结构决定功能：AO 与 Nostr 的分析比较

2024年8月02日 03:10

AO是超并行计算，Nostr是去中心化的社交协议，怎么进行比较呢？各自有着怎样的定位和发展路径？

当你看到标题时可能会觉得奇怪：AO代表超并行计算，Nostr则是去中心化的社交协议，这两者似乎属于完全不同的领域，不容易进行比较。然而，如果我们深入技术实现的层面，会发现它们本质上都是“消息传输协议”，这样一来，它们就具有了可比性。

作为消息传输协议，其中的核心要素自然是“消息”本身，一切围绕消息的传递展开。那么在AO和Nostr网络中，各自的消息是如何定义的？它们支持消息传输的网络架构又是如何搭建的？又如何与其他协议集成？它们各自的定位、主要应用场景和发展趋势又是什么？

本文旨在深入比较AO与Nostr这两种协议，重点探讨协议结构对功能的影响，并围绕上述问题展开详细分析。

消息的概念和特征

AO中的Message

在AO网络架构中，消息（Message）是各个网络单元（MU、SU、CU）之间或各个进程之间传递的基本信息单元。它们通过发送和接收消息来实现信息交换和协作。

AO被设计为一个消息驱动的异步通信网络。首先，AO在启动工作（启动一个进程）时需要消息来驱动，这些消息可以来自外部用户或其他进程。其次，AO的进程间通信是异步的，这意味着消息的发送和接收是独立于发送者和接收者的操作。发送消息的进程不需要等待接收者的响应或确认，可以立即继续执行其他操作。这种特性显著提高了AO并行计算的效率。

在AO网络中，消息的异步传输和无需等待的特性使其成为处理大规模并行计算任务的理想选择，因为它允许系统的各个部分能够并行执行，而无需长时间等待其它进程的响应。

在AO中，每条消息都遵循Arweave生态系统的ANS-104标准，这是一种数据打包协议。ANS-104通过将多个交易以二进制方式序列化到一笔原生交易中，显著提升了数据读写的吞吐量。这个协议不仅仅是简单的数据打包，还在打包数据中添加了所有者、签名、目标地址、标签、数据等字段。这种设计使得ANS-104能够支持多种数据类型，包括文档、图片、音视频、游戏、数据模型、程序代码以及全息状态等。此外，它还支持数据所有权和签名验证，为数据的安全性和完整性提供了保障。

ANS-104标准的这些特性对AO尤为重要，因为它们使得AO能够针对不同的数据类型建立多样化的应用场景。统一的消息格式也极大地促进了进程间的高效通信和无缝协作，还可以提高在Arweave上进行存储和结算处理的效率，使得AO能够有效地构建数据可用性层和数据共识，从而支持其广泛的应用需求。

Nostr中的Event

在Nostr协议中，采用了基于JSON结构定义的一种标准消息格式，用于描述各种类型的数据。这种消息格式被称为事件（Event），是Nostr网络中的基本数据对象。

最常用的消息结构正在被整合到一个共同遵循的标准中，称为NIPs（NostrImplementationPossibilities）协议标准。这种一致性和标准化大大提升了数据处理和管理的效率，有助于增强系统的互操作性和稳定性。通过NIPs，用户可以在Nostr网络中执行各种操作和互动，而无需担心数据格式的差异性或不兼容性问题。

JSON结构用于定义Nostr协议中的事件数据格式，在此结构中包含不同的字段，每个字段具有不同的作用，举例来说：

pubkey字段：表示发送事件的用户公钥，用于标识用户的身份。此公钥将用于对事件进行数字签名，以确保事件的真实性和完整性。

kind字段：用于指示事件的类型。它可以表示不同的消息类型，如聊天室消息、钱包信息等，也可以表示用户的特定行为，例如推荐中继列表、执行某项操作等。

content字段：包含事件的具体内容。这个字段支持多种数据类型，例如社交媒体贴子、论文、音视频等。用户可以在这里表达他们想要传达的各种信息和数据。

sig字段：用于存储事件的数字签名。这个签名由发送者使用他们的私钥生成，然后由接收者的客户端使用相应的公钥进行验证。签名能够确保具有对应公钥的用户在特定日期确实发送了该事件，从而增强了事件的可信度和可验证性。

……

详细的事件数据结构描述可参见：https://nostr.how/zh/the-protocolcontent。Nostr协议通过这些字段和结构，为事件的发送、接收和验证提供了一套清晰的框架。这种设计有助于确保数据的安全性、一致性和可靠性。

所有字段组合在一起，以此来表达一个完整的、发挥特定作用的事件。概括来说，事件是一个包含任意内容并由用户签名的数据结构，这个结构反映出Nostr的定位、特征和作用：

Nostr是一个信息发布、存储和接收系统。Nostr通过采用JSON结构和NIPs协议标准，建立了一个高效的数据交换和管理框架，确保了信息的一致性和可解析性，为用户提供了稳定可靠且统一的信息通信环境；

支持客户端验证：该数据结构支持在客户端进行验证，因此无需信任任何中继服务器或第三方，可以直接验证事件的真实性和完整性。

构建去中心化、抗审查、可验证的社交网络：这种数据结构的特性使得Nostr可以作为一个去中心化的平台，用户可以在其中自由交流和共享信息，而无需担心审查或信息篡改问题。

支持消息传输的网络结构

AO：MU/SU/CU构成协作网络

AO网络由MU、SU和CU三个模块化基本单元构成，并通过消息和进程来运行和协作，其网络架构如图1-1所示。

图1-2Nostr的网络结构

客户端（Client）

这是在用户端运行的应用程序，用于将数据读写到中继服务器。客户端使用公钥作为用户发送和接收事件的地址，而私钥则用于在发送事件时进行签名，以证明是用户本人的操作并防止篡改。在接收事件时，客户端使用私钥验证签名，以确认事件的来源和完整性。

客户端允许用户连接到分布在不同地点、任意数量的中继服务器。用户可以在一个中继上发布信息，并在另一个中继上检索信息。这意味着客户端（用户）不必依赖于任何特定的中继服务器，从而有效保护用户数据和行为。

中继服务器（Relay）

中继服务器具有监听、抓取和存储与其连接的客户端事件的能力，并将这些事件转发给已订阅的客户端。

任何人都可以运行中继服务器，多个中继服务器可以互相替代，这种设计弱化了单个中继的重要性，降低了单点故障的风险，提升了抗审查能力。此外，多个中继之间的竞争能够推动服务质量的提升，如提供更大的存储容量、更快的响应速度以及垃圾信息的过滤等服务。

中继服务器可以根据自身需求选择存储用户全部或部分内容，并决定存储的时间长度，这为中继的定位和商业行为提供了更大的灵活性。与此同时，中继服务器之间无需进行相互通信，因此不存在共识层面的问题，也无需进行数据同步。数据同步是通过客户端之间的事件发送和接收来实现，这与Blockchain节点有根本的不同。

这样的架构不仅能够提升系统的灵活性和效率，还能够有效地应对不同的使用场景和需求。

可见，Nostr采用了Client-Relay这样的轻量级网络结构，不仅能够提升系统的灵活性和效率，还能够有效地支持构建一个去中心化、抗审查、可验证的信息发布系统，满足人们对言论自由、流畅交流和数据安全与隐私控制的需求。这种设计有效应对了中心化社交媒体带来的种种挑战和弊端。因此，Nostr被誉为去中心化社交协议，广受开发者青睐，用于构建各类去中心化社交应用，例如Damus、YakiHonne、Iris等。

与其他协议集成

AO+Arweave：去中心化的世界计算机

AO运行在Arweave之上，实现了与Arweave的无缝集成，如图3-1所示。

图3-1AO与Arweave无缝集成（图片来自AO白皮书）

这是存储共识范式（SCP）的一种实现。在这种创新的范式中，存储（共识）与计算被有效地分离，使得链下计算和链上共识成为可能。这种架构带来了显而易见的优势：

高性能计算：智能合约的计算在链下执行，不再受制于链上的区块共识过程，从而大大扩展了计算性能，使高性能计算成为可行。

超并行计算：不同节点上的各个进程可以独立地执行并行计算和本地验证，而无需像传统的EVM架构中那样等待所有节点完成重复计算和全局一致性验证。这种设计使得AO能够实现超并行计算。

自定义计算：Arweave为AO提供了所有指令、中间状态和计算结果的永久存储，作为AO的数据可用层和共识层。每个应用程序（智能合约）的执行与Arweave中存储的数据密切相关，计算逻辑和数据资源可以根据应用在本地节点执行的需求进行自定义。这种灵活性远远超过了传统的EVM模型，其中所有节点必须同时执行预定义操作以追求全网状态的一致性。

综上所述，AO为Arweave增添了超并行计算层，而Arweave为AO提供了存储即共识的支持。这两者的结合创造了一个去中心化的世界计算机，为去中心化世界开启了广阔的应用创新空间。

Nostr+Lightning：构建去中心化信息

和价值网络

因为Nostr的开发者fiatjaf同时也是闪电网络的开发者，因此Nostr原生支持闪电网络。闪电网络（LightningNetwork）是BitcoinBlockchain的第二层解决方案，通过使用通道（Channels）在链下扩展Blockchain的功能。它有效地解决了Bitcoin交易速度慢、吞吐量有限以及交易成本高昂等问题，使得高频、低成本的Bitcoin小额支付成为可能。

Nostr与LightningNetwork的结合，最直接的应用之一是在社交应用中实现“打闪”。Nostr的流行客户端Damus内置了Bitcoin闪电网络支付功能，用户只需填入Nostr的公钥，即可轻松调用闪电网络支付Relay的一次性费用。支付完成后，用户会收到一个闪电网络发票。有关其详细工作流程，请参阅：https://nostr.how/zh/zaps，网页中详细解释了操作步骤。

在资产发行方面，Bitcoin一层的资产发行协议TaprootAssets（TAP）与闪电网络兼容，可以将Taproot资产和Bitcoin的最小单位Satoshis引入到Nostr生态系统中，并利用闪电网络进行即时和经济实惠的资产转移。这不仅丰富了Nostr的资产种类，还为社交网络、支付和DeFi等应用场景提供了更多可能性。

此外，CKB社区的成员还提出了Nostr绑定协议，利用RGB++技术将NostrEvent与CKBCELL进行同构绑定。这一举措使得用户可以在Nostr社交网络中创建和分发原生资产，有效解决了社交网络中的原生支付问题。

更重要的是，Nostr与LightningNetwork的结合正在为去中心化应用开辟一条全新的商业模式，即V4V（Value4Value）。

V4V的理念认为，将非稀缺信息货币化是一项非常困难的任务。传统网络世界默认的货币化模式通常依赖于广告，这种模式严重依赖于中心化监控和用户行为分析。V4V提供了一种替代方案，允许信息和价值的自由流动，无需受到限制或中介。这种方法不仅是在线货币化比特（bit）和字节（byte)的一种新方法，也是内容创造和价值传递的新途径。

V4V的解决方案正在为基于Nostr构建的社交应用、播客和直播平台等带来创新价值，例如：

去中心化媒体信息交互协议YakiHonne，支持了Nostr与闪电网络的集成，使用SATS作为打赏支付，全年支付总额超过9000万SATS。

Nostrwatch.live是一个运行在Nostr和闪电网络上的去中心化直播平台，构建了一个“ValueforValue”的双向流价值交换平台。当播放者向观众发送实时媒体流时，同时也从观众那里接收SATs支付流。一旦支付停止，流媒体信号也随之停止播放。这与传统的预付费模式不同，观众无需事先订阅或预付费用。

Podverse是一款Podcasting2.0应用，能够与Alby集成，使用闪电网络向播客发送boostagram（一种向创作者发送消息的捐赠方式）和sat支付流。当在Podverse中“流式传输Satoshis”时，该应用程序会按每分钟的收听时间将Satoshis发送给用户正在收听的播客。

可以看出，通过Nostr与Lightning的结合，Nostr从一个去中心化信息传输网络逐步演变为一个融合信息和价值的去中心化传输网络。这一进化不仅能够保护个人言论免受侵犯，还能确保个人资产的安全，使其成为价值交换的载体和网络。这种演进为规模化和消费级应用的创新开辟了新的可能性和发展机遇，可能成为实现Web3大规模采用的一条可行途径。

总结：结构决定功能

我们在上文中主要从数据结构和网络结构两个方面对AO和Nostr协议进行了比较分析，并根据“结构决定功能”的原则，深入分析了各协议支持的主要功能和应用场景：

从数据结构角度来看

从数据结构角度来看，AO和Nostr协议有一些共同点。它们都是信息传输协议，支持各种数据类型的信息发布、交流互动和内容分发，能够构建去中心化社交网络和去中心化社交媒体应用。此外，它们都具备去中心化、抗审查、可签名验证以及隐私和安全保护的功能特征。

然而，它们也有显著的不同之处。Nostr协议的定位和主要应用场景侧重于上述这类应用，而这些只是AO数据结构所支持功能和应用的一个小子集。AO协议的重点则在于支持超并行计算，其应用领域更为广泛和深远。

从网络结构角度来看

从网络结构的角度来看，AO协议具备模块化、相互协作和可扩展的网络单元，允许进程在不同节点上独立运行并进行本地验证，这些特性为实现超并行计算提供了基础条件。

同时，AO协议通过基于SCP范式与Arweave的无缝集成，突破了Blockchain技术的不可能三角限制。它可以根据需求无限扩展存储资源和计算资源，并利用Arweave永久存储的具有所有权保护的共识数据进行任意进程（应用）间的信息交换和协作。因此，AO协议能够构建面向全球的高性能、超并行计算网络，为Web3甚至Web2应用带来了创新空间。

举例来说，它支持需要大语言模型（LLMs）和高密度计算的机器学习应用；支持能够满足具有复杂业务逻辑、可预定义需求和多元化自主策略的AgentFi；支持强调数据所有权和内容变现的版权管理与创作者市场（ContentFi）；以及能够支持有数据共识要求，需要进行信息跨链通信、资产跨链流动、数据跨链共享以及智能合约跨链互操作等去中心化应用等。

相比之下，Nostr协议则主要由Cliet-Relay两个网络组件和Event数据结构以及公私钥体系构成，它建立了一个轻量级的信息发布和接收网络。当Nostr协议与Lightning集成后，整个网络融合了去中心化信息网络和去中心化价值网络的特征，更适合构建规模化、消费级应用网络的需求。

从协议定位角度来看

从协议定位角度来看，虽然AO和Nostr都是消息传递协议，它们的定位和重点有所不同。AO协议的主要侧重点在于构建“去中心化世界计算机”这样的基础设施，定位下层，但却打开了支持各类应用的广阔空间，能够捕获更广泛的价值，带来不断向上发展的力量。

相比之下，Nostr协议最初设计时就倾向于支持社交应用，定位为一个轻量级的去中心化社交协议，其应用场景更为特定和聚焦。

综上所述，AO和Nostr在数据结构、网络结构以及协议功能上各具特色和优势，有着不同的定位和适用场景。它们将在不同的发展路径上展现出各自的潜力和价值。

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