TEA Project：基于 Substrate 的去中心化云计算平台

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TEA Project 是基于 Substrate 开发的去中心化云计算平台，使用二层网络的技术，让平台上的应用能够兼具区块链的去中心化特性，和传统云计算的高效和良好的用户体验。

这次 PolkaWorld 专访，我们连线了目前在硅谷的 TEA Project 创始人 Kevin Zhang，和他聊了聊 TEA 独特二层架构，它带来的优势，以及随之而来的技术挑战等。

Kevin：好的，先讲讲我们现在面临环境。

现在处于主导地位的还是云计算应用。包括我们现在正在用的微信，我们平时玩的游戏，还有大家耳熟能详的各种互联网应用，基本上都使用了云计算。

而区块链应用其实是非主流的，这个技术比较新，能做的事其实还是很少，但是这个市场也很活跃，有大量的应用，包括 DeFi、NFT 等。

这两个类型的应用有本质的区别，大家只要都用过，就能明显地感觉到它们十分不一样。互联网应用都发展二三十年了，已经很成熟，现在用起来也很顺，速度很快，好像也不觉得有什么问题。使用区块链应用的门槛就相当高了，首先应用很少，用起来很复杂，速度很慢，能干的事情也很少。

差别的根本原因，其实是来自区块链去中心化的特点，这既是优点也是缺点。因为如果接受中心化话，其实云计算就体验够好了，不管是中国的阿里云、腾讯云、百度云，还是美国的亚马逊、Google、微软的云计算，都发展了二三十年了，已经很成熟了，但是它唯一的问题就是中心化。中心化的问题不用展开了吧？大概就是由一家公司来控制，比如像苹果有权利把你的应用下架。

反观区块链，它的最大优点就是去中心化，它的共识机制不受任何人控制，这是最大的优点。同时这也产生了它最大的缺点，为了实现去中心化，它的共识机制十分复杂。这带来了巨大的代价：比如共识速度慢，能做的交易量很小，界面也不友好，使用起来很复杂等等。

用户体验和去中心化似乎是不可调和的矛盾。我们想做的，就是用某种办法，可以在保证去中心化的前提下，实现接近我们现在使用云计算应用的体验。我们有什么办法能把这两者的好处结合到一起呢？

所以我们的目标就是做一个平台。一是让云计算实现去中心化。二是给区块链应用增加丰富性，让区块链应用的用户体验提高到接近云计算应用的水平。

有了这样的平台，现在很多在区块链上，用户很难涉及到的应用，都可以用这种新的平台，让它用起来跟云计算没什么区别。同时也可以让大家都喜欢用，而且用的也比较习惯的这些互联网产品去中心化，让它不会产生垄断、数据盗用等问题。

Kevin：要做这一点，我们使用了二层的技术，两层分别干不同的事。

技术比较复杂，我做一个类比，帮助大家理解。假设我们正在做采访的三个人属于一个重要的安全机构，我们之间有一套比较复杂的安全体系，比如咱们之间说话要带暗号，也就是咱们之间有共同协议，我们互相可能不完全认识。

那么如果我们要在某条街上接头，因为咱们互相并不认识，所以必须先对暗号。比如我说 “天王盖地虎”，你对 “宝塔镇河妖” 。在对上暗号之前，我们都不敢相信对方。就算是暗号对好了，我还可能怀疑你是不是有可能被策反了，是双面间谍，我给你传输信号的时候还得留一手。总之把很简单的事搞得很复杂。这就是现在的区块链的情况，在部分节点不可信，被黑客控制的情况下，还能保证软件传输，所以必须有很复杂的协议。

但假如咱们三个人，现在都坐在我们机构总部的安全屋里，门口有保安，有很严格的准入制度，只要能够进这间屋的人，肯定都不是敌方间谍，而且这个屋子它还有静电隔离，总之外面的人都听不见我们在说什么。在这个前提下，我们就不用再对暗号了，可以快速讨论问题，也不用担心你是坏人。这就是现在的云计算或者互联网的情况，大家都相信对方，因为是有了中心控制，所以我们传输起来效率很高，我们的共识协议十分简单。

现在我们把这个屋子变成两层：在屋子里边，咱们讨论这个环境叫二层；屋子外边负责安全保障这些保安、金属探测器等这些东西，叫一层。所以当我们这个事情变成两层，这事就很简单了。

一层也就是门口那些保安，他并没有什么高超的技术，他就检查你的指纹、公文，搜身看有没有带武器什么的，保证进到屋里的每个人都是可信的。至于咱们进来了以后谈什么东西，跟他没关系，他听不懂，也听不着，我们也不想让他听到。二层进来了以后，因为我们都已经安全了，咱们就具体做业务就行了。

回到我们的实现方法。一层我们用的还是标准的区块链共识协议 BFT，它是拜占庭容错的，我们用的波卡的 PoA 来实现的，仍然是假设节点不可靠的共识系统。一层并不关心二层跑的具体业务逻辑，也不关心，它只是检查你提供的安全证明，只要合格了你可以进入二层了。就像我们例子里的保安检查一样。这样你不需要有一个中心化的权威，比如亚马逊或 Google，只要能通过一层的认证就行。

然后到了二层里，就是跑应用程序逻辑了，这个时候我们跑的协议叫做 Raft 协议，它不是区块链的共识协议，它是互联网中常见的分布式系统，它不能处理拜占庭错误，因为这个在一层已经处理了。

我们通过让两层的责任分离，各管各的事儿，使得我们在这个系统中既能够实现去中心化，又可以实现高效的逻辑处理。

Kevin：如果有能力，我们还是会选择拍卖插槽。但我们选择成为平行链的理由，并不是看重中继链的共享安全性，而是和整个波卡生态实现互操作性。

你可能会想，我们为什么可以不用波卡的中继链来实现安全，我来解释一下。我们是用 Substrate 来开发的一层的链，这个链本身十分简单。

其他大部分的链需要波卡插槽提供安全性，因为绝大部分的区块链逻辑都是跑在一层的。而我们和它们根本的不同是，我们的一层没有需要去做安全认证的东西。因为我们的业务逻辑、用户的钱都在二层放着。

第二点是，我们一层这条链本身没太多的业务，没有业务数据在跑，所以我们把它做得很简单，而越简单的东西就越可靠。像以太坊里，我们经常听一些消息，有黑客偷了多少钱走。为什么会能够被黑客把钱偷走，还是因为太复杂，容易找到它的错误，黑客就可以利用这种错误。而比特币链，我还没听到过这种黑客劫持的事情，因为比特币的逻辑很简单，只有加减，所以出错的机会少。

Kevin：之所以选择 Substrate，一是因为它本身很好用，这个不多说了。另外一个原因是我们对波卡生态很感兴趣，使用 Substrate 开发，并加入波卡生态的话，就能够跨链通讯，我们可以为其他的波卡生态平行链提供计算服务，这是我们很重要的一个商业模式。

Kevin：首先说同样的地方吧，我们都做可信计算，都用硬件。

区别是，我们用的硬件不一样。他们用的是英特尔的一部分型号的 CPU，我们对 CPU 不做具体要求，甚至用手机都可以跑。

因为我们用的硬件不同了，所以我们后面很多操作系统等各方面都会不一样。首先我们是严格的二层，我们的矿机整个就是一个可信环境，而如果你使用英特尔的话呢，它的 CPU 里边开出一个部分来做可行计算。也就是说，我们的整个机器是可信的，Phala 是 CPU 里有小部分是可信的，这是根本的区别。

在这种根本的区别之下，造成我们要求硬件必须得有一个 TPM 安全芯片。你可以用任何 CPU，但必须得有这个安全芯片在跑着。然后我们要跑专门的操作系统，有专门的运营环境，而且对各个硬件端口都会有禁止功能。而 Phala 不需要，只要有特定型号的英特尔 CPU，基本都可以跑。

但是由于 CPU 的空间的处理能力的限制，能做的事情是比较有限的。所以根据我的理解，Phala 现在能做的主要还是运行智能合约。而我们不光能跑智能合约，我们最关键的是要做真正的云计算，去跑类似现在的微信、网络游戏这样的应用。

而且一些 IoT 小设备，比如树莓派、手机等低功耗设备，也能够跑我们的节点。这个正好是我们的一个方向，我们希望我们的设备可以很便宜，我们现在测试用的是 30 美元的树莓派设备，就能当矿机用，就能挣钱。

总结一下，我们是服务器本身作为一个节点，而不是它其中的一部分作为节点，这是我们和 Phala 最大的区别。

Kevin：技术挑战当然有，但主要在我们开发这边，用户没什么感知。从用户角度上讲，使用我们平台的应用，可能会感觉跟使用一个互联网应用差不多。

最难的地方在于，矿机里跑的操作系统和它互相通讯，以及怎么能保证它能安全的不被攻击。

为了实现这些，我们也做了很多工作。包括我们自己改造了一个操作系统，我们把 Linux 的一个分支 NixOS 改造成了一个我们用的一个版本，这个操作系统符合我们极简的要求，我们把它拆的已经拆得简单到不能干其他任何事情，只能作为我们的运行环境这，是我们的主要工作。

然后这个运行环境也尽可能简单，简单到你都不可想象。举个例子，这个环境里甚至没有网络，没有 TCP/IP，也没有文件系统。在没有网络和文件系统的情况下，还要让用户能够用，其实就挺难的。技术上的复杂性其实就在这些地方。

为什么我们要这么做？因为系统有网络访问，安全性就无法保证，因为任何人可以写一个代码，跑到这里边，把数据搞到外边传走。或者有了文件系统，哪天机器坏了，我把它扔了，然后被黑客捡回来，把这硬盘拆下来以后一恢复，数据全在这儿。这些都防不胜防，所以我们从根本上去杜绝。

Kevin：开发了两年半了，现在已经完成了第一阶段的目标。

我们的项目规划分为三个阶段：

• 第一阶段是矿工经济，矿工可以在这里挖矿获得收益，这一阶段已经完成了；

• 第二个阶段是开发者经济，我们会把重点挪到开发者，让开发者可以在我们的平台获得投资和客户支持；

• 第三阶段就是消费者阶段，让更多消费者来使用这个平台。

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