeliveryRate/FailuresforTopic:传递率高且失败率低的节点评分更高InvalidMessagesforTopic:传递无效消息的次数越少，评分越高以上四个参数的加权总和将会有一个主题上限(TC)，作用是将该数值限制在一定范围内，从而避免某些参数过大导致的评分不公
Application-SpecificScore:由特定应用定义的评分IPCollocationFactor:来自同一IP地址的节点数越少，评分越高来源:QuilibriumDashboardQuilibrium目前在运行的节点数已经超过6万，实际运行中的节点收益可能会根据每个版本之间参数权重的不同而有所波动。在v1.4.19版本以后，矿工收益可以实时查看，但需要等主网上线后才可以领取。
2.3网络架构Quilibrium的核心业务是去中心化的PaaS解决方案，其网络架构主要由通信、存储、数据查询和管理、操作系统构成。本节将重点介绍其设计方案相对于目前主流区块链的不同之处，对技术细节和实现方式感兴趣的读者可以查阅官方文档和白皮书。
2.3.1通信
作为网络的基础建构，Quilibrium的通信由四部分构成。
a.密钥生成
Quilibrium提出了一种基于图论的PCAS(PlantedCliqueAddressingScheme)密钥生成方式。和传统区块链技术相似，PCAS也使用了非对称加密——每个用户拥有一个公钥和一个私钥，公钥可以公开，用于加密信息或验证签名；私钥则保密，用于解密信息或生成签名。两者的区别主要在于密钥的生成方式、表现形式以及应用方向上（见下表）。
b.端到端加密
端到端加密(E2EE)是确保节点之间通信安全的关键组件，只有通信双方可以看到明文数据，即使是帮助传递信息的系统或中介也无法读取信息内容。
Quilibrium采用了一种名为Triple-Ratchet的端到端加密方法，相比传统的ECDH方案提供了更高的安全性。具体来说，传统方案通常使用单一的静态密钥，或定期更新密钥，而Triple-Ratchet协议会在每次通信后都更新密钥，从而实现前向保密、泄露后保密、可否任性、重播保护、无序消息传递等功能。这种方案特别适合群组通信，但相对而言复杂性和计算成本也较高。
c.混合网路由
混合网络(Mixnets)是一个黑盒子，可以接收发送者的信息，并将它们传递给接收者，而外部攻击者即使能访问到黑盒子外的信息，也无法将发送者和接收者关联起来。
Quilibrium采用了RPM(RandomPermutationMatrix)技术，提供了一个在结构上复杂且难以被外部及内部攻击者破解的混合网络架构，在匿名性、安全性和可扩展性方面具有优势。
d.点对点通信
GossipSub是一种基于发布/订阅模型的点对点消息传递协议，在区块链技术和去中心化应用(DApps)中应用广泛。Quilibrium的BlossomSub协议是对传统GossipSub协议的一个扩展和改进，目的是提高隐私保护，增强抵抗Sybil攻击的能力，并优化网络性能。
2.3.2存储
大多数传统区块链使用加密哈希函数作为基本的数据完整性验证工具，并依赖于共识机制来确保网络一致性，这样的机制有两个主要的局限性：
通常不包括对存储时间的验证，对于抵御基于时间或计算能力的攻击没有直接的机制
存储和共识机制通常较为分离，可能导致数据同步和一致性上的问题
Quilibrium的存储方案使用了可验证延迟函数(VDF)设计，创建了一个时间依赖性的链式结构，并集成了存储和共识机制。结合下图，可以总结出这种方案的几个特点：
输入处理：通过使用如SHA256和SHAKE128等哈希函数处理输入，任何数据的微小变化都会导致哈希值的显著不同，从而使数据更难被篡改、更易于验证
延迟保证：计算过程被故意设置为耗时的。计算任务必须按顺序执行，每一步都依赖于前一步的结果，无法通过增加计算资源来加速进程，以确保输出是基于连续和确定时间的计算得到的。由于生成过程无法并行化，任何试图重新计算或更改已经公布的VDF结果的行为都需要相当长的时间，这为网络参与者提供了足够的时间来检测和响应
快速验证：验证一个VDF结果所需的时间远少于生成这个结果所需的时间，通常只需要对最终结果进行一些数学检验或者利用一些辅助数据来确认结果的有效性
来源:Quilibrium白皮书这种基于时间证明的链式结构不依赖传统区块链中块的生成，理论上可以减少MEV攻击和抢跑现象。
2.3.3数据查询和管理
传统区块链大多使用简单的键值存储或MerkleTree来管理数据，这种结构在表达复杂关系和支持高级查询方面通常较为受限。并且目前大多数区块链系统在节点执行查询时不提供内置的隐私保护机制，这也是零知识证明等隐私增强技术提出的背景。
Quilibrium提出了一种“无记名超图”(ObliviousHypergraph)构架，结合了超图结构和无记名转移(ObliviousTransfer)技术，可以在保持数据隐私性的同时支持复杂的查询能力。具体来说：
超图结构：允许边连接多个顶点，增强了表达复杂关系的能力。这种结构可以直接映射多种数据库模型，使得任何类型的数据关系都可以在超图上表达和查询
无记名转移技术：即使是处理数据的节点也无法了解正在访问的具体数据内容，增强了数据查询过程中的隐私保护
2.3.4操作系统
操作系统并不是一个区块链原生的概念。大多数传统区块链主要关注共识机制和数据的不变性，通常不提供复杂的操作系统级别功能。比如以太坊虽然支持智能合约，但其操作系统功能相对简单，主要限于交易处理和状态管理。
Quilibrium设计了一种基于其超图数据库的操作系统，并实现了常见的操作系统原语，例如文件系统、调度器、类似IPC的机制、消息队列、控制键管理等，这种直接在数据库上构建操作系统的设计可以为开发复杂的去中心化应用提供支持。
来源:Quilibrium白皮书2.4编程语言Quilibrium的开发使用Go作为主要编程语言，也结合了Rust和JavaScript。Go语言的优势在于其处理并发任务的能力、简洁的语法以及活跃的开发者社区。根据Tiobe发布的编程语言排行榜，Go语言近年来的排名上升明显，在最新的6月榜单中已经位列第7名。同样使用了Go语言做底层开发的区块链项目还有以太坊、Polygon和Cosmos。
来源:Quilibrium来源:Tiobe3.项目情况3.1项目历史和路线图Quilibrium的白皮书发布于2022年12月，其路线图大致分为3个阶段：Dusk,Equinox和EventHorizon。
Quilibrium目前仍处于非常早期的阶段，团队以两周为单位进行网络的更新迭代，目前的最新版本为v1.4.20。由于团队删除了路线图的1.5阶段，网络的1.4版本之后将直接升级到2.0版本。2.0版本也即主网，是Dusk阶段的结尾，预计将在七月下旬正式推出，届时将允许$QUIL的桥接。
根据暂定计划，Equinox和EventHorizon阶段将为流媒体、AI/ML模型训练等更高级的应用提供支持。
3.2团队和融资Quilibrium的创始人/CEO是CassieHeart。在创立Quilibrium之前，她是Coinbase的高级软件工程师，在软件开发和区块链领域拥有超过12年的经验。
由于Cassie对中心化的社交媒体平台持反对态度，她本人以及Quilibrium的项目账号主要活跃于Farcaster。Cassie的Farcaster账号拥有超过31万关注，其中包括以太坊创始人Vitalik。Cassie同时也是Farcaster的开发者。
从Quilibrium的开发者数据面板上看，Quilibrium项目的开发自2023年4月开始，随后一直稳定进行。显示的开发者共有24位，主力是CassieHeart(CassandraHeart)。
来源:QuilibriumQuilibrium的团队尚未公开其融资历史和投资机构。
3.3通证模型分析$QUIL是Quilibrium的原生代币，采用100%公平发射的形式，所有代币产出均来自节点运行。团队本身运营一小部分节点，但拥有的代币占比不到1%。
$QUIL没有固定的通证模型，代币总供应无上限，但是会根据网络采用的速度动态调整——网络规模增加时，会相应释放更多的代币作为节点激励；若规模增长放缓，相应的代币释放速度也会降低。
下表是团队和社区成员对代币释放时间表做出的预测，目前的流通量为3.4亿，预计最终供应量将收敛于20亿左右，具体的释放情况还需视生态发展而定。
来源：@petejcrypto3.4风险Quilibrium现阶段潜在的风险点包括：
项目处于非常早期的阶段，主网尚未发布，且项目复杂度较高，技术可行性和市场需求的验证尚未完成
短期内可能会面临来自知名度更高的ArweaveAO在用户心智和开发者方面的竞争
没有固定的通证模型，代币释放速率可能不稳定，对于投资者来说增加了一定风险
4.估值类公链的基础设施估值本身就是一个非常复杂的过程，涉及TVL、链上活跃地址、dAPP数量、开发者社区等多个维度，而Quilibrium尚处于非常早期的阶段，ArweaveAO的代币$AO也尚未开放交易，因此我们暂时无法得出项目的准确估值。
我们在此列出与Quilibrium具有一定概念重合度的项目流通市值和全流通市值（数据截至2024年6月23日)，供大家参考。
来源：CoinGecko,数据截至2024年6月23日5.参考内容与致谢本文的写作需要感谢海哥(@PleaseCallMeWhy)、蓝哥和Connor的审阅和意见。
https://quilibrium.com/quilibrium.pdf
https://paragraph.xyz/@quilibrium.com
https://dashboard.quilibrium.com/
https://www.youtube.com/watch?v=Ye677-FkgXE&ab_channel=CassandraHeart
https://dune.com/cincauhangus/quilibrium
https://source.quilibrium.com/quilibrium/ceremonyclient/-/graphs/main?ref_type=heads
https://www.tiobe.com/tiobe-index/
https://www.blocmates.com/meal-deal-research-reports/quilibrium-crypto-not-blockchain-long-live-the-internet
https://www.statista.com/chart/18819/worldwide-market-share-of-leading-cloud-infrastructure-service-providers/
https://s2-labs.com/admin-tutorials/cloud-service-models/
https://medium.com/@permadao/%E5%8E%BB%E4%B8%AD%E5%BF%83%E5%8C%96%E4%BA%91%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E8%BF%9B%E5%8C%96%E5%8F%B2-%E4%BB%8E-dfinity-ic-%E5%88%B0-arweave-ao-839b09b4f3ff
https://www.microsoft.com/en-us/investor/earnings/FY-2024-Q3/press-release-webcasthttps://x.com/perma_daoCN/status/1798565157435830416
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