Metrics Ventures研报：发币在即，全面解读AO技术原理与生态潜力

1、存储起家，AO 助力 Arweave 重振旗鼓

Arweave 主网在 2018 年 11 月 18 日启动，五年多的十年里经历了 13 次主要升级，业务方向为永久性的去中心化存储服务。但是当我们观察网络数据变化时，发现上述的升级并没有真正让 Arweave 形成护城河，观察 Arweave 的业务数据可知：

进入 2023 年后，Arweave 的存储业务增幅明显放缓，存储数据增量大幅下滑，月度网络存储量整体徘徊在 2-4 TiB 之间，最低网络存储量是在 6 月，只有 1.43 TiB， 2023 年全年存储量总计 32.96 TiB，相比之下， 2023 年 Filecoin 网络存储量总计超过 1.8 EiB（1 EiB = 1, 048, 576 TiB），可见在去中心化存储上，Arweave 丝毫无法撼动 Filecoin 的统治地位，业务扩展十分艰难。

不仅在同类业务的横向竞争上难以突破，Arweave 所处的赛道——去中心化存储，与普通散户来说有一定的距离，普通用户没有太强动力使用，也无法快速感知基本面的变化，在新的牛市中，去中心化存储多多少少乘上了 AI/DePIN 叙事的东风，但也只是新瓶装旧酒，没有获得太多市场的关注。

这样的困境同样反映在币价上，以一年期为分析周期，在 2024 年 2 月以前，AR 的价格一直徘徊在 6-10 刀左右，大幅跑输 BTC，没有随着主网升级和牛市的启动出现上涨，直到创始人 Sam 于 2 月 14 日公布 Arweave 正式推出 AO。

Arweave 作为存储协议仅仅只能被看作一个硬盘，只靠一个硬盘是无法承载更大的叙事和使用场景的，在过去很长的时间中，Arweave 寄希望于其他的协议来使用自己这个硬盘，但收效甚微，过于远离普通用户的基础设施，也缺乏市场的关注。于是，Arweave 打造了完美兼容自身硬盘的 CPU——AO，这也使其币价从$ 8 迅速上涨到接近$ 50 。本文将主要介绍 AO 技术原理和相关生态。

1.1 AO 技术原理：如何实现可验证的无限计算？

AO 是运行在 Arweave 上的 Actor Oriented（基于角色的）计算机，被设计为一个可以驻留任意数量并行进程的环境，进程之间通过开放的消息传递层进行协调。

AO 的最核心的特点可以被归纳为两个：

（1）任意数量的进程并行运行，即对计算能力的无限拓展；

（2）计算结果的可验证性和可复现性，从而实现最小信任化。

在介绍 AO 如何实现上述功能前，首先了解一下 AO 的基本构成。AO 系统中包含两类基本单位：进程（Process）和消息（Message），以及三类基本单元（也可以看作是三种重要角色）：调度单元（SU）、计算单元（CU）和信使单元（MU）。

• 进程：网络中的计算单位。进程的状态可以通过计算单元进行运算得出，同时进程可以接受用户和来自其他进程的消息。在具体的定义上，$P_i$ 代表第$i ^{th}$个进程。定义 $P_i$ = ($Log_i, Init_i, Env_i$)，其中$Log_i$  是   $Pi$ 的所有消息的有序序列，$Init_i$  是 $P_i$  的初始化数据，$Sched_i$ 是 $P_i$ 的调度器，$Env_i$  是  $P_i$ 的计算环境，在给定时间步骤下，$P_i$  的状态 $S(P_i) = F(Log_i, Env_i)$ ，其中 F 是一个函数，由 $Env_i$  定义，根据消息日志计算状态。

• 消息：在 AO 中与进程的每次交互都表示为消息，消息的本质是符合 ANS-104 标准的数据项，消息格式的统一至关重要，整个 AO 的环境通过统一的消息在 Arweave 的去中心化数据层上进行结算处理。

• 调度单元：调度单元负责为发送给进程的信息分配原子递增时隙编号（类似于以太坊 nonce），也就是对进程消息进行排序。分配后，调度器需要确保数据上传到 Arweave，从而永久地供其他人访问。

• 计算单元：计算单元是负责计算 AO 中进程状态的节点，计算单元之间形成类似于去中心化计算协议（Akash）的计算市场，计算单元之间相互竞争，完成计算进程状态的服务，服务完成后，计算单元需要返回计算结果和带有签名的状态证明。用户如果不信任单个计算单元，可以进一步向更多的计算单元发起请求。计算单元需要进行一定的质押，如果提供了错误状态，其质押将会面临罚没。

• 信使单元：信使单元负责接收来自客户端的传入消息，将这些消息路由到指定的调度单元，然后从计算单元中检索结果。

AO 实现可验证的无限计算能力，技术要点主要包括以下几个方面：

（1）基于存储的共识范式（SCP）：AO 计算机通过在 Arwearve 中对消息日志的全息态存储来达成共识，Arweave 被当作一个持续且不可变的日志记录册来存储所有消息日志，确保交互日志永久可用，从而允许任何网络参与者计算状态。

（2）仅需要就数据顺序和存储达成共识，不需要就状态达成共识：比特币和以太坊等区块链采用传统共识机制，即让网络参与者就账本状态达成一致，所有节点需要验证并就当前状态达成共识，这造成了计算资源的浪费，限制了网络的速度和可扩展性。AO 则不需要对状态达成共识，只需要对交互日志在 Arweave 中的顺序和存储达成一致即可，即 AO 的状态“全息”地隐含在 Arweave 托管的消息日志中，虽然没有对状态达成共识，但每个人原则上都可以通过 Arweave 存储的数据计算出状态，如果用户想要获取状态，可以请求计算单元完成计算并提供证明。

（3）AR 与 AO 的功能分离：结合上述分析，AR 和 AO 各司其职，AO 不解决验证问题，只负责完成消息的传递、排序和状态的计算，主要处理计算问题；Arweave 负责处理安全性和可验证性问题，就数据顺序达成共识，并保证永久不可变的去中心化存储。AO 根据 Arweave 上的交互日志完成存储，但不能对 Arweave 的共识进行修改。

（4）基于消息传递的并行计算架构：实现并行计算的两种基本方法为共享内存和消息传递，AO 采用了消息传递的架构，与之相对的是以 Solana、Sei 等并行区块链使用的共享内存方式。在共享内存方式中，当一个用户访问和修改某些数据时，其他用户则无法修改，即需要在“锁竞争”的过程中相互等待，直到该用户“解锁”数据后，其他人才能访问，因此这种方式的可扩展性存在一定上限。而 AO 仅需要在交互时发送交互信息，不存在需要“锁竞争”的等待，实现了横向扩展，这使得其并行可扩展性达到了任意规模。

（5）AO 的模块化架构：AO 的模块化体现在 CU、SU、MU 的分离，用户可以随意选择合适的排序器、消息中继器、计算单元，甚至系统级的虚拟机也有可以随意替换，从而支持多种智能合约系统中的进程引入 AO。CU、SU 和 MU 可以实现横向扩展，保证了计算能力随需求的增加。

基于上述分析，AO 网络中的关键性流程包括：AO 网络中的交互信息在通过 MU 验证签名后，传递给 SU，经过 SU 的排序后上传到 Arweave，并在 Arweave 上就顺序达成共识并存储，当用户需要获得状态时，会通过 MU 将消息传递给 SU，SU 选择合适的 CU 并将消息交付给 CU，CU 通过 Arweave 上的数据完成状态计算，将输出通过 MU 返回给用户。

1.2 AO 的技术是否具有护城河？

为了探讨这一问题，我们将 AO 与两类相似的项目进行对比：并行性的高性能公链（如并行 EVM、Solana 等）以及去中心化计算协议（Akash）。

并行性高性能公链与 AO 的对比：

主要的差别在于并行性计算的基本架构的差异，在这里我们将以太坊作为一个基准对象，能够更好地说明 AO 的差异性。以 Ethereum 为代表的传统 EVM 按顺序处理交易，一次只能由一个交易修改状态，整个系统呈现单线性的前进模式。

并行性的公链一般就非冲突或不重叠的事务可以完成并行处理（冲突事务：一般指多个事务试图同时访问和修改相同的数据或状态，这种冲突通常会导致数据不一致），比如 Sealevel 允许 Solana 同时处理成千上万的智能合约，每个事务都描述了它将读取或写入的状态，系统通过识别不重叠的事务，完成对这些不重叠和不冲突事务的并行执行，并行 EVM 类似，是对非冲突事务进行并行处理，以 Monad 为例，其核心过程包括三个：（1）乐观执行，即乐观地认为所有事务均为非冲突，同时开展并行执行，但可能导致错误，通过跟踪输入输出比对，对数据不一致的地方将重新执行交易；（2）调度和依赖，为减少不必要的重复执行，Monad 会通过静态代码分析器预测事务间的依赖关系，即预先识别一些事务之间的可能冲突来优化执行；（3）状态合并，交易并行执行后，每个交易更新的状态需要进行合并，保证整个区块的状态一致性。

尽管提高了系统效率，但并行性公链存在很明显的扩展瓶颈：只能对非冲突事务进行并行处理，如果涉及到对相同状态的访问和修改，依然涉及到”锁竞争“的问题。AO 与并行性公链的差异在于：（1）使用消息传递而非共享内存的并行计算架构；（2）仅对存储的数据的顺序达成共识，不需要对状态达成共识。这使得 AO 具有更强的并行可扩展性，调度单元、信使单元和计算单元均可以横向无限扩展，保证了计算能力的无限扩展。

去中心化计算市场与 AO 的对比：

以 Akash 为代表的网络提供了一个用于容器托管服务的去中心化计算市场，但是牺牲了创建去信任服务的能力，即其计算结果不能实现可验证和可重现，因此失去了智能合约的能力。相比之下，AO 的计算是可验证的计算，得益于其全息状态存储机制，AO 甚至可以保持传统智能合约的属性。AO 确保了交互日志被写入 Arweave，并具有持久的可用性，状态可以由任何参与者计算出来，所有人都可以重现这一计算过程并验证其他计算者的正确性。保证可验证性和去信任服务的措施可以被总结为以下几个方面：（1）所有交互日志在 Arweave 上的全息存储，使得计算过程可重现；（2）计算单元需要提供关于计算结果的加密签名声明；（3）计算单元需要质押，当计算结果出现错误时将会面对罚没。

综上所述，AO 和 AR 结合的架构既保证了计算能力的无限扩展，又保证了计算的可验证和最小信任化，相比于现有的相似项目来说具有一定的差异性和护城河。

1.3 AO 生态正在蓬勃发展

AO 生态还处于非常早期的阶段，但正在蓬勃发展。从 AOlink 的整体数据来看，目前 AO 网络处理消息的数量已超过了 116 M，每日用户数量达到在巅峰时期达到 5 K 以上，但近期回落到 1.5 K 附近，其中 AO 网络的测试代币（$AOCRED，用于发放给 AO 网络的建设者）持币人数也已突破 4100 。

AO 测试网发布后的三个月内，AO 网络中初步建立起基础设施和金融系统，包括跨链桥、预言机、钱包、AMM、稳定币协议等，同时游戏、社交、Memecoin、AI 等应用也正在建立中。

（截止 2024/4/26 的 AO 生态全景图，来源：@everPayHQ @ArweaveSCP）

其中的重点协议包括：

• AOX：AO 生态首个跨链桥，基于 MPC 技术为 AO 网络提供资产跨链服务，目前正处于 Beta 阶段，仅支持$AR 在 Arweave 和 AO 网络之间的跨链，在 AO 中对应为 Wrapped AR，目前启动激励任务，用户通过完成跨链操作等任务赚取$TAOX 测试代币，可能对应未来正式代币空投。

• 0 rbit：AO 网络的预言机，支持将任意数据通过有效的 URL 带到 AO 的进程中，用户通过向 0 rbit 发送消息请求数据， 0 rbit 节点将获取数据并传送给用户的进程。

• Arconnect、aoWebWallet：AO 网络的钱包基础设施。

• Astro：AO 网络的稳定币协议， 4 月已上线测试网，目前可以领取测试代币 tAR，通过 tAR 铸造稳定币 USDA。

• Permaswap、ArSwap、Bark：AO 网络中的 DEX。Permaswap 于近日刚刚上线 AO，目前支持 Wrapped AR 和 AOCRED 之间的兑换；ArSwap 和 Bark 上线更早，支持的资产种类更多，除了 AOCRED 和 Wrapped AR 意外，还支持生态内其他的项目或 meme 代币。

• typr：AO 生态的 Twitter，社交应用，开放的功能和 UI 基本与 Twitter 相同，包括 post、长文 story 和 chatroom 等，但支持用 TRUNK/Wrapped AR/AOCRED/typr 测试代币四种资产打赏。

• Permaverse：AO 网络的游戏和元宇宙发行平台，目前已发行的游戏是 dumdum，玩家可以通过抚摸自己的 dumdum（一只绿色大象）来获得积分，对应潜在的空投奖励，同时也为 dumdum 搭建了非常简单的元宇宙环境。

• AO Games：本周刚刚启动的游戏和元宇宙发行平台，在推特中提到的产品特征包括：类似Web2的游戏体验、能够集成链上 AI 等。

• outcome_gg：AO 生态的预测市场，预测指标包括 AO 生态、游戏、defi、meme、商业和科技等，项目公布之后或将引入 AI 自主代理，通过依赖 LLM 开展预测竞赛。

• TRUNK、Aetheris：AO 生态的 memecoin。

• AOVM：AO 生态的 AI 工具，对终端用户，可以利用人工智能作为个人助理、市场数据分析等工具，对开发人员，可以作为智能合约开发助手，产品尚未上线。

总体来看，AO 生态还处于非常早期，刚刚进入”打地基“的阶段，多数应用还处于白皮书阶段，甚至只有推特和网站页面，没有具体产品和技术文档上线，AO 网络的技术能力尚未在应用层得到释放和检验。AO 生态的发展也将反哺 Arweave 的存储业务——外部业务拓展不畅，那么自行搭建的 CPU 将释放这块硬盘的潜力。

2、AO 与 AI 赛道有什么关系？

在 AO 推出后，Arweave 被重新与 AI 赛道和并行 EVM 赛道中的项目进行比较，在前文我们已经介绍了 AO 与并行 EVM 的区别，本部分讲对 AO 在 AI 赛道中的位置进行简要分析。

AO 本身采用了 Actor 模型进行设计，而 Actor 模型本身与 AI 研究存在着紧密关系，其核心思想是系统的每个组件都可以是一个独立的、自主的代理，当需要交互时通过发送消息来实现，该模型中的 Actor 和 AI Agent 十分相似，这也使在 AO 生态托管 AI 模型、建立 AI 应用成为了极具吸引力的方向。那么具体来说，AO 将如何解决赋能 AI？

一句话概括，AO 使得 AI 模型上链变得更加可行，能够实现 AI 模型可验证性的计算，从而促进 AI 模型集成智能合约，并拓展 AI 在 Crypto 世界的使用。

首先，模型上链指将 ML 模型存储在区块链的智能合约中，并可以通过调用智能合约的方法来使用模型，但是这需要：（1）将 AI 模型和数据存储在链上，即在成千上万个节点中保存完整的模型与所需数据，存储成本极高，对模型尤其是大语言模型的链上存储是经济上不可行的；（2）计算资源有限，同时区块链具有较高的延迟和较低的吞吐量，都会限制对 AI 模型的高性能计算，在链上进行 AI 模型的运算，需要所有节点同时完成计算过程，这种单线程的架构显然无法支持。

因此，目前主要在链下执行模型计算，并将结果返回链上，一种折衷方法是使用 opml/zkml 实现推理结果证明的上链，以提高链下计算的可验证性。

相比于传统区块链（如以太坊），AO 的技术优势在于：（1）能够原生地接入 Arweave，AR 提供了存储层，使得低成本地存储大规模的数据成为可能；（2）能够实现可验证的、无限扩展的并行计算。这使得 AO 能够解决传统区块链中模型上链的许多问题，比如可以存储 AI 模型，使得托管大语言模型成为了可能，此外并行计算能力有效缓解了对计算资源的需求，不需要就所有节点重复完成模型计算，减少了计算冗余，提高了计算效率。另外，Arweave 中所有数据都可以作为 AO 计算的输入，这也大大提高了链上模型所能使用的数据，促进链上代理或 AI 应用能够依赖更多可靠数据完成决策。

AO 生态在 AI 方面的第一个发力点将是 AI 与金融的结合，提出 AgentFi。AgentFi 是指利用 AI 的推理能力，创建并调整类似于基金经理的复杂策略，利用 AI 模型操纵金钱是一项敏感的事务，尤其是可信任性尤为重要，相比于在其他链上引入 AgentFi，AO 生态率先打通了计算的可验证性。目前推出的第一个项目为 Autonomous Finance，Autonomous Finance 希望实现的金融类 Agent 包括：DCA 资产管理 Agent、自主平衡的指数基金 Agent、具有定制风险策略的自主对冲基金 Agent、链上预测 Agent、高频交易 Agent 等，目前 DCA 投资 Agent 的产品已经上线，用户可以设置定投资产种类、滑点范围、流动性池、定投时间等参数，当然这并没有实现利用 AI 的智慧去制定投资策略，更多是停留在了不需要链外触发的合约自动化层面，我们还需要对后续产品的能力进行跟踪，以确定是认真的产品还是噱头。

3、相关代币经济学与筹码分析

2024 年 5 月 30 日，AO 宣布即将完成$AO 代币的发行，代币上线时间将为北京时间 6 月 13 日。此外与该项目相关的代币为$AR，在$AO 完成 TGE 前，$AR 依然是炒作的标的之一。

$AR 代币的最大供应量为 6600 万枚，初始铸造了 5500 万枚，目前已全部进入市场流通，剩余的 1100 万枚则是作为挖矿奖励，其中 10, 744, 796 枚代币已经被挖出，目前每个区块的挖矿奖励约为 0.75 $AR，每年还会减半，Arweave 每日挖出区块数约为 660 个，因此每日总流通的新增$AR 数约为 500 枚，挖矿产生的抛压很小。目前$AR 的流通供应量为 65, 744, 796 ，解锁率已高达 99.61% ，可以被视为处于全流通状态。

在代币使用场景上，$AR 被作为用户存储数据的支付媒介，以及矿工进行区块生产和数据存储的激励。Arweave 设有存储保险基金（Storage Endowment）机制，即用户缴纳的存储费用不会完全分发给矿工，目前只有 16.67% 会分发给矿工，其余则会自动进入存储保险基金，因此每当数据被上传时，Arweave 网络就会将流通中的相应数量代币，移至用于支付随时间而累积的数据存储费用的基金中（Endowment），这笔基金只有在矿工存储成本高于新挖矿奖励+交易费用总和时才会发放，以保证矿工总是有利可图。但自从 Arweave 诞生以来，没有人从存储保险基金中提取出一枚代币，这也使得存储保险基金被看作是$AR 的一种燃烧机制，当存储保险基金的增速大于新增的$AR 时，$AR 可以被视为进入通缩状态。

从币价走势来看，在 AO 发布后，$AR 价格快速上涨，在一个月的时间内上涨了 4 倍。在近期短暂的市场走熊过程中，AR 的价格逆势上涨，已接近新高，目前筹码密集区依然集中在$ 10 左右，另外的筹码密集区主要在$ 20-$ 40 附近，$AR 已经两度试探$ 47 左右的区域，目前价格再次来到这一水平附近。

在估值分析上，目前没有与 Arweave 和 AO 处于完全同类别的项目，具有相似业务的项目包括并行 EVM、高性能公链去中心化存储和去中心化计算协议。Arweave 在市值上与高性能公链以及 Filecoin 基本相当，相比于 Akash 和 Sei 则较高，但在 FDV 的对比上，公链和存储项目则远高于 Arweave。因此，考虑到 AO 生态还处于极度早期，主网未上线的状态，$AR 目前的市值并没有处于显著低估的状态，但是几乎全流通的状态减少了代币发放带来的稀释作用，可能在后续面临的上涨阻力会相对较小。

与代币密切相关的还有 AO 代币在未来的发行，根据官方消息，$AO 将以 100% 公平发射，没有预挖、预售和优先获取，代币总量为 21 M，每四年进行一次减半。重要的是代币获取的方式：（1）资产桥接至 AO（2）持有$AR（3）参与 AO 生态的建设。目前 AO 的具体代币模型还未公布，根据 AO 提出者之一 outprog 在 X Space 中的回答，AO 代币和 AR 代币在职能上将各司其职，AR 代币主要专注于 Arweave 的存储功能和共识维护，而 AO 代币专注于解决计算和应用之间的通信问题，即 AO 和 AR 分别维护网络的计算和存储功能。

$AO 代币的消息发布后，$AR 短时最大涨幅超过 18% ，一方面$AR 目前是承接这一事件几乎唯一的标的，另一方面或与持有$AR 能获取$AO 代币的规则有关。将资产桥接到 AO（目前$AR 基本是唯一能够跨链到 AO 网络的资产）、持有$AR 这两个规则，实际上都在消化这一事件对$AR 的抛压，但需要注意的是，$AR 代币目前承载了市场对计算和存储的双重估值，$AO 发售即将发售时也需要对$AR 进行重新估值，或将稀释一部分$AR 的市值。

4、小结

虽然市场总说”炒新不炒旧“，因为老旧的叙事往往调动市场新的关注度，但一些老项目正在凭借技术创新带来新的惊喜，且相比新发币的项目来说，这些老项目的代币已基本进入全流通阶段，解锁抛盘较小，在熊市充分触底，那么这些老项目可能会带来更大的上涨空间，Arweave 就是这种项目的典例。AO 和 AR 的组合具备可验证性的无限并行计算能力，为 Arweave 提供了技术护城河，也注入了新的活力和叙事。

从生态发展上看，AO 目前还处于测试网阶段，生态建设处于极度早期，AO 真正的计算能力还没有得到实际的检验和发挥。我们预期 AO 生态应诞生一些能够发挥其存储、可验证计算、大规模并行计算等特有技术能力的项目，比如去中心化社交应用（能够保证社交数据的永久存储和调用）、AI 基础设施和应用等。从市场关注度上看，虽然 AR 的币价在前段时间一直保持稳步上涨，但在普通用户之间的讨论度并不高，AO 测试网也没有成为”大毛“引起市场关注。由于其较为复杂的技术细节，普通用户很难认清 AO 与高性能公链、去中心化协议之间的区别，以及 AO 如何能够切入 AI 赛道，因此也没有充分认识到 AO 的增长潜力。AO 还处于协议发展的极度早期，后续发展空间较大，但是如果生态发展不及预期，尤其是主网上线后在性能、用户体验上不达预期、没有跑出足够有技术能力和出圈的 AI 项目，将会对$AO 的估值大打折扣。

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