ALT:五分鐘了解 Cosmos 生態酷項目 Althea：試圖解決上網「最后一公里」的分布式網絡

Althea是Cosmos生態系統中為數不多將物理層去中心化的項目。

撰文：小毛哥

互聯網是現代最重要的工具之一，對生活在城市里的大部分人來說，互聯網觸手可及，但是獲得高質量以及能夠負擔得起的寬帶連接仍然是許多生活在偏遠地區的人面臨的挑戰。

基于Cosmos的分布式網絡解決方案Althea試圖解決該問題，根據Althea項目的調查顯示，即使在美國，也有24%的鄉村地區的民眾經常受到網絡速度差和訪問受限等困擾，而美國網絡提供商的成本和收益不平衡的現實問題繼續阻礙鄉村地區民眾獲得穩定、廉價的互聯網。

Althea團隊支持創建由社區構建并且服務社區的分布式寬帶網絡，Althea試圖說服社區放棄由傳統的大型互聯網服務提供商為某個地區提供網絡服務，而改用一個社區驅動的分布式ISP網絡：鄰居之間可以相互支持網絡服務，而路由器會使用加密貨幣自動付費并互相分享網絡。

如何理解Althea項目的網絡解決方案？

我們可以把Althea系統想象成一個自動售貨機，分布式的天線設備組成這個自動售貨機的外觀零件，該售貨機販賣的商品是寬帶網絡，可供人們使用加密貨幣以較低廉的價格按需付費，而Althea主要基于Cosmos構建該網絡的加密貨幣支付和網絡治理層。雖然自動售貨機在充滿便利商店的城市重要性不高，但是在基礎設施不發達的鄉村地區則會有用武之地。

少有實現物理層面去中心化的Cosmos生態項目

Althea在社交網絡常常使用一個幫助民眾安裝天線的海報，該天線可以幫助用戶和鄰居的天線連接，共同創建一個分布式的寬帶網絡。

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可以說，該項目的挑戰不僅在于需要開發出適合的去中心化區塊鏈網絡，同時也需在現實生活中通過說服社區和家庭安裝天線和路由器等分布式網絡的必要設施，原Tendermint研究總監ZakiManian曾評價Althea是「少有的Cosmos生態系統中嘗試將物理層去中心化的項目」。

Althea曾在博客中表示，Althea網絡將允許訂戶以美元穩定幣支付網絡服務費用，但現實情況是「以太坊網絡并不適合其用例」，Althea認為以太坊網絡適合手動進行且稍大額的交易，但對于該網絡需要的小型且自動支付卻存在Gas費用過高、區塊鏈堵塞影響網絡服務穩定性等問題。

Althea認為Cosmos是最適合其網絡用例的網絡，既滿足支付的需求也可以進行良好的鏈上治理，最終選擇基于Cosmos構建其網絡的支付層以及治理框架。Althea表示，Cosmos網絡的性能可以滿足Althea自動支付網絡費用，同時由于CosmosPoS權益證明機制，Althea也基于Cosmos發行治理代幣ALTG并邀請超過百名驗證人通過質押Staking維護網絡安全。

Althea網絡的工作原理是什么？

分布式網狀本地網絡結構

在日常互聯網的使用中，我們最常遇到的網絡結構是「星狀網絡」，一般網絡環境都被設計成星型拓撲結構。在該種網絡中，每臺終端用戶設備都連向同一個控制網絡所有功能的中央節點，家用的WIFI路由器就是通過這種方式連接手機、電腦等設備。

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但星狀網絡并非寬帶網絡的唯一選擇，如果設置得當，多個路由器可以直連彼此并共同高效地在網狀網絡中傳輸數據，這種網絡拓撲結構可以對寬帶要求設計較高的辦公室中見到，其中主路由器連接到外部有線互聯網，并與通過該空間分布的多個路由器無線共享該連接。

Althea網絡即是將該種網絡擴展到現有ISP服務較差的社區中，幫助社區建立自己的去中心化網絡服務，并連接外部有線互聯網以提供互聯網共享服務。該做法旨在使社區成員能夠聚集資源以購買較優質的互聯網連接，然后通過本地的網狀網絡分發帶寬。Althea認為，這種方式將比每家單獨購買寬帶服務產生更大的價值。

使用加密貨幣進行按需付費

Althea希望摒棄傳統用戶和網絡服務商長期簽約的付費方式，改用加密貨幣進行按需對寬帶進行付費。這種付費模式具體表現在每個家用路由器都自帶一個錢包地址，通過以太網絡的形式預先加載余額，并向任何幫助將其互聯網流量連接至外部連接的節點進行小額支付。

Althea希望最終達到的效果為，用戶所使用的寬帶費用僅僅基于其實際的網絡數據使用情況，沒有傳統的包年制的合同，沒有安裝費用，并且如果有更好的寬帶服務出現，用戶可以自由切換，而不會被綁定在Althea的服務上。

Althea聯合創始人JehanTremback表示，「Althea的網絡允許用戶的路由器間共同支付寬帶費用，用戶只需要安裝WIFI天線，就可以連接到其他設備，形成一個社區網絡，之后用戶只需要在自己需要之時，使用加密貨幣支付自己的路由器就可以連接網絡付費上網」。

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良性循環的網絡激勵機制

Althea將在項目早期招募社區網絡的組織者，組織者可以在自己的社區內建立并維護Althea網絡，社區用戶上網產生的帶寬費用將支付給幫忙轉發數據包的「中繼節點」，組織者的網關節點連接到包括互聯網交換機的寬帶源頭，充當Althea的物理層本地網絡到外部互聯網的樞紐。

同時，任何運行Althea軟件路由器的所有者，都可以決定將其路由器充當「中繼節點」，以每千兆字節幾美分的價格向其他節點提供數據分發服務（ForwardingService)。

Althea同時表示，該系統可以確保用戶能以近乎最優的價格獲取最快的寬帶服務，得益于其開發的算法可以自動尋找數據通過網絡的最佳路徑。所以該經濟激勵模型的核心在于，中繼節點所有者和社區組織者會招募更多用戶注冊至網絡，因為更多的流量會帶來更多的網絡分發費用。與此同時，用戶也將受益于網絡中繼節點的增加，以最優的價格獲得更好的寬帶服務。

為了鼓勵社區參與到Althea網絡以完成網絡的冷啟動，Althea準備在未來幾年時間內，拿出1/3的原生代幣ALTG作為獎勵給網絡的早期用戶和組織者。值得說明的是，該網絡的原生代幣ALTG只能用于治理，而寬帶網絡的費用將使用加密穩定幣進行支付，同時持有ALTG代幣能夠使得用戶減免5%至10%的寬帶網絡手續費。

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Althea項目的團隊背景

Althea項目的聯合創始人包括有著寬帶互聯網工作背景的JehanTremback，曾在加州的點對點無線網絡項目peoplesopen.net擔任3年的志愿者，其他聯合創始人為軟件開發者JustinKilpatrick以及互聯網活躍人士DeborahSimpier。Althea官方網站特別提到，在成為Althea聯合創始人之前，DeborahSimpier也是該項目的第一個用戶。

使用區塊鏈的經濟模型打通網絡的「最后一公里」

美國鄉村地區正在努力縮小寬帶網絡的數字鴻溝（digitalpide)，因為考慮到其成本和收益，同時美國地廣人稀，鄉村居民的人數較少，而他們的需求僅僅是較小的細分市場，大部分電信公司不愿意在鄉村投入建立寬帶網絡必需的基礎設施。

Althea聯合創始人JehanTremback表示，「集體化互聯網接入可能該現狀的解決方案之一。在服務不佳的地區，投入一個商業級光纖連接服務比向多個家庭提供適度快速的寬帶套餐更為可行」。

在集體化互聯網接入的基礎上，Althea希望改變本地網絡的模式以打通網絡的最后一公里。在網絡結構上，摒棄傳統互聯網的由單一ISP運營商提供服務的星狀網絡結構，該用其創新的分布式網狀網絡；在網絡系統中，實現自動化網絡配置和尋找網絡最優路徑，試圖避免傳統互聯網服務不穩定、緩慢以及昂貴等缺點；在網絡經濟模型上，Althea嘗試使用帶有加密貨幣支付以及激勵的模型以實現越多用戶參與的同時，本地網絡可以更優質并廉價的良性循環。

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這種模式可行么？

鏈聞此前曾在《如果關掉互聯網，區塊鏈如何生存？》這篇文章中寫道，基本上現在所有比特幣網絡中的交易信息和賬本數據都是通過「互聯網Internet」進行傳輸，這就是說，要經過互聯網服務提供商，也就意味著，ISP是可以阻止或監控用戶訪問的某些網站和服務。

部分項目試圖搭建可以獨立于互聯網、在物理環境中實現「點對點網絡」或更高級的「網狀網絡Mesh」技術。本文所介紹的Althea項目并沒有脫離傳統互聯網傳輸模式，本質上是對于傳統ISP網絡服務的一種改進模式，社區集體接入是Althea最大的特點。

目前Althea網絡已經在美國包括Clatskanie等多個小鎮測試使用，也嘗試在包括尼日利亞等欠發達地區進行嘗試。該項目的意義在于，嘗試使用基于區塊鏈的經濟模型解決現實生活中存在的寬帶網絡最后一公里的難題。但是真實的效果如何，是否可以大規模推廣仍然需要繼續觀察，也有人提出質疑：

在美國等資本主義市場中，存在數字鴻溝的問題的原因多數在于網絡提供商作出選擇時僅考慮成本和收益的基礎上，但其實由于各國國情不同，中國偏遠地區可能不存在這種問題，因為即使是虧本接入，中國的網絡運營商也會想辦法為鄉村地區提供網絡。在第三方世界或落后地區，雖然由于基礎設施不發達，并存在著大量需求，但基礎設施和民眾意識可能會成為一個非常大的阻力，在這種地區Althea更像是一個在落后地區為解決網絡問題做的社會性實驗。在網絡分發技術上，雖然Althea表示其開發的算法可以自動尋找數據通過網絡的最佳路徑，確保用戶能以近乎最優的價格獲取最快的寬帶服務，但真實的效果仍然需要檢驗。由于其經濟模型建立在一定基礎的社區上，但如果最初即遇到困難，則會導致沒有組織者就難以開展網絡的惡性循環。但如果網絡重點支持組織者的「中繼節點」，很難保證這是不是另一種形式的「多中心化」的網絡服務。最后，隨著互聯網新技術的發展比如5G網絡的覆蓋，如果傳統的網絡服務商的成本越來越低，達到可以以低價對鄉村地區進行網絡覆蓋的時候，那么Althea是否還可以作為一種替代選擇繼續存在，經歷不會被淘汰的挑戰。COSMOS

COSMOS

解決區塊鏈可互操作性和可擴展性問題，提升交易速度。某種程度上，成為區塊鏈上的互聯網。Cosmos被譽為「區塊鏈的互聯網」，也被認為是區塊鏈的3.0版本，旨在解決區塊鏈交互操作和可擴展性問題，其區塊鏈間通訊協議可以實現區塊鏈的互聯，支持不同區塊鏈之間的資產轉移。Cosmos認為這個世界不可能由一個區塊鏈主導，一定是多鏈并存，多幣并行的世界。如何把多鏈和多幣整合成一個生態系統，就是Cosmos的終極理想。它認為幣和鏈應該是分離的。Cosmos的核心技術Tendermint，使得代幣可以跨區塊鏈進行轉移，是區塊鏈領域較早的基于拜占廷容錯協議的PoS共識引擎。Tendermint架構的創新之處在于將區塊鏈應用與底層進行了分離，核心代碼TendermintCore涵蓋了可重用可配置的共識和網絡層功能，同時它還定義了一組ABCI回調接口與應用層進行交互，應用邏輯可以用你熟悉的任何語言來寫。客戶端發給Tendermint的交易，通過ABCI接口到達應用，比如檢查交易的有效性。有效交易進入Tendermint內存池，提議節點從內存池選擇交易進入候選新塊，經過PoS達成共識的新塊向全網廣播。收到新塊的全節點都會通過ABCI接口把交易播放給應用，應用邏輯在執行交易的過程中相應地改變自身內部狀態，最后把狀態哈希以AppHash的形式返回給Tendermint，計入新塊頭部。當新一輪的區塊開始選擇的時候，會有一個驗證人以輪詢等方式選出來，作為提議節點提交一個候選新塊。這個新塊里包含一些已經跟應用確認過是有效的交易。把這個塊廣播到網絡里以后，所有的驗證人進行Prevote預投票。這里因為有超時機制，所以Tendermint協議是一個弱同步協議。Prevote投票超過三分之二后，系統達成所謂的「Polka」狀態，接著對這個塊進行Precommit投票，一旦Precommit超過三分之二，新塊就被提交Commit生成新區塊高度，進入下一輪提議。Tendermint共識算法的特色是拜占廷容錯。它最多可以容納整個網絡里面三分之一的驗證人犯錯，包括無意的犯錯或者有意的作惡。投票的時候三分二不是指三分之二的驗證人數，而是三分之二的權益。另外它有即時最終性，這是跟PoW的最大區別；當它生成新區塊高度，這個塊就是最終的，它將來不會被推翻，所以它會帶來比以太坊、比特幣高的性能。它通過應用邏輯和共識邏輯進行整合，通過ABCI接口進行通訊，可以用任何語言編寫應用。這個應用做的事情實際上就是狀態機控制。它把共識引擎這部分抽象出來，可以用它做公有鏈，也可做私有鏈。Tendermint強調一致性的算法，必須三分之二的投票才能生成新的塊。如果網絡達不到三分之二的人投票，這個協議就被停了。所以它強調的是一致性而不是可用性，它不允許短暫的分叉。CosmosCosmosCosmosCosmos查看更多

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