从Subspace到Autonomys，解决区块链存储、计算与AI融合的未来方案

文章转载来源： 6block

Subspace：解决 PoC 网络中的 Farmer 困境

Subspace Network 是一个去中心化的 PoC（Proofs-of-Capacity，空间容量证明）网络，通过优化 PoC 算法来解决区块链的“不可能三角”，致力于成长为一条兼顾安全性、可扩展性和去中心化的持续可拓展 TPS 的低能耗存储公链。

与高度依赖计算的传统挖矿方式相比，PoC 共识机制的设计减少了能源消耗，提升了公平性和去中心化程度。然而，过去的 PoC 设计使得 Farmer 倾向于最大化利用存储空间，而非维持链状态和历史记录。例如，以 Filecoin，Chia 为代表的 PoC 网络都更倾向于中心化的集合式挖矿，导致了明显的寡头和垄断效应，从而影响网络的安全性和去中心化。

为解决这一问题，Subspace 引入了历史存储证明（Proofs-of-Storage）机制，Farmer 集体存储区块链的历史记录，每个 Farmer 根据其磁盘空间存储尽可能多的副本。同时将共识与计算分离，使 Farmer 仅负责交易排序，专门的执行节点则负责维护状态和计算交易。这种设计减少了 Farmer 的存储和计算负担，确保历史记录的高效恢复和检索，并通过动态调整的交易费用机制维持网络的经济可持续性。Subspace 在架构方面的优化设计为去中心化应用和存储提供了坚实的基础。

团队

Subspace Labs 是一个国际化的分布式团队，其成员拥有来自 Dapper Labs/Flow、Restream、Protocol Labs、GitHub、Stanford 等的工作经验。

其中，Jeremiah Wagstaff 是 Subspace 的联合创始人，他毕业于美国德克萨斯 A&M 大学。

Nazar Mokrynskyi 是 Restream 首席软件开发工程师、Subspace Labs 协议开发工程师，开源爱好者。此前，他曾创办 Ecoisme 并担任首席技术官。他是许多开源项目的积极贡献者，包括 jQuery、Linux Kernel、HHVM、Polymer、WebComponents.js、UIkit、ownCoud、fabric.js、SimpleImage、HybridAuth、Plupload、PulseAudio、TinyMCE、WebTorrent、Emscripten、lodash、Cerebro、Budgie Desktop、Redux 等。

融资

Subspace Labs 成立于 2018 年，最早由美国国家科学基金会和 Web3 基金会资助；

2021 年，完成了 450 万美元种子轮融资；

2022 年，以 6 亿美元的估值完成了 3290 万美元战略融资，由 Pantera Capital 领投，Coinbase Ventures、Crypto.com、Alameda Research、ConsenSys Mesh、KR1、Hypersphere Ventures、Stratos Technologies、AVG Blockchain Fund、GSR Ventures 和 Eniac Ventures 等多家知名投资机构参投。

https://www.rootdata.com/zh/Projects/detail/Subspace%20Network?k=NDc5Ng%3D%3D

更理想的区块链解决方案：Subspace 解决了哪些问题？

Subspace 协议的设计从根本上解决了区块链行业中的几个重要问题，具有其显著的优势和特点。

消除区块链膨胀

区块链膨胀是指随着时间推移，尤其在扩展的过程中，区块链变得越来越集中化的现象。每个全节点都要存储链的全部交易历史和执行状态，导致存储负担加重。

Subspace 独特地结合了以太坊、Filecoin 和 Chia 的优势，开发了基于存储的共识协议、永久分布式存储服务和可扩展的链下执行框架，从而解决区块链膨胀问题。

解决状态膨胀

状态膨胀是指随着区块链上的状态数据增多，全节点存储需求不断增加。

Subspace 引入了解耦执行框架（Decoupled Execution Framework, DecEx），在此框架下， Farmer 仅确认交易的可用性并提供排序，而由次级网络的质押执行节点执行交易并维护链状态。这种分离允许不同节点类型具有不同的硬件要求，使 Farming 轻量化，并为纵向和横向扩展执行提供了基础。

扩展区块空间

区块链的整体执行吞吐量受限于区块空间带宽，即能够运行代码或存储数据的区块链空间。

Subspace 通过正交执行（Orthogonal Execution, OE）实现最佳扩展性。OE 首先水平扩展基础数据可用性层的区块空间，然后垂直扩展每个域的交易吞吐量。这种方法结合了斯坦福大学 Tse 实验室的一些想法，包括用于垂直扩展的 Prism 协议、用于水平扩展的 Free2Shard 协议、用于分布式数据可用性的 Semi-AVID-PR 方案和用于灵活最终性的 Ebb-and-Flow 协议。

调整激励措施以实现最佳可扩展性

Subspace 引入了一种新颖的算法，根据供需变化动态调整区块空间的成本，以在开放环境中经济地保障网络安全。这种调整机制确保了 Farmer（数据存储提供者）和 Operator（算力提供者）的激励相兼容，促进了存储和数据可用性带宽的提供。

Subspace 创造了首个双边区块空间市场：一方面，Farmer 通过存储区块链历史数据提供区块空间带宽；另一方面，dApp 开发者和用户需要区块空间来部署和运行他们的应用程序。Subspace 的市场算法根据实时供需调整 Farmer 获得的区块空间成本。当需求高时，成本上升，激励更多 Farmer 加入；当需求低时，成本下降，防止过度投资存储。这一动态调整过程通过协议规则在链上透明地进行。

详解 Subspace 技术架构

概述

Subspace 是一种模块化区块链网络，分为基础层共识链（核心协议）和几乎无限数量的次级执行链（域）。核心协议负责共识、数据可用性和交易包的结算，而各个域则负责执行操作，支持各种状态转换框架和智能合约执行环境。Subspace 系统包括共识层、域、分布式存储网络、客户端应用程序和开发工具，为未来的去中心化应用和服务提供了开放、可扩展和互操作的区块链基础设施。

https://subnomicon.subspace.network/docs/overview/

1/ 无许可的点对点网络

Subspace 是一个无许可的点对点网络，任何节点都可以作为 Farmer 存储数据和提出新区块，也可以作为 Operator 执行交易。不同角色的节点通过网络进行通信和数据交换，确保了系统的去中心化和数据可用性。

2/ 共识层

共识层是 Subspace 网络的基础，负责在所有节点之间达成共识，确保区块链状态的唯一性和历史数据的不可变性。通过 Dilithium 存储证明协议，共识层保证了数据的可用性，并通过分布式存储网络（DSN）在所有 Farmer 之间分布区块链数据，确保数据的负载均衡、容错性和高效检索。

3/ 解耦执行层

Subspace 网络通过将交易执行分离到独立的域中来实现共识与计算的去耦。这种设计允许执行过程的并行化、优化甚至分片，提高了可扩展性。域由 Operator 运行，他们通过质押硬件和抵押品来执行域内的交易，获得执行费用（类似于以太坊的 Gas 费）。

每个域可以支持任何状态转换框架，且对执行环境保持中立。例如，第一个执行域 Nova 支持运行以太坊智能合约和交易，使得以太坊 dApp 和 DeFi 协议在 Subspace 上运行时具有更高的吞吐量、较低的成本和更好的可扩展性。

4/ 应用层

应用层是 dApp 与区块链交互的接口。dApp 可以发送合约调用，这些调用将在灵活的去耦执行层中执行。开发者可以在不关注底层执行和共识细节的情况下构建和部署应用，从而大大简化了开发过程。

交易流程

1/ 用户提交交易：用户将执行交易直接提交给 Operator。

2/ Operator 预验证和打包：Operator 预验证交易并通过质押选举过程打包成交易包。

3/ Farmer 确认和排序：Farmer 验证选举证明并确保数据可用，将交易包打包成区块，并通过一个基于 PoAS 的安全加密洗牌算法进行确定性排序。这一过程有助于减轻矿工可提取价值（MEV）的影响。

4/ Operator 执行交易： Operator 根据排序执行交易，并生成一个确定性状态承诺（execution receipt）。

5/ Farmer 记录状态：这些状态承诺包含在随后的交易包中，形成由所有 Farmer 跟踪的确定性收据链。

Subspace 的交易执行过程通过解耦执行框架实现了交易处理和状态维护的高效和安全。其独特的设计不仅提高了网络的可扩展性和参与的低门槛，还通过灵活支持多种执行环境，为去中心化应用提供了强大的基础设施。

创新的共识机制

Dilithium 共识的结构、运作及优势

Subspace 网络通过一种名为 Dilithium 的轻量且安全的共识机制驱动。Dilithium 是一种环保、无需许可且公平的共识协议，基于存储区块链历史的存储证明（Proof-of-Archival-Storage, PoAS）机制。

https://subnomicon.subspace.network/docs/decex/overview

Dilithium 的构成

Dilithium 是第二代 PoAS 共识算法，结合了多种先进技术，包括纠删码和 KZG 承诺，用于分布式归档。同时，它还结合了多项技术：

1/ 多项式编码：用于数据存储和验证。

2/ 抗 ASIC 的存储证明：保证了系统的去中心化和公平性。

3/ AES 为基础的时间证明：用于绘制和抽取区块挑战。

这套协议的设计旨在提升 Subspace 网络的安全性和用户体验，并且对固态硬盘（SSD）友好，从而进一步提升了能效和去中心化水平。

Dilithium 的运作方式

Dilithium 共识机制的核心在于三大阶段：归档（Archiving）、绘制（Plotting）和 Farming 。

1/ 归档阶段

在归档阶段，所有节点都会将区块链历史数据准备好用于 Subspace 的绘制协议。这一过程包括：

错误纠正编码：使用 Reed-Solomon 编码，确保即使某些数据块没有被任何 Farmer 存储，也可以通过其他数据块进行恢复。
承诺方案：使用特定类型的多项式承诺，使得 Farmer 在 Farming 阶段更加简便地证明他们存储了某些历史数据。

2/ 绘制阶段

在绘制阶段， Farmer 将创建各自独特的存储图。这个过程分为两步：

选择历史数据块： Farmer 根据确定性的算法选择要存储的区块链历史数据块，确保数据分配均匀，减少数据缺失的可能性。
掩码数据块：通过生成唯一且可验证的掩码数据，保证每个 Farmer 的存储数据都是独特的，防止作弊者共享相同的原始数据。

3/ Farming 阶段

在 Farming 阶段， Farmer 检查存储的区块链历史数据以确定他们是否有资格生成区块。当 Farmer 赢得挑战并生成区块时，需要同时展示原始数据和掩码数据。这些挑战从一个每秒更新的安全随机信标中抽取，信标的随机性由嵌入在区块链历史中的时间证明组件提供。

Dilithium 的优势和特点

Dilithium 作为一种先进的 PoAS 共识机制，具有以下显著优势和特点：

环保节能：基于存储而非计算能力或财富，减少了能源消耗，具有极高的能源效率。
去中心化：利用广泛分布的磁盘空间资源，避免了传统 PoW 机制下的算力集中问题。
高安全性：结合多项技术手段，提升了系统的抗攻击能力和数据存储的可靠性。
公平性：允许普通人通过闲置磁盘空间参与，无需高昂的硬件投资，降低了参与门槛。

Dilithium 共识机制通过更加优化的方式实现了原始白皮书中的构想，为 Subspace 网络带来了更佳的安全性、去中心化和用户友好性。

存储赛道对比分析

Subspace 作为一条 PoC 公链，与其他存储项目如 Spacemesh 和 AO 相比，具有独特的优势和特点。

Subspace 采用模块化和开放的架构，通过存储有用的区块链历史数据和解耦执行模型将共识与交易执行分离。其共识机制允许农民根据存储容量比例获得出块权，具备强大的去中心化能力。Subspace 通过域支持特定应用区块链，解决了数据膨胀问题，确保数据完整性和可用性，同时为去中心化身份（DID）、去中心化自治组织（DAO）和虚拟经济等多种应用提供了广泛的市场潜力。

Spacemesh 采用 PoST 共识机制，主要存储无用数据以验证存储空间承诺。其架构简单，参与门槛低，易于形成矿池。然而，由于存储的数据缺乏实际应用价值，Spacemesh 在去中心化存储市场中的竞争力有限。

AO 建立在 Arweave 之上，采用 Actor Oriented 架构，实现并行计算。其模型支持高并发处理能力，主要用于低信任度的应用场景，如即时通讯（IM）。然而，AO 在确保交易顺序和全局一致性方面面临挑战，其市场应用主要集中在无需强信任的领域。随着技术的进一步发展，AO 可能会在更多应用场景中展现潜力。

从 Subspace 到 Autonomys ：升级与展望

6 月 15 日，Subspace Network 进行了重要的品牌升级，正式更名为 Autonomys Network，这一进展符合其路线图规划的发展进程，是技术和愿景上的全面进化。

https://blog.subspace.network/becoming-autonomys-new-vision-new-ceo-new-mainnet-launch-date-baa8accc1a76

Subspace 最初专注于解决区块链中的“不可能三角”，通过优化 PoC 算法，实现了低能耗、高安全性和可扩展性的去中心化存储公链。随着技术的进步和市场需求的变化，Subspace 开始向更广泛的去中心化 AI（deAI）生态系统发展，整合分布式存储、分布式计算和去中心化应用（dApp）套件，最终形成了新的品牌 Autonomys Network。

Autonomys Network 致力于成为 AI 和 Web3 融合的基础设施层，推动人类与人工智能的协作进入自治时代。新品牌不仅反映了网络的技术进化，还强调了 Autonomys 在去中心化身份（DID）和 AI 代理（AI Agents）方面的创新。

Autonomys 技术架构

1/ 共识机制

Proof-of-Archival-Storage (PoAS)：由社区的 Farmer 通过贡献存储来保障区块链的安全，获得奖励。
Proof-of-Stake (PoS)：节点运营商提供计算能力（执行），并通过权益证明机制赚取奖励。

2/ 分层架构

分布式存储：确保数据完整性和可用性，适用于存储大量 AI 相关数据。
分布式计算：提供可扩展且安全的计算资源，用于 AI 训练和推理。
dApp / 代理层：部署和开发 AI dApp 和代理，集成 Autonomys ID（Auto ID），以实现安全和可验证的交互。

Autonomys Network 解决了区块链和去中心化 AI 领域的多个关键问题。其核心组件 Autonomys ID（Auto ID）提供隐私保护的去中心化身份验证，允许人类和 AI 代理无缝地建立和验证身份。用户无需进行侵入性的生物识别扫描，即可在链上证明自己的人性并创建唯一身份。此外，Auto ID 通过为 AI 代理分配由人类控制的身份，建立了一个信任与责任体系，确保 AI 代理遵循人类定义的安全和伦理边界。

在控制与权限管理方面，用户可以掌控 AI 代理的权限，并在规则框架内进行复杂交易。同时，用户可以认证 AI 生成的内容，确保生成内容的可追溯性，并保持对自己和代理的数字足迹的控制权。

结语

Subspace 通过其独特的技术架构和创新的共识机制，解决了区块链行业中的多个关键问题。与其他存储项目如 Spacemesh 和 AO 相比，Subspace 在数据存储、市场应用和可扩展性方面展现出显著优势。Subspace 通过存储有用的区块链历史数据和解耦执行模型，将共识与交易执行分离，确保了系统的高效、安全和去中心化。

Subspace 的基础架构，特别是其强大的分布式存储和计算能力，非常适合发展 AI 相关业务，为 AI 技术与区块链技术的融合提供了坚实的基础。基于此，Subspace 延续其路线图规划，同时顺应市场需求，成长为新品牌 Autonomys Network。这一升级是 Subspace 从一个专注于存储与计算的底层基础协议进化为更广泛的去中心化 AI 生态系统的重要一步。展望未来，Autonomys Network 将继续致力于推动 AI3.0 的使命，利用其技术优势促进去中心化 AI 生态系统的发展。