TEA Project：基于 Substrate 的去中心化云計(jì)算平臺(tái)

加入 PolkaWorld 社區(qū)，共建 Web 3.0！

TEA Project 是基于 Substrate 開發(fā)的去中心化云計(jì)算平臺(tái)，使用二層網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，讓平臺(tái)上的應(yīng)用能夠兼具區(qū)塊鏈的去中心化特性，和傳統(tǒng)云計(jì)算的高效和良好的用戶體驗(yàn)。

這次 PolkaWorld 專訪，我們連線了目前在硅谷的 TEA Project 創(chuàng)始人 Kevin Zhang，和他聊了聊 TEA 獨(dú)特二層架構(gòu)，它帶來的優(yōu)勢(shì)，以及隨之而來的技術(shù)挑戰(zhàn)等。

Kevin：好的，先講講我們現(xiàn)在面臨環(huán)境。

現(xiàn)在處于主導(dǎo)地位的還是云計(jì)算應(yīng)用。包括我們現(xiàn)在正在用的微信，我們平時(shí)玩的游戲，還有大家耳熟能詳?shù)母鞣N互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，基本上都使用了云計(jì)算。

而區(qū)塊鏈應(yīng)用其實(shí)是非主流的，這個(gè)技術(shù)比較新，能做的事其實(shí)還是很少，但是這個(gè)市場(chǎng)也很活躍，有大量的應(yīng)用，包括 DeFi、NFT 等。

這兩個(gè)類型的應(yīng)用有本質(zhì)的區(qū)別，大家只要都用過，就能明顯地感覺到它們十分不一樣?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用都發(fā)展二三十年了，已經(jīng)很成熟，現(xiàn)在用起來也很順，速度很快，好像也不覺得有什么問題。使用區(qū)塊鏈應(yīng)用的門檻就相當(dāng)高了，首先應(yīng)用很少，用起來很復(fù)雜，速度很慢，能干的事情也很少。

差別的根本原因，其實(shí)是來自區(qū)塊鏈去中心化的特點(diǎn)，這既是優(yōu)點(diǎn)也是缺點(diǎn)。因?yàn)槿绻邮苤行幕?，其?shí)云計(jì)算就體驗(yàn)夠好了，不管是中國的阿里云、騰訊云、百度云，還是美國的亞馬遜、Google、微軟的云計(jì)算，都發(fā)展了二三十年了，已經(jīng)很成熟了，但是它唯一的問題就是中心化。中心化的問題不用展開了吧？大概就是由一家公司來控制，比如像蘋果有權(quán)利把你的應(yīng)用下架。

反觀區(qū)塊鏈，它的最大優(yōu)點(diǎn)就是去中心化，它的共識(shí)機(jī)制不受任何人控制，這是最大的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)這也產(chǎn)生了它最大的缺點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)去中心化，它的共識(shí)機(jī)制十分復(fù)雜。這帶來了巨大的代價(jià)：比如共識(shí)速度慢，能做的交易量很小，界面也不友好，使用起來很復(fù)雜等等。

用戶體驗(yàn)和去中心化似乎是不可調(diào)和的矛盾。我們想做的，就是用某種辦法，可以在保證去中心化的前提下，實(shí)現(xiàn)接近我們現(xiàn)在使用云計(jì)算應(yīng)用的體驗(yàn)。我們有什么辦法能把這兩者的好處結(jié)合到一起呢？

所以我們的目標(biāo)就是做一個(gè)平臺(tái)。一是讓云計(jì)算實(shí)現(xiàn)去中心化。二是給區(qū)塊鏈應(yīng)用增加豐富性，讓區(qū)塊鏈應(yīng)用的用戶體驗(yàn)提高到接近云計(jì)算應(yīng)用的水平。

有了這樣的平臺(tái)，現(xiàn)在很多在區(qū)塊鏈上，用戶很難涉及到的應(yīng)用，都可以用這種新的平臺(tái)，讓它用起來跟云計(jì)算沒什么區(qū)別。同時(shí)也可以讓大家都喜歡用，而且用的也比較習(xí)慣的這些互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品去中心化，讓它不會(huì)產(chǎn)生壟斷、數(shù)據(jù)盜用等問題。

Kevin：要做這一點(diǎn)，我們使用了二層的技術(shù)，兩層分別干不同的事。

技術(shù)比較復(fù)雜，我做一個(gè)類比，幫助大家理解。假設(shè)我們正在做采訪的三個(gè)人屬于一個(gè)重要的安全機(jī)構(gòu)，我們之間有一套比較復(fù)雜的安全體系，比如咱們之間說話要帶暗號(hào)，也就是咱們之間有共同協(xié)議，我們互相可能不完全認(rèn)識(shí)。

那么如果我們要在某條街上接頭，因?yàn)樵蹅兓ハ嗖⒉徽J(rèn)識(shí)，所以必須先對(duì)暗號(hào)。比如我說 “天王蓋地虎”，你對(duì) “寶塔鎮(zhèn)河妖” 。在對(duì)上暗號(hào)之前，我們都不敢相信對(duì)方。就算是暗號(hào)對(duì)好了，我還可能懷疑你是不是有可能被策反了，是雙面間諜，我給你傳輸信號(hào)的時(shí)候還得留一手?？傊押芎?jiǎn)單的事搞得很復(fù)雜。這就是現(xiàn)在的區(qū)塊鏈的情況，在部分節(jié)點(diǎn)不可信，被黑客控制的情況下，還能保證軟件傳輸，所以必須有很復(fù)雜的協(xié)議。

但假如咱們?nèi)齻€(gè)人，現(xiàn)在都坐在我們機(jī)構(gòu)總部的安全屋里，門口有保安，有很嚴(yán)格的準(zhǔn)入制度，只要能夠進(jìn)這間屋的人，肯定都不是敵方間諜，而且這個(gè)屋子它還有靜電隔離，總之外面的人都聽不見我們?cè)谡f什么。在這個(gè)前提下，我們就不用再對(duì)暗號(hào)了，可以快速討論問題，也不用擔(dān)心你是壞人。這就是現(xiàn)在的云計(jì)算或者互聯(lián)網(wǎng)的情況，大家都相信對(duì)方，因?yàn)槭怯辛酥行目刂疲晕覀儌鬏斊饋硇屎芨?，我們的共識(shí)協(xié)議十分簡(jiǎn)單。

現(xiàn)在我們把這個(gè)屋子變成兩層：在屋子里邊，咱們討論這個(gè)環(huán)境叫二層；屋子外邊負(fù)責(zé)安全保障這些保安、金屬探測(cè)器等這些東西，叫一層。所以當(dāng)我們這個(gè)事情變成兩層，這事就很簡(jiǎn)單了。

一層也就是門口那些保安，他并沒有什么高超的技術(shù)，他就檢查你的指紋、公文，搜身看有沒有帶武器什么的，保證進(jìn)到屋里的每個(gè)人都是可信的。至于咱們進(jìn)來了以后談什么東西，跟他沒關(guān)系，他聽不懂，也聽不著，我們也不想讓他聽到。二層進(jìn)來了以后，因?yàn)槲覀兌家呀?jīng)安全了，咱們就具體做業(yè)務(wù)就行了。

回到我們的實(shí)現(xiàn)方法。一層我們用的還是標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)塊鏈共識(shí)協(xié)議 BFT，它是拜占庭容錯(cuò)的，我們用的波卡的 PoA 來實(shí)現(xiàn)的，仍然是假設(shè)節(jié)點(diǎn)不可靠的共識(shí)系統(tǒng)。一層并不關(guān)心二層跑的具體業(yè)務(wù)邏輯，也不關(guān)心，它只是檢查你提供的安全證明，只要合格了你可以進(jìn)入二層了。就像我們例子里的保安檢查一樣。這樣你不需要有一個(gè)中心化的權(quán)威，比如亞馬遜或 Google，只要能通過一層的認(rèn)證就行。

然后到了二層里，就是跑應(yīng)用程序邏輯了，這個(gè)時(shí)候我們跑的協(xié)議叫做 Raft 協(xié)議，它不是區(qū)塊鏈的共識(shí)協(xié)議，它是互聯(lián)網(wǎng)中常見的分布式系統(tǒng)，它不能處理拜占庭錯(cuò)誤，因?yàn)檫@個(gè)在一層已經(jīng)處理了。

我們通過讓兩層的責(zé)任分離，各管各的事兒，使得我們?cè)谶@個(gè)系統(tǒng)中既能夠?qū)崿F(xiàn)去中心化，又可以實(shí)現(xiàn)高效的邏輯處理。

Kevin：如果有能力，我們還是會(huì)選擇拍賣插槽。但我們選擇成為平行鏈的理由，并不是看重中繼鏈的共享安全性，而是和整個(gè)波卡生態(tài)實(shí)現(xiàn)互操作性。

你可能會(huì)想，我們?yōu)槭裁纯梢圆挥貌ǖ闹欣^鏈來實(shí)現(xiàn)安全，我來解釋一下。我們是用 Substrate 來開發(fā)的一層的鏈，這個(gè)鏈本身十分簡(jiǎn)單。

其他大部分的鏈需要波卡插槽提供安全性，因?yàn)榻^大部分的區(qū)塊鏈邏輯都是跑在一層的。而我們和它們根本的不同是，我們的一層沒有需要去做安全認(rèn)證的東西。因?yàn)槲覀兊臉I(yè)務(wù)邏輯、用戶的錢都在二層放著。

第二點(diǎn)是，我們一層這條鏈本身沒太多的業(yè)務(wù)，沒有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在跑，所以我們把它做得很簡(jiǎn)單，而越簡(jiǎn)單的東西就越可靠。像以太坊里，我們經(jīng)常聽一些消息，有黑客偷了多少錢走。為什么會(huì)能夠被黑客把錢偷走，還是因?yàn)樘珡?fù)雜，容易找到它的錯(cuò)誤，黑客就可以利用這種錯(cuò)誤。而比特幣鏈，我還沒聽到過這種黑客劫持的事情，因?yàn)楸忍貛诺倪壿嫼芎?jiǎn)單，只有加減，所以出錯(cuò)的機(jī)會(huì)少。

Kevin：之所以選擇 Substrate，一是因?yàn)樗旧砗芎糜?，這個(gè)不多說了。另外一個(gè)原因是我們對(duì)波卡生態(tài)很感興趣，使用 Substrate 開發(fā)，并加入波卡生態(tài)的話，就能夠跨鏈通訊，我們可以為其他的波卡生態(tài)平行鏈提供計(jì)算服務(wù)，這是我們很重要的一個(gè)商業(yè)模式。

Kevin：首先說同樣的地方吧，我們都做可信計(jì)算，都用硬件。

區(qū)別是，我們用的硬件不一樣。他們用的是英特爾的一部分型號(hào)的 CPU，我們對(duì) CPU 不做具體要求，甚至用手機(jī)都可以跑。

因?yàn)槲覀冇玫挠布煌?，所以我們后面很多操作系統(tǒng)等各方面都會(huì)不一樣。首先我們是嚴(yán)格的二層，我們的礦機(jī)整個(gè)就是一個(gè)可信環(huán)境，而如果你使用英特爾的話呢，它的 CPU 里邊開出一個(gè)部分來做可行計(jì)算。也就是說，我們的整個(gè)機(jī)器是可信的，Phala 是 CPU 里有小部分是可信的，這是根本的區(qū)別。

在這種根本的區(qū)別之下，造成我們要求硬件必須得有一個(gè) TPM 安全芯片。你可以用任何 CPU，但必須得有這個(gè)安全芯片在跑著。然后我們要跑專門的操作系統(tǒng)，有專門的運(yùn)營環(huán)境，而且對(duì)各個(gè)硬件端口都會(huì)有禁止功能。而 Phala 不需要，只要有特定型號(hào)的英特爾 CPU，基本都可以跑。

但是由于 CPU 的空間的處理能力的限制，能做的事情是比較有限的。所以根據(jù)我的理解，Phala 現(xiàn)在能做的主要還是運(yùn)行智能合約。而我們不光能跑智能合約，我們最關(guān)鍵的是要做真正的云計(jì)算，去跑類似現(xiàn)在的微信、網(wǎng)絡(luò)游戲這樣的應(yīng)用。

而且一些 IoT 小設(shè)備，比如樹莓派、手機(jī)等低功耗設(shè)備，也能夠跑我們的節(jié)點(diǎn)。這個(gè)正好是我們的一個(gè)方向，我們希望我們的設(shè)備可以很便宜，我們現(xiàn)在測(cè)試用的是 30 美元的樹莓派設(shè)備，就能當(dāng)?shù)V機(jī)用，就能掙錢。

總結(jié)一下，我們是服務(wù)器本身作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，而不是它其中的一部分作為節(jié)點(diǎn)，這是我們和 Phala 最大的區(qū)別。

Kevin：技術(shù)挑戰(zhàn)當(dāng)然有，但主要在我們開發(fā)這邊，用戶沒什么感知。從用戶角度上講，使用我們平臺(tái)的應(yīng)用，可能會(huì)感覺跟使用一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用差不多。

最難的地方在于，礦機(jī)里跑的操作系統(tǒng)和它互相通訊，以及怎么能保證它能安全的不被攻擊。

為了實(shí)現(xiàn)這些，我們也做了很多工作。包括我們自己改造了一個(gè)操作系統(tǒng)，我們把 Linux 的一個(gè)分支 NixOS 改造成了一個(gè)我們用的一個(gè)版本，這個(gè)操作系統(tǒng)符合我們極簡(jiǎn)的要求，我們把它拆的已經(jīng)拆得簡(jiǎn)單到不能干其他任何事情，只能作為我們的運(yùn)行環(huán)境這，是我們的主要工作。

然后這個(gè)運(yùn)行環(huán)境也盡可能簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單到你都不可想象。舉個(gè)例子，這個(gè)環(huán)境里甚至沒有網(wǎng)絡(luò)，沒有 TCP/IP，也沒有文件系統(tǒng)。在沒有網(wǎng)絡(luò)和文件系統(tǒng)的情況下，還要讓用戶能夠用，其實(shí)就挺難的。技術(shù)上的復(fù)雜性其實(shí)就在這些地方。

為什么我們要這么做？因?yàn)橄到y(tǒng)有網(wǎng)絡(luò)訪問，安全性就無法保證，因?yàn)槿魏稳丝梢詫懸粋€(gè)代碼，跑到這里邊，把數(shù)據(jù)搞到外邊傳走?；蛘哂辛宋募到y(tǒng)，哪天機(jī)器壞了，我把它扔了，然后被黑客撿回來，把這硬盤拆下來以后一恢復(fù)，數(shù)據(jù)全在這兒。這些都防不勝防，所以我們從根本上去杜絕。

Kevin：開發(fā)了兩年半了，現(xiàn)在已經(jīng)完成了第一階段的目標(biāo)。

我們的項(xiàng)目規(guī)劃分為三個(gè)階段：

• 第一階段是礦工經(jīng)濟(jì)，礦工可以在這里挖礦獲得收益，這一階段已經(jīng)完成了；

• 第二個(gè)階段是開發(fā)者經(jīng)濟(jì)，我們會(huì)把重點(diǎn)挪到開發(fā)者，讓開發(fā)者可以在我們的平臺(tái)獲得投資和客戶支持；

• 第三階段就是消費(fèi)者階段，讓更多消費(fèi)者來使用這個(gè)平臺(tái)。

• 歡迎學(xué)習(xí) Substrate: 

  https://substrate.dev/

• 關(guān)注 Substrate 進(jìn)展:

  https://github.com/paritytech/substrate

• 關(guān)注 Polkadot 進(jìn)展:

  https://github.com/paritytech/polkadot