介绍互联网计算机 "荒地 "概念

介绍互联网计算机 "荒地 "概念

大家请注意：这是为那些对Badlands概念感兴趣的人准备的技术预热帖，而不是宣布项目细节的正式帖子。目前，开发互联网计算机生态系统的团队有大量相互竞争的需求，包括正在进行的使用 "链式密钥 "加密技术将网络与以太坊和比特币直接整合的复杂工作。然而，为业余节点提供者提供机会是一个重要的目标，所以今天分享这个，为社区讨论提供机会。

Badlands是一个概念，它涉及应用互联网计算机技术创建一个新的网络，由来自家庭的业余节点提供者支持，使用低成本的设备，为智能合约创造最大可能的去中心化和审查阻力。它将作为互联网计算机的延伸，并具有完全的互操作性，但有不同的属性。

互联网计算机网络中的节点机有很高的最低规格，价格可能超过10,000美元，而Badlands网络中使用的节点机将围绕特殊的树莓派配置进行标准化，价格低于250美元。

• 互联网计算机的目的是促进 "区块链奇点"，在这个奇点中，几乎所有的系统和服务都可以使用智能合约重建，并完全从公共区块链中以重新想象的形式运行--也就是说，创造一个每个系统和服务都可以从区块链中运行的未来。因为智能合约是一种非常优越的新的软件形式，我们相信这个未来是不可避免的。例如，智能合约在公共网络上运行，而不是云等专有服务，它是不可篡改的，不需要防火墙来保护，是不可阻挡的，容易以无限的组合创造网络效应，可以以代币的形式处理价值，并可以使其自主。在互联网计算机上使用智能合约，你可以实现去中心化的金融系统、社交媒体、SaaS服务、企业系统等等（注：在互联网计算机上，智能合约也被称为 "罐子"，或有时称为 "罐子智能合约"）。

• 为了克服限制传统区块链上的智能合约的挑战，为生产互联网计算机进行了大规模的研发工作，这项工作至今仍在进行，区块链架构必须从头开始重新思考。互联网计算机可以扩展其容量和吞吐量，随着其网络的增长而不断增加，以网络速度运行智能合约，因此可以创建各种形式的系统，其效率接近传统技术，并支持智能合约，从区块链直接向最终用户提供安全的互动网络体验（例如，见https://dscvr.ic0.app/），这使dapp开发人员无需纳入托管在集中式云服务上的不安全网站来与最终用户互动，这是当今区块链的普遍做法。

• 互联网计算机网络专注于通过吹过速度、规模和效率的限制来实现区块链的奇异性，以扩大其应用范围，这意味着今天从传统数据中心操作承载其网络的特殊 "节点机器 "的 "节点提供者 "主要是专业演员。此外，每个节点提供者都会被网络的治理系统识别出来，该系统被称为网络神经系统，而不是匿名的，这使得治理系统能够以一种减少智能合约计算和数据复制的方式来构建网络，通过在具有已知独立水平的节点之间划分责任来提高效率，而不降低安全性（这种技术被称为 "确定性的去中心化"）。

• 在Badlands的愿景中，同样的技术被应用，但在一个系统中，节点提供者是个人，而且他们保持完全匿名。正如下文所述，个人将参加 "人的聚会"，该聚会授予他们每季度正好增加一个节点的权利。

荒地将给互联网计算机带来什么？

• 荒地的目的是让智能合约托管在一个具有最大程度的去中心化的网络上，匿名的业余爱好者将提供一个低门槛的网络，并能最大程度地抵制审查制度。这个网络将有不同的风气，将更像是智能合约的 "狂野西部"，具有较低的吞吐量和存储要求，尽管如此，它提供了智能合约的开发，使用与互联网计算机上使用的完全相同的工具链，并要求其节点操作员具有普通技能。

• 目前还没有确定Badlands是否应该是一个单独的姐妹区块链，可以与互联网计算机互通（在这种情况下，将创建一个BDL代币创世分类账，在启动时复制ICP代币分类账），或者互联网计算机应该只是支持一种新的 "Badlands子网区块链"。在下文中，我假设Badlands是作为一个独立的网络来实施的。无论实施方式如何，Badlands将作为互联网计算机的延伸来运作。

• 荒地将有几个独特的优势，但相对于互联网计算机网络，也将涉及许多权衡。

• 节点机的最低硬件规格将涉及低成本的Raspberry Pi设备的配置，以使尽可能多的业余爱好者能够参与其中。这将大大降低单个智能合约的最大吞吐量和速度。

• 由业余爱好者运行的节点机将不那么可靠，所以网络将需要大大增加智能合约计算和数据的复制，以达到所需的弹性和安全水平。这将降低智能合约的托管效率，增加成本，也会降低合约的最终完成速度。

• 可能有必要使用类似Tor的网络将从参与者家中运行的节点机的网络活动屏蔽在ISP之外，这也会影响速度和效率。这一点还有待确定。

• 如果坏境网络在极端情况下遇到严重的技术问题，需要节点操作者进行人工干预，例如将软件更新推到停滞的节点设备上（在正常运行期间，网络会自动更新节点软件，就像在互联网计算机上一样），由于业余爱好者的反应自然不如专业人员快，潜在的服务中断时间可能会增加。

• Badlands将不可能以为其计算和数据提供任何程度的隐私的方式来托管智能合约，因为数据将被多次复制，所使用的节点硬件将不包括可以保护其处理的数据隐私的技术，如SEV-SNP（尽管这也是目前正在生产的几乎所有其他区块链的情况，互联网计算机除外）。

• Badlands的独特优势如下:

  • 它将受益于可以想象的最大程度的去中心化和抗审查性，这是区块链社区非常推崇的东西。
  • 它将拥有自己的网络神经系统（由管理和更新网络的互联网计算机托管的无许可治理系统），这将根据其使命和精神发挥其社区的意志，保证一个更传统的 "代码即法律 "环境。
  • 即使Badlands不会像互联网计算机那样快速或高效，但它将利用相同的协议和代码，因此仍然能够扩展其容量，提供互动网络内容，与其他区块链互通，并按传统标准快速运行。
  • 它将与互联网计算机的主网络完全互通。
  • 它将很难在不关闭互联网的情况下被摧毁（假设节点伪装其流量）。
  • 它将介绍业余爱好者成为节点提供者，然后他们可能会毕业，成为主要互联网计算机网络中的专业或半专业节点提供者，这是一个更昂贵和参与的努力。

• Badlands的甜蜜点将是托管那些不需要互联网计算机提供的绝对最大效率、速度和正常运行时间的智能合约--例如，区块链社交网络、聊天应用程序或实时金融交易所。它将为智能合约提供一个狂野的西部，可以直接与互联网计算机上的智能合约互操作。它将为那些旨在以最大程度的去中心化在网络上托管智能合约的人提供一个地方，同时允许业余爱好者在家里以低廉的价格操作节点。

人的聚会，1个人成为1个节点

• 为了有效地增加其网络的容量，互联网计算机形成了新的 "子网区块链"，通过将具有某种预期独立程度的节点机器吸引到一起，合并成一个区块链。今天，通过向网络提供节点提供者的实际身份，如他们的公司名称和地址，以及关于节点的额外信息，如他们安装的数据中心，数据中心的地理位置，以及数据中心所在的司法管辖区，使这成为可能。子网是由不同的节点供应商在不同的数据中心运行的节点组合而成的，在地理和管辖权方面有额外的去中心化考虑。这最大限度地提高了安全性，因为区块链协议数学依赖于对参与者的独立性的假设。

• 当节点提供者--那些添加和运行节点的人--是匿名的业余爱好者时，Badlands需要实现同样的结果。Badlands对这一问题的解决方案涉及到 "人的聚会"，这些聚会将在每个日历季度的同一天的大约同一时间在世界各地举行。

• 希望向网络添加新节点的个人必须亲自参加人际聚会。由于一个人一次只能实际参加一个聚会，每个人只能添加一个节点，因此网络可以安全地推断出每个季度添加的节点是由不同的个人添加的，然后通过选择不可能由同一个人添加的节点，将如此添加的节点组合成新的子网区块链--这是对互联网计算机使用的方案的改编。

• 每个添加到互联网计算机网络的节点机都由一个公钥来识别，为此它保持着一个相应的私钥，用来对信息进行加密签名，以便网络中的其他节点可以验证它是作者。要在区块链网络中添加一个新的节点机，就必须将其公钥添加到网络所承载的节点身份的主注册表（"分类账"）中。

这就是人方使之成为可能

为了向网络添加一个新节点，与会者必须在他们的手机上安装一个特殊的应用程序，其中包含其公钥身份和相应的私钥。这个应用程序使他们能够扮演申请人和公证员的角色，前者通过收集其他与会者的公证签名来寻求公钥的授权，后者则帮助授权其他人的公钥。在这个过程中，所涉及的手机必须关闭WiFi和数据，这使得申请人有可能证明他们所持有的设备上所涉及的私钥的副本--而且这些钥匙，比如说，事实上并不存在于一个由不诚实的一方所操作的远程服务器上，该方已经付钱让人们代表他们参加聚会添加节点。由于不能使用网络连接，二维码被用来在手机之间利用其屏幕和摄像头传输互动。

为了启动对申请人的公钥进行公证的过程，公证员向申请人提出一个 "挑战信息"，该信息在他们的屏幕上显示为一个二维码。然后，申请人使用他们的应用程序扫描挑战信息，并使用他们的私钥在上面签名，然后以同样的方式转回。然后，公证员的应用程序验证他们挑战信息的签名，如果验证通过，就在签名内的公钥上签名，然后作为公证，以同样的方式转回给申请人。

程序基本如下。派对组织者将所有与会者安排成一个圆圈，申请人从圆圈中按顺时针方向依次抽出，然后当前的申请人绕着圆圈从其他与会者那里获得公证。

每个参与者只能绕圈一次，并且必须从其他参与者那里收集最低数量的公证，以便将他们的新节点的公钥提交给网络的注册处。如果与会者发现某个人在作弊，他们必须立即将其赶出程序，因为除非他们都收集到足够多的类似的公证，或报告可疑的事件，所有通过他们一方添加的公钥都可能被网络拒绝。

这样一来，每个季度，匿名的个人都可以参加人们的聚会，为网络增加正好一个新的节点机，为实现区块链中可以想象的最大程度的去中心化提供基础。

奖励和节点削减

在传统的区块链中，参与者通过进行最多散列（Proof-of-Work）来竞争生产区块并获得奖励，或者按照被押注的某种加密货币的数量来生产区块（Proof-of-Stake），与此相反，互联网计算机在每个固定的时间间隔内对每个节点机进行等量的奖励，以回报他们对网络的正确参与。为了确保节点提供者满足最低标准的节点硬件规格，并正确地托管他们的节点，例如提供足够的带宽，互联网计算机社区监测节点的 "统计偏差"，它可以报告给网络神经系统，以便进行补救。一个正确参与的节点应该成功地产生与其子网中其他节点大致相同数量的块。如果一个节点在统计上出现偏差，产生较少的区块（或以其他有问题的方式出现偏差），这可以被视为有问题的行为，并导致网络神经系统执行惩罚，包括减少等待支付的奖励，或对于严重的偏差，将该节点从网络中永久删除（砍掉）。

当基于树莓派的节点设备通过家庭互联网连接运行时，其性能自然会有更大的差异。构建网络的一个关键任务是确定可接受的偏差水平。荒地节点供应商可能需要升级他们的路由器，并对其进行流量整形配置，以确保他们在进行视频流等活动时继续发挥预期功能。毫无疑问，许多节点供应商都在挣扎，将由社区来决定什么是产生良好功能的网络所需的性能。由于必须接受较高的偏差水平，Badlands也可能引入一种适应性，即在节点运行的每个时间间隔内向其发放一定比例的奖励，以激励最佳行为。

引导荒地：潜在的双赢

实施Badlands的最简单方法是作为一个独立的链，而不是一种新的互联网计算机子网。这将避免处理不同的节点和安全模式之间一些棘手的阻抗错配，并提供一个独特的治理精神来追求。互联网计算机代码库可以重新应用，几乎没有变化，并成为两个直接可互操作的区块链的共同代码库。新的网络将收到它自己的BDL分类帐，BDL代币在荒地网络自己的网络神经系统中充当治理代币。 如果采取这种方法，那么创世的BDL分类账可能会通过获取ICP分类账的副本来初始化，为每个ICP的持有人提供同等数量的BDL。一些额外数量的BDL也可以被添加到BDL分类账中，并在人群中出售，这将提供资金，通过在世界各地大规模运行人们的聚会来引导社区，并支付任何必须进行的定制研发工作的费用。

可以说，这种方法在很多方面都是双赢的。

荒地将开辟一个非常不同的、非竞争性的利基市场，通过家庭互联网连接在树莓派节点设备上运行，节点提供者是真实但匿名的个人，他们每年能增加多少节点都受到严格限制。这个网络的能力要差得多，但把去中心化发挥到了逻辑极限，在一个具有不同精神的环境中托管智能合约。尽管如此，这些链将是直接互通的，比如不同网络上的智能合约可以相互调用，BDL可以在互联网计算机上与ICP交换，然后在需要时在金融交易所变现。从本质上讲，它将扩展和增强互联网计算机生态系统，就像它即将使用链式密钥与比特币和以太坊直接整合一样。

由于这些原因，Badlands将创造自己的价值，同时也通过扩展其生态系统为互联网计算机增加价值，并为有兴趣在互联网计算机网络中升级为专业节点提供的业余爱好者提供一个上升通道。两条链将继续共享相同的代码库，并要求参与者具备相同的技能，扩大正在进行的研发工作所提供的杠杆作用，以及从社区获得的专业知识，现在将适用于两个链。同时，在创世时将BDL代币分配给ICP持有者，有可能带来新价值的惊喜。

我期待着未来几个月互联网计算机社区中有更多关于荒地的讨论。

原文：https://medium.com/dfinity/introducing-the-internet-computer-badlands-concept-72e808482679

作者：Dominic Williams

编译：kk德米安