一文快速瞭解 Crust Network 分佈式雲

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Crust 實現了去中心化存儲的激勵層協議,適配包括 IPFS 在內的多種存儲層協議,並對應用層提供支持。同時 Crust
的架構也有能力對去中心化計算層提供支持,構建分佈式雲生態。


01. Crust 是什麼?


Crust 是一個激勵去中心化雲服務的應用型公鏈,現階段 Crust 會先實現一個去中心化存儲層,之後會升級到支持去中心化的計算層。

Crust 到底是什麼呢?簡單說,Crust 目前主要致力於解決三個層次化、模塊化的問題,可以提煉爲三個關鍵字:報告、打包和服務。

報告,指的是統計節點的存儲工作量並報告到鏈上去。爲了解決節點工作量的報告問題,Crust 基於 TEE 可信執行環境技術,提出了 MPoW,(Meaningful Proof of Work)中文叫有意義的工作量證明機制。

Crust 存儲節點會週期的向全網報告“我”提供了多少存儲空間、“我”存了哪些用戶文件等信息,在 MPOW 機制幫助下,報告中的工作量是可驗證並且可信的;

打包,指的是把工作量報告連同其它交易一起記錄並打包到區塊中。Crust 團隊設計了一種以存儲資源定義額度的PoS 共識算法,叫 GPoS(Guaranteed Proof of Stake,擔保權益證明)。

通過第一層 MPoW 機制提供的工作量報告,Crust 鏈上可以獲得所有節點的存儲工作量,而第二層的 GPoS 算法,就是根據節點工作量爲每個節點計算一個 Staking 額度。再根據這個額度,進行 PoS 共識。

服務,就是面向用戶的存儲服務。一句話總結,就是怎樣能爲終端用戶帶來高質量的去中心化存儲服務。大家可以類比常用的雲服務,比如針對 C 端的雲盤和 iCloud,以及針對 B 端的阿里雲和亞馬遜雲等等。

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Crust 去中心化雲的目的,是通過區塊鏈技術激勵節點對數據提供去中心化的存儲和計算。最終體現出無處不在的去中心化的數據存儲和計算能力。


02. Crust 可以被應用在哪些場景下?


Crust 的去中心化存儲層,提供的是一個分佈式文件系統。同時,Crust 封裝了一些標準接口比如 Amazon S3-like,任何涉及到數據存儲的應用場景如雲服務、邊緣計算、以及去中心化應用等,都是 Crust 適配的場景。

尤其在邊緣計算場景下,相比於中心化的雲存儲,Crust 的去中心化存儲更加貼近邊緣側,可以達到相對低成本高性能的效果。


03. TEE 是什麼,在Crust 中 TEE 承擔的角色是什麼?


TEE 是 Trusted Execution Environment 的縮寫,是主處理器上的一個安全區域,其可以保證加載到該環境內部的代碼和數據的安全性、機密性以及完整性。

TEE 可信執行環境技術,本質是提供一種保證數據和代碼執行的安全空間。這個空間裏的代碼和數據,不受常規操作系統的影響,可以有效的保證數據機密性和完整性。

在 Crust 裏,TEE 像一個誠實的監督員。週期性的檢查節點是不是正常工作,有沒有錯存漏存用戶數據,這就是 Crust 的 MPoW 機制,大家可以關注「白話MPoW—如何證明有意義的工作量」這篇文章,裏面有對 MPoW 細節的描述。

同時,TEE 還承擔了 “保險櫃“ 的功能。對於用戶的敏感數據,TEE 的加密可以讓存儲節點自己也無法對用戶的隱私進行讀取。就像金庫出租者自己也打不開客戶的金庫一樣。


04. 如何對企業數據進行隱私保護?


Crust 可以負責數據的存儲,而隱私數據的雲存儲將成爲新突破。

企業可以直接使用 Crust Pan 客戶端(Crust 雲盤),或在企業數據平臺兼容 Crust SDK(S3-like 接口)。

SDK 會將節點選擇、冗餘備份、檢索加速、元數據管理等功能進行封裝,企業只需要根據業務需要進行簡單的配置即可。如果配置了隱私,隱私數據的存取將會全程加密,這也會使得更多企業將業務數據上雲。


05. Crust 和 IPFS 有什麼聯繫和區別?


Crust 和 IPFS 的關係是激勵層和存儲層的關係,就像是 Filecoin 和 IPFS 的關係一樣。Filecoin 協議羣通過激勵來鼓勵網絡中的節點提供存儲能力,而 IPFS 恰好可以提供這種存儲能力。

下面主要對比一下 Filecoin 和 Crust 在去中心化存儲激勵層的聯繫和區別。

現階段,去中心化存儲的激勵層有兩個關鍵性的問題:證明和激勵。證明主要指的是,如何將鏈下的存儲狀態正確的反映在鏈上,而激勵就是對存儲節點的激勵方案,也就是節點獲取獎勵的方式。

Crust 和 Filecoin 解決這兩個問題所使用的方法以及技術路徑有着很大的不同。

在證明方面,Filecoin 的複製證明(PoR)和時空證明(PoSt)的實現是大家目前最爲期待的。在 Filecoin 的技術路徑中,精巧的零知識證明和 VDF 算法都是非常新穎的技術。

但從 Filecoin 的測試網數據來看,大量複雜的證明算法帶來了大量的計算開銷,比如存儲節點需要 128G 的內存並配以 GPU 來進行證明的計算等。相比較而言,Crust 通過引入 TEE 技術而設計了有意義工作量證明(MPoW)。

MPoW 的證明過程可以非常簡單和高效,而很多個人電腦都是支持 TEE 的。也就是說,解決同樣的證明問題,Crust 的成本和門檻都更低,這是解決證明的思路不同。

再來談激勵。Filecoin 和 Crust 的節點激勵前期主要都來源於區塊獎勵,但不同的是,在 Filecoin 目前的經濟模型中,Filecoin 的區塊獎勵是歸屬給出塊節點,而節點出塊概率則是與節點的工作量成正比,其本質是多勞多得的 PoW Base 模型。

而 Crust 的 GPoS 機制,出塊獎勵跟每個節點的抵押量成正比,而每個節點的抵押量上限,則受到節點提供存儲量的限制。所以 GPoS 的本質是 PoS Base 的。這也是參考了 Polkadot 的 NPoS 模型進行的創新和設計。

同時,由於節點可接受的抵押額度受到存儲量的限制,GPoS 可以很好的規避 PoS 的中心化問題。


06. Crust 的共識機制和經濟模型是什麼?


Crust 網使用的是 GPoS(Guaranteed Proof of Stake)共識,稱爲以存儲資源做擔保額度的 PoS 共識。

和現有的 PoS 項目類似,節點需要將 CRU 通證 Stake 來競爭生成區塊的權利,不一樣的是節點還需要提供存儲資源以獲取相應的擔保額度,有了擔保額度才能 Stake 相應數量的 CRU。

在這個機制下需要有存儲資源和 CRU 通證兩類資產纔可以成爲節點,將資源型(如比特幣)和通證型(如 Cosmos)共識機制的優點結合起來,更有效的保證網絡安全性。

如果想從共識上攻擊 Crust 網絡,除了需要擁有大比例的 CRU 通證,還需要能控制足量的存儲資源,這樣的設計會讓攻擊難度變得非常高。

節點在擁有存儲資源擔保的前提下,還可以尋求擔保人使用 CRU 爲其擔保。即節點 Stake 的 CRU 可以是自有的也可以是來自擔保人。擔保人選擇爲節點擔保,除了可以獲得收益外,也需要承擔節點被處罰的風險。

如果節點因爲觸發了處罰機制被系統罰沒資產,擔保人也要按所擔保比例被罰沒。在這個機制下,擔保人會傾向選擇誠信的、服務質量好的節點而爲其擔保,在擔保收入和處罰風險之間由市場決定出一個平衡。

作爲一個底層數據存儲的網絡協議,Crust 提供了存儲資源交易的功能,CRU 通證在這個交易市場中作爲交易合約的保障金來保障交易市場次序。

最後,和其它區塊鏈項目類似,CRU 通證還會作爲使用網絡的交易費,類似以太坊中的 Gas。它也可以直接用於購買網絡中的資源服務。


07. 如何配合代幣進度和生態發展?


經過和多方充分討論後設計了 Crust 的代幣模型,目前完整的經濟模型沒有對外發布,這裏提前給大家介紹一下。

Crust 網絡中的原生代幣主要有 6 大功能:

  1. 用於 Staking 維護 Crust 網絡的 GPoS 共識
  2. 用於擔保所選的節點
  3. 作爲提供資源服務的合約保障金和佣金
  4. 作爲使用網絡的交易費
  5. 可用於購買資源服務
  6. 用於鏈上治理機制的競選和投票,並對提案進行表決

代幣的價值和 Crust 網絡的規模相關,當 Crust 網絡被大量的用戶使用時,CRU 的需求相應的會上漲。

Crust 的代幣分配方案中,60% 的比例分配給上線後的資源節點的“挖礦”工作,16% 左右會投放給項目的關注社區,8% 左右用於孵化生態應用。其餘部分轉讓給一些早期投資人和項目團隊。

目前,Crust 的代幣長期通脹率設定爲 1.8%,通過手續費的銷燬機制,代幣通脹率極低,甚至是可能出現通縮的。

Crust 的代幣和生態結合很緊密,代幣受益於生態的發展,但代幣的行情並不會影響項目發展。比如說我們的服務市場交易可以接受像穩定幣這種用戶友好的計價幣,交易手續費也是類似 ETH 的 Gas 機制。生態內的應用都市場定價,遵循市場機制。


08. 項目爲什麼要選擇 Substrate?


首先,Substrate 的技術框架非常優秀,對 Crust 這種應用型區塊鏈的性能和功能支持很友好,比如:BABE/GRANDPA 算法對實現 GPoS 共識協議起到了關鍵作用,Offchain Worker 也很好的支持了 Crust 存儲市場的實現。

其次,由於 Crust 的存儲工作量共識基於TEE技術,而TEE技術有多種解決方案,如 IntelSGX、AMD SEV 和 ARM Trustzone。Crust 基於 Substrate 搭建的自治機制可以用來維護 TEE 解決方案列表。

最後,XCMP 協議爲 Crust 跨鏈生態帶來了可能性。試想未來 Crust 提供的存儲服務,可以用多種 Token 購買,生態內的任何項目都可以使用 Crust 帶來的存儲能力。這是一個 1+1 大於 2 的結合。


09. Crust 如何加入 Web 3 / Polkadot 生態,將產生哪些影響?


從功能和技術上看,Crust 在 Web3 協議棧的定位,是屬於“Data Distribution Protocols” ,Crust 存儲層協議有能力提供上層協議需要的加密存儲以及大運算量計算的支持。

Crust 的上層設計包含存儲市場、檢索市場、文件管理等機制,天然的需要兼容一些去中心化的數據傳輸協議、應用以及金融系統,而這些協議和應用都在 Web3 生態中已經有了較爲完備的實現。

比如一些 Web3 生態的文件協議如 DAT、Shift 等,可以提供靈活的文件管理功能,並更好的支持了動態文件的版本控制,但都需要 Crust 這樣的存儲激勵層來提供最基本的存儲資源。

最後,Crust 項目已加入 Polkadot 生態,有效支持生態內的項目和應用。由於 Crust 與 IPFS、Phala 等項目在技術上緊密結合,Crust 還可以有效的擴大 Web3 的技術生態。


10. 近期動態和未來一段時間的計劃


2020 年3月,我們上線了 Crust 開發測試網,與此同時我們會開放部分源代碼。Crust 先後加入 Substrate Builders Program、Web3.0 Bootcamp,以及獲得 Web3 基金會 Grant 。Crust 期待可以通過更緊密的合作,最終實現分佈式雲生態的構建。

我們計劃在同年 7 月上線 Crust 公開測試網,在這個版本中 Crust 將支持完整功能的經濟模型和存儲交易市場,並計劃聯合 Phala 測試網,爲 Web3 應用提供去中心化的存儲。

Crust 主網預計在 2020 年底上線並接入 Polkadot 插槽。

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