AO 节点工作坊——介绍 AO-Core、HyperBeam、以及如何运行节点

编译：Kyle

审阅：Lemon

来源：内容公会 - 新闻

原文首发于：PermaDAO

原文链接：https://permadao.notion.site/AO-AO-Core-HyperBeam-1a527607c4398036bbfae5c04bdc0440?pvs=4

大家好，非常感谢大家今天加入我们的工作坊。这次我们很兴奋，因为我们可以开始接入首批节点运营者。今天我将带大家了解什么是 AO-Core，它是 AO 底层的基本原语。我还会介绍如何在你们自己的设备上运行它，以及未来的发展路线图和我们当前的进展。

认识 AO

首先需要理解的是，AO 是一个超并行计算机。它的执行环境与传统的智能合约有很大不同。因此，为这种新型环境运行节点的方式也与众不同，不太像运行以太坊验证节点或其他任何区块链。

AO 的节点运营者可以做出很多决策，而系统的用户则通过与节点运营者形成一个市场，来选择哪些设备应该执行计算任务。为了让大家明白这一点，我们将先从技术层面了解 AO-Core 的功能。

AO-Core 从技术角度来说是什么？

要正确理解 AO-Core，我们需要回到区块链的本质。或许最好暂时把你对当前区块链的认知放一边，这样可能会更容易理解这个新系统的工作原理。之后我们再逐步探讨去中心化网络在实践中的样子。

如果我们从一个高视角——比如 3 万英尺或 10 万英尺的高度——来看，互联网是什么？

简单来说，互联网是一个由众多参与者组成的分布式机器，这些参与者并行运行。而这些机器之间的每一次连接都需要信任。

我们习惯于在互联网连接中使用加密技术。比如，当你访问银行或交易所时，不同参与方会通过加密通道互动，这样没人能窃听。但这些状态转换——比如银行通知交易所某人存入资金，交易所执行交易并告知用户结果——仍然依赖于信任。

分布式网络中的每次交互都建立在信任之上，每个参与者都被假定会准确报告状态转换的结果。每个服务独立运行，维护自己的状态，但没有记录说明这些状态是如何达成的。这导致一个根本问题：你无法与不信任的服务直接交互。这不仅仅是理论上的问题，而是现实中非常昂贵且常见的情况。

即使在使用区块链网络时，你很大程度上还是得信任 RPC 提供商或网关提供商来准确告诉你发生了什么。互联网上的每条连接默认都是未验证的，你可以叠加一个区块链网络，但如果依然通过旧协议和服务交互，就无法完全确定发生了什么。

确实有很多例子表明，区块链网络边缘的中心化服务——比如 RPC 提供商——给用户带来了麻烦。比如去中心化金融（DeFi）网络的界面被黑客攻击，用户以为自己在直接与网络交互，但实际上并非如此。这只是众多例子之一。在传统区块链网络中，虽然核心部分是无需信任的，但连接到区块链的通道仍然需要信任，就像互联网上的其他部分一样。我们就像在信任计算和通信的广阔网络中，建造了一些无需信任的计算小岛。

信任的成本不容忽视。从多个角度看都如此，不仅仅是硬件供应的问题。以存储为例，Arweave 网络的收费大约是每太字节每月 78 美分，而最便宜的中心化提供商 Backblaze 收费 6 美元，AWS 则高达 23 美元。为什么 Arweave 的矿工能以这么低的成本提供存储空间，而 Amazon 和 Backblaze 不行呢？

答案在于，Arweave 的矿工无法直接接触用户，用户也不像信任 Amazon 那样信任他们。Amazon 依靠品牌和声誉积累了信任。因此，当企业需要购买云存储时，他们会选择 Amazon 而不是 Backblaze，即使后者价格只有前者的四分之一。

像 Arweave 这样的去中心化物理基础设施网络，让用户可以以最小的信任与远端的提供者连接。如果你信任 Arweave 网络——它完全透明，你可以自己审计，理解其数学原理，知道它通过无信任的验证机制确保数据存储——那你就可以使用它。你可以将文件、数据、应用甚至网络服务部署到上面。目前 Arweave 上已有 150 亿条信息，人们用它做了很多事。只要你信任网络本身，就无需信任底层的存储提供者。这些提供者虽然拥有存储资源，但无法直接卖给企业客户，因为企业客户还不信任他们。因此，在这些系统中，信任的成本非常高，不仅仅体现在硬件上。

同样的比较也适用于传统金融服务。比如，人们选择富达（Fidelity）这样的大型机构购买 ETF，而不是小型 ETF 提供商，因为他们信任这些大机构。如果你看看这些服务的交易量，就能发现用户为这种本质上是算法化的服务支付了巨大的信任成本——其实完全没必要依赖信任。

AO 的做法是模仿互联网的架构，创造一个与网络平行的计算原语。它采用与互联网相同的“参与者模型”（Actor Model）：多个服务异步互动，比如银行和交易所通过消息相互通信，只有在需要时才进行交流。这与传统区块链网络完全不同——在传统区块链中，每个人的事务都是全网的事务。比如在以太坊上，如果有人在 Uniswap 上交易，全网都会停下来验证，确保状态转换正确。这确实提供了强有力的验证，但效率极低，永远无法达到我们希望通过 AO 实现的去中心化超级计算机的规模。

AO 还提供了一个灵活的模块化机制，最大限度减少系统中各参与方之间的信任需求。AO-Core 本质上是一个简单原语，用于表达“这是一次计算，这是输出”，并将其与某个参与方的证明绑定在一起，从而实现可证明的错误——如果出错，你能看到错误发生。同时，它还允许你组合这些证明。你可以让任意多的人来验证交互的正确性，既不多也不少。AO-Core 的核心就是这样，上面的一切不过是这个系统的应用，以及基于相同基本原语构建的模块化组合服务。

简单来说，AO-Core 是将区块链的理念融入 HTTP 层。我们把区块链的概念提炼到最基本元素，然后用已被广泛理解和支持的语言表达出来。

我们试图将区块链的原语融入现有基础设施，而不是反过来打造一个全新世界让大家去适应。这样它更容易被采纳。这一切都得益于去年通过的一项新互联网标准。

HTTP 消息签名（HTTP Message Signatures）

有趣的是，这项标准几乎与 AO 测试网启动的日子重合，它叫“HTTP 消息签名”（HTTP Message Signatures）。顾名思义，它允许我们在 HTTP 请求和响应中嵌入签名。我们看到这个标准时非常兴奋，因为 Arweave 的数据项格式与 HTTP 头部和主体有些相似。这让我们可以直接将 Arweave 上的数据表示为 HTTP 请求和响应，不需要中间格式转换，并且可以立即利用所有支持 HTTP 消息签名的工具——几乎每种编程语言都默认支持。

当你从 AO-Core 节点收到响应时，比如在浏览器中，那个之前未验证的最后一环——除非你自己运行区块链节点（几乎没人这么做，太不现实）——现在有了签名消息。你可以验证这个签名，它表明某个节点证明了某个资源（可以是数据、服务或状态表示）的正确性。这是 AO-Core 的两个基本构建块之一。

现在，网络不仅在节点间实现了验证，连到边缘用户（如 Alice 和 Bob）的连接也能验证，与节点间的连接同样可信。

哈希路径（Hash Paths）

AO-Core 的另一个构建块是“哈希路径”（Hash Paths）。互联网上的消息通常是连锁的，比如银行通知交易所用户存入资金，交易所再通知用户余额更新。这些是相互关联的交互：一个消息改变了另一个服务的状态，生成了新的消息传递给用户。我们可以用区块链的方式链接这些交互——消息 1 发生了，消息 2 基于此状态发生，最终到达状态 3。哈希路径简单来说就是对一系列交互的表示：基于初始状态和程序的一系列交易记录。如果你熟悉 AO 生态，就会知道它的“进程”（Process）层是在一个进程上记录输入日志，结合 Arweave 上的程序和初始状态，就能重新计算输出。

AO-Core 更进一步：系统中的每条消息、每次状态证明，甚至节点间的消息，都构成一个微型区块链。比如，用户向节点发送消息，节点获取进程的调度，得到响应并执行计算，再将结果返回用户。整个过程中的每条消息都构建了一个小区块链。这带来了一些有趣特性：比如用户请求银行向交易所转账并完成交易，影响了五个人，最终每个人的消息都包含了生成该输出的哈希路径——就像一个包含所有交互历史的 Merkle 根。这种输出直达浏览器，用户可以用现有网络基础设施验证。

哈希路径就像一个可验证的原子单位，告诉你“谁在何时说了什么”，更关键的是“为什么”。

哈希路径还有个有趣特性：它们是可预计算的。这解决了超并行网络（如 AO）的一个根本问题——没有强制共识，排序方式灵活，用户可以选择所需的序列方式。

你可能会面临多种不同的路径。在传统区块链中，要知道某笔交易后的状态，你得重新计算整个链。但哈希路径允许用户预先指定“如果应用 A 到 B 到 C，结果是什么”，只需知道消息标识符，就能计算出状态标识符。这就像计算状态的超链接，嵌入了网络原语。你可以用它比较不同节点在特定哈希路径上的输出，如果 Alice、Bob 和 Charlie 说状态是 X，而 Dennis 说是 Y，就能发现分歧，并通过分辨系统解决问题。

哈希路径还能组合状态证明。HTTP 签名消息支持堆叠签名，类似多重签名。原本这是为代理或缓存设计的，但 AO 将其用于组合 Alice、Bob 和 Charlie 的证明。如果 Dennis 意见不同，就能看出分歧，并据此解决故障。

另一个亮点是签名算法的选择完全灵活。HTTP 签名消息基于 RFC 9421 标准，默认使用 SHA-512，但也支持其他类型（如 ECDSA 或 RSA），甚至可以混合使用，依然可验证，这在现有生产环境中非常独特。

关于这一点，我们尚未完全理解其全部意义，但有一项观察值得关注。设想一个系统包含 4 个参与者，例如银行（在 AO 中可能是代币进程）、交易所（或许是流动性池）以及用户进程。当这些参与者间传递哈希路径时，路径会逐步组合。若用户进程第 6 次交互生成一条消息并向下游传递，你将获得一个 Merkle 根，作为证明依据。可利用此根验证其他进程先前状态。若扩展至最大范围，网络中每个进程及服务的交互历史理论上可浓缩为一个 256 位的 Merkle 根，并能追溯其中各交互位置。

这一特性颇具意义。它允许利用单一网络根验证错误或实现其他功能。此外，因基于 RFC 9421，你可调整哈希路径算法，仅接受附带底层状态转换证明的有效路径。例如，可采用零知识证明或 TEE（可信执行环境）认证，仅纳入 TEE 验证结果。如此，最终的 Merkle 根包含所有消息的状态证明，你可据此验证。例如，持有零知识证明或 TEE 节点签名，便可确认第 5040 号进程第 6 位输出为特定数据，因下游节点需附带证明方接受路径。

此机制极具潜力。我们仍在探索其 5 至 10 年后的应用前景，类似 Arweave 永久存储原语的深远影响。在大规模应用中，它提供了一个近乎涵盖网络全部计算的统一 Merkle 根。

因未强制共识，系统不存在单一根，而是在不同时点生成多个根。然而，各系统交互时自然传递并构建证明，这一特性不仅引人注目，且无额外成本。

这一过程自发发生，类似状态验证或某种共识，依哈希算法而定。作为分布式系统的副产品，它与互联网运作模式相呼应。无需增加传输复杂性，此机制自然运行。例如，Alice 通过小规模交易向 Bob 支付代币以观看视频，Bob 结算时，代币携哈希路径传播至其交易的流动性池，继而迅速扩展至网络其余部分。由此形成一种模糊共识，或至少是状态输入的可验证性，随网络使用逐步推进，无额外通信开销。

此特性颇具价值。AO-Core 作为一个原语，不强制单一虚拟机或安全机制，仅要求符合 RFC 9421 的证明机制及哈希路径传递，未限定具体使用规则。其架构采用“设备”（Devices）系统，即小型状态转换规则，类似区块链组件，但分解为可组合的独立单元，具备复用性。

例如，AO 进程依托 AO-Core 构建，需至少 6 个设备，实际多达十余至二十余个，可灵活组合，如替换调度器或执行引擎。与 Cosmos 和 Polkadot 的工具包理念相似，AO-Core 提供预制模块，允许按需拼装，并配以去中心化网络。今日我们启动节点运营者建设，启动新区块链仅需发送 HTTP 消息至 Hyper Beam 节点 URL。新功能添加仅需引入单一设备，节点运营者自主选择运行与否，形成用户与运营者的供需市场，驱动设备执行生态发展。

如何使用 AO-Core——HyperBeam

AO 测试网启动于 1 年前，原型始于约 18 个月前，包括调度、消息和计算单元，现已转化为可插拔设备。AO-Core 主网中，进程设备协调约 20 个下游组件，HyperBeam 平台（AO-Core 的实现）由此诞生，基于 Erlang 虚拟机重构，模块化基础设施，支持多样设备开发。

在 Hyper Beam 上运行的 AO，设备堆栈协同工作，提供统一用户体验，包括执行、支付及数据转换工具设备，另有安全设备为哈希路径和结果提供证明。

Hyper Beam 可视为 AO 设备的操作系统，开放平台允许节点运营者选择设备，用户按设备类型和定价分配任务。相较传统区块链的全局定价，AO 无此需求，运营者通过支付设备自主定价，用户比较选择。每请求即区块链交易，开发者可指定 AOS 进程输出网页，实时呈现动态信息。

例如，我通过 AOS 控制台发送消息，指定 HTTP 类型（application/html 或 text/html）及渲染数据，浏览器访问 URL 即生成页面，并附哈希路径与签名，证明数据准确性。此功能衍生出额外用途，可视为系统设计的附带优势。

其显而易见功能实为更大体系的副产品，如智能合约输出 API。它与网页类似，可返回价格或余额，供浏览器访问。如 Dexi 或 Permaswap 的流动性池服务，传统需“干运行”（Dry Run）耗费计算，现可通过进程直接输出可浏览资源。

更基础的一项特性是，设备输出的状态与哈希路径可缓存。Hyper Beam 节点支持构建 CDN，缓存结果并合并签名，利用成熟网络基础设施提升响应速度，开发者无需干运行。此外，可实现成本远低于 AWS 的无锁定服务器函数。

AO-Core 未强制共识规则，使其能提供无需共识却具区块链可验证性的服务。若设备配置得当，节点无需依赖调度机制确定操作顺序，仅基于当前哈希路径执行用户请求。例如，用户指定“在路径上运行 X”，节点应用后生成新路径 Y。此特性支持 WebAssembly 容器运行，类似 AWS Lambda 的服务器函数框架，输出结果并附带证明，兼顾灵活性与可靠性。

依安全机制，用户可确认结果准确性。此服务源于去中心化网络，无需信任单一提供者，哈希路径具移动性，杜绝锁定。

此功能的意义可通过云计算市场规模衡量，每年收入达数千亿美元，凸显其潜在影响力。

我们现可提供与 AWS 相当甚至更优的安全保障，连接硬件资源提供者与需求者。这些提供者虽无 Amazon 的品牌信任，却通过 AO-Core 实现低成本服务。虽未知具体价格，合理推测将显著低于现有水平，此为系统一大亮点。

另一点是简化 DePIN 网络构建，仅需添加状态转换组件即可复用现有堆栈，显著降低启动难度。此特性令人兴奋，因 DePIN 崛起于信任最小化套利，提供与 Amazon 同等信任度的低成本服务。

此功能潜力巨大，Hyper Beam 可视为 DePIN 操作系统，AO 进程仅为其一应用，支持存储、计算等多种场景。节点运营者如应用商店般选择设备，新网络第 1 天即接入硬件提供者网络，已有人开始尝试。

早在数月前我们介绍 Hyper Beam 时，就已经有部分生态成员在开始开发了。例如，一项拉取请求添加 Web GPU 支持，使 GPU 可用于 HyperBeam 执行，节点直接从 Arweave 下载代码。此特性使 URL 栏具图灵完备性，组件通过名称复用，展现系统灵活性。

例如，在哈希路径调用“compute”，运行 WASM 阶乘函数（参数 1 或 11），URL 栏变通用计算工具。脚本语言可组合 URL，如调度进程输出，凸显系统灵活性。

这些基于现有技术，HTTP 签名消息支持多种编程环境（Rust、Go 或 C#），第 1 天即兼容，免去独立库维护，数据通过 Arweave 打包上传，开箱即用。

如何开始运行 HyperBeam 节点?

了解系统独特之处后，你们更能理解运行 HyperBeam 节点的意义。其模块化设计由运营者决定服务与定价，设备安装如传统应用。

当前，每个设备都能插拔，独立升级，就像普通操作系统的应用商店一样。我们会定期发布、更新它们。我们在 Forward Research 内部将它们分为三种成熟度表示：分早期访问、预览版及候选发布三类。候选发布版功能稳定，更新微小，遵循“比特币化”原则，确保 AO-Core 协议稳健性，Arweave 即为一例。

今天我们发布了预览版的 HyperBeam（Beta 版），可自行运行测试。AO-Core 核心实现稳定，含绿色候选设备及预览、早期访问设备供试用。

AO 生态始于 1 年前开启测试网。令人振奋的是，用户迅速开始进行有价值的交易，令人振奋。采用率与增长速度极快，至今势头不减，形成一个活跃网络，众多用户依赖，无法随意废弃，区别于常规测试网的频繁重置。AO 采用全息状态技术呈现智能合约运行情况，即使所有节点关闭，用户仍可自行运行节点恢复状态。这一特性为平滑过渡至主网提供了基础。

此过渡在全共识系统中难以实现，因主网与测试网共识不兼容，Arweave 和以太坊皆如此。但 AO 生态无需受限，用户已依赖“旧网”（Legacy Net），仅运行旧版节点实现。我们可实时替换底层机制，引入 Hyper Beam 节点，同时维持旧网，数据与规则共享，确保顺畅衔接。

2 月 9 日，我们发布支付中继设备，提供优先通道，用户可在 AWS 的 AO 操作系统（AOS）启用主网模式测试。此功能利用支付设备与旧网交互，提升高价值流量的处理能力。

旧网因免费计算问题频发，我们最初以此吸引用户，但如今用户需付费以确保交易优先处理并快速获取状态，Hyper Beam 支付机制为此而生。

今日发布 Milestone 2 预览版，支持 Hyper Beam 计算，含调度与消息推送功能，协调多进程运行，并在 TEE（可信执行环境）中提供可信证明，依托 AO-Core 通过 HTTP 签名消息实现。

此版本兼容旧网执行，即日起可用，GitHub 可查，期待大家探索。（HyperBEAM 代码库：https://github.com/permaweb/HyperBEAM）

未来的发展方向

我们下一阶段聚焦旧网完全兼容，关键在于调度单元对接 Hyper Beam，获取状态及可验证证明，进展公开可跟踪。同时，我将进一步提升设备的成熟度与稳定性。不久之后，我们计划实现 TEE（可信执行环境）的可验证性以及私有计算功能，其广泛的应用潜力将为系统带来更多可能性。

在短期内，我们还将重点打磨 WASM 执行环境。通过提前编译（AOT）技术实现接近原生的运行速度，结合私有计算与可验证输出，Hyper Beam 将全面支持，节点运营者可借此优先受益。目前，已有 Web GPU 和 WASM NN 设备投入使用，支持渲染和 LLM（大语言模型）计算任务，有效扩展了 AO-Core 的功能，GPU 接入可提升节点承载能力。。

尽管此技术对熟悉基础层面的受众而言易于理解，但向非技术群体阐释仍具挑战性。感谢各位坚持聆听。

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