《从零开始读懂web3》读书笔记—3深入理解web3｜3.3技术视角下web3的四个层级-2

按技术架构的分层思路，web3的技术应用可分成为四个层级，分别是系统协议层、基础设施层、用户用例层、系统接入层。

系统协议层：web3的操作系统和神经中枢。

基础设施层：web3的“水、电、煤”，有了这个层级应用才有可能大规模接入。

用户用例层：web3的市井烟火，这是用户集中使用web3的地方。

系统接入层：web3的任意门，用户通过这一层级可以正式接入并进入web3世界。

接下来具体来探讨一下基础设施层。

一 基础设施层:Web3 的“水、电、煤”

进入基础设施层就像打开电脑，电脑里有存储用的磁盘，有连接网络的网卡，有播放音乐的声卡，这些都是系统运行的基础设施。与电脑一样，Web3也有很多类似的基础设施，但也有很多不同的更加抽象的功能或服务。

1.去中心化存储

随着科技的进步，数据的存储形式从结绳壁画、书籍纸张发展到了现在的半导体数字存储器，实现了数据储存量的跃升。通过对海量不同维度数据的全方位精炼分析，我们实现了对数据价值的深度发掘，极大地提高了网络的边际效益。所以在21世纪的数字经济时代，数据是新的石油。

传统万维网的最初设想是，使人们能够收集我们所知道的一切。虽然当前的互联网已经取得了巨大的成功，但它还有一个致命的缺陷:网络中没有原生的统一数据存储层。当文件从网络中的中央服务器上被删除时，它们将会从知识库中丢失。

此外，对于某个应用程序，其作者和维护者若要删除或更改它们时，曾经驻留在这个系统中的应用程序将不再可用。

基于开源的区块链技术，Web3实现了去中心化的网络运算与存储，即无须存储应用状态的中心数据库，也不需要中央网络服务器来存放后端运行逻辑。这使得网络运行的控制权不再由一个实体拥有，而是由网络中的节点共同执行业务运算和网络运行。

IPFS

IPFS 全名为InterPlanetary File System，即星际文件系统，是一种内容可寻址的超媒体分发协议，旨在创建持久且分布式存储和共享文件的数据存储系统，是Web3 时代的基础数据存储协议。

IPFS网络中的节点将会构成一个分布式文件系统，在有数据存储需求时将数据分成几十份更小的数据文件，然后将小的数据文件加密后分别存储在几十个不同的节点中，避免了服务器的单点故障，也保证了IPFS上数据的安全性。

Arweave

Arweave是一个以实现数据的永久存储为核心价值主张的去中心化存储网络，目前其提供的核心服务是为数据提供分布式的永久存储，致力于成为Web3时代的数据存储基础设施。Arweave承诺可以为用户提供至少200年的存储保障，一次付费，永久存储。

Arweave沿用了(PoW)共识机制，并新增了访问证明(Proof of Access，PoA)共识机制，来鼓励“矿工”尽可能多地存储更多数据。

核心的 Arweave协议之上是永久网络(Permaweb)。Permaweb旨在打造一个全球性的、永久性的网页和应用程序网络。在某种程度上，它通常被称为永远无法删除的集体硬盘。

CeDeStor

除了 IPFS 和 Arweave外，我们还有Storj、Skynet(天网)和Sia 等去中心化存储解决方案。随着这些技术的成熟，还出现了Filebase和Pinata这样的分布式存储技术聚合供应商。

就像Amber Group、Coinbase这样的中心化公司利用从Maker DAO、Curve和Compound 等协议提供DeFi服务一样，中心化公司也在将分布式存储协议聚合，打包成更多可用的服务，为开发者提供部署更方便、成本更低、兼容性更高的入口。

2.数据分析与处理

区块链是一种公开在以太坊等公共区块链网络上的数据库，数据是公开可查的。

但是，直接对链上的原生数据进行查询分析，在大多数情况下是一件非常专业且耗时的事情。执行指令码将涉及遍历块、解析资讯，以及对其进行正确排序和提取资料。这既耗时又非常专业。

The Graph

The Graph是一个去中心化的链上数据索引协议。

2020年12月The Graph 主网上线，现在已经可以支持对30多个不同网络的数据进行索引，包括Ethereum、NEAR(协议)、Arbitrum、Optimism、Polygon、Avalanche、Celo、Fantom、Moonbeam和Arweave等。

它与传统的基于云服务的API类似，区别在于传统的API是由中心化的公司运营的，而The Graph的链上数据索引则由去中心化的索引节点组成。The Graph 设计了GRT通证机制，以鼓励多方参与自己的网络.

Covalent

Covalent是一个类似TheGraph的数据索引协议。它可以让用户快速地以API 接口的形式调用数据。目前Covalent支持Ethereum、BNBChain、Avalanche、Ronin、Fantom、

Moonbeam、Klayth及主流Layer2网络。Covalent既支持区块链全体数据类型，如交易、余额、日志类型等数据的查询，也支持对某一个协议的数据查询。

Dune Analytics

Dune Analytics提供了一个基于SQL查询的链上数据分析工具。Dune聚合了海量链上数据(在其数据库中)，用户可以轻松通过Dune提供的简单SQL查询工具对区块链数据进行查询、提取和可视化，它有助于用户更方便、快速地对链上数据进行查询、分析和可视化。

Footprint Analytics

Footprint Analytics旨在打造一个更低门槛的链上数据分析平台，用于可视化区块链数据，并梳理和集成链上数据，挖掘项目的深层数据和变化趋势。与Dune相比，Footprint 无须SQL命令来生成查询命令，用户在没有代码基础的情况下，也可以通过点击、拖曳等方式直接生成数据仪表盘。

3.数据通信

如何在不同公链和应用间更好地通信是Web3 的重要命题。

可扩展消息传输协议(Extensible Message Transport Protocol,XMTP)是一个去中心化的消息传递协议，作为Web3网络中的底层通信协议，XMTP通过构建开放的去中心化网络实现加密钱包和dApp间的通信，成为连接社区、协议、应用程序和用户的加密原生通信协议。

XMTP的消息以脱链的方式存储，这意味着XMTP可以跨不同的区块链传递消息。

当前，XMTP可以跨支持以太坊虚拟机(EVM)的公链进行互操作，因为所有支持以太坊虚拟机的链共享相同的Etherum钱包和地址格式，如BNBChain、Polygon、Avalanche或Optimism 等。

4.DID身份

当前的互联网设施中并不存储用户的身份和状态，而是由网站和应用来发放平台内的数字身份。

而在Web3中，用户与应用交互时需要有自己的钱包地址作为自己的链上身份编码。

这个地址是由非对称加密技术在用户设备本地生成的，私钥生成的地址被作为用户的身份标记，在链上交互时将被记录在链上，以确保用户可以用统一的身份在不同网络与平台间进行互操作。

Web3通过区块链原生地址和去中心化存储特性，实现了对用户身份的确定与对状态的可追溯存储，从而将DID身份变成了互联网中的基础特性。

5.安全审计

当前的Web3还处于早期的发展阶段，对网络安全和用户资产的保护是保证Web3发展的核心命题。

普通用户往往没有能力分辨项目是否安全，所以需要专业的安全审计公司进行安全审计。

一般意义上，安全审计公司主要受区块链项目委托对合约代码的安全性、规范性进行审查，给出项目的安全指数和详细的安全建议。下面将介绍 Web3 安全赛道的几个头部企业。

CertiK

CertiK是一家于2018年由哥伦比亚大学计算机系顾荣辉教授与耶鲁计算机系系主任邵中教授共同创立的区块链安全公司。

作为区块链安全领域的先驱，CertiK利用目前较为先进的形式化验证技术及AI审计技术，扫描及监控区块链协议和智能合约的安全性，并不断推出以Skynet为代表的SaaS ( Software-as-a-Service，软件即服务)产品，为加密世界的企业和用户提供了较高等级的安全解决方案。

SlowMist

SlowMist(慢雾科技)是一家专注区块链生态安全的公司。慢雾科技成立于2018年，目前为止，发展壮大，为区块链生态做足了基础。

Chainalysis

Chainalysis是为政府、交易所和机构服务的链上数据平台。Chainalysis为全球70多个国家和地方的政府机构、交易所、金融机构及保险和网络安全公司提供数据、软件、服务和研究，为合规、监管和调查提供了动力，并帮助解决了一些重大的刑事案现件，同时也帮助消费者安全地获得了加密货币。

在Web3快速增长的生态系统中，始终伴随着黑客攻击、洗钱和欺诈等恶性事件，而区块链网络中的匿名性使得这些活动难以被追踪。

Chainalysis通过Chainalysis Reactor、ChainalysisKYT、ChainalysisKryptos和Chainalysis Data等各种软件产品来服务机构和个人用户。这些软件可以检索和监测区块链上的活动，检测出洗钱、恐怖主义融资、儿童剥削和勒索等活动。

Chainalysis 通过与在这个领域的关键参与者(执法机构、监管机构、加密货币企业、金融机构和用户)之间建立信任，得以让该行业更快速地增长。

6.治理工具

（1）链上投票治理

前文中我们在讲DAO(去中心化自治理组织)的时候提到过链上投票治理。其实链上投票治理和我们熟悉的股东大会投票有点类似，组织内的成员都可以发起提案，由组织的全体成员进行投票，投票通过的议案可以在链上生效并存证，没有任何人可以伪造或篡改投票记录。

SnapShot是一个去中心化的投票系统，它为如何计算投票权提供了灵活性。

（2）金融交易

去中心化金融(Decentralized Finance，DeFi)是一种创建于区块链上的金融，它不依赖券商、交易所和银行等金融机构提供金融工具，而是利用区块链上的智能合约(如以太坊)进行金融活动。

DeFi平台允许人们向他人借出或借入资金，交易加密货币，并在类似储蓄的账户中获得利息。下面我们来介绍一下DeFi中的应用是如何运作的。

（2-1）自动做市商(Automated Market Maker,AMM)

区块链世界里的代币兑换，大多也是由大型的中心化交易所撮合交易的，如币安、Coinbase等。

在2018年以后的DeFiSummer中诞生的一批去中心化智能合约中，最核心的就是负责进行自动化代币兑换的Uniswap，Uniswap也是全球交易量最大的去中心化交易所(Decentralized Exchange，DEX)之一。AMM机制是DeFi世界中最伟大的发明之一。

恒定函数做市商是实现自动化交易的基础。