关于 Web3 基础设施特点和潜力的框架
Ali Yahya｜作者
Sissi｜编译
译者导读：
Web3 是一种新兴的互联网模式，其核心在于构建整个生态系统的基础设施。然而，由于其重要性，Web3 基础设施也引发了广泛的争议和讨论。为了帮助我们更好地理解 Web3 基础设施，a16z crypto 的合伙人 Ali Yahya提出了三个有助于思考的心智模型：窄腰、模块化优势和网络飞轮。
这些心智模型为我们提供了思考 Web3 基础设施特点和潜力的框架，具有重要意义。无论是从技术还是商业的角度，理解这些模型对于参与Web3 领域的人们至关重要。通过深入研究和应用这些模型，我们能够更好地构建和塑造 Web3 的未来，推动整个生态系统的可持续发展。更多 a16z 加密创业课内容，可见链接。
>>心智模型一：窄腰
首要的心智模型是协议技术堆栈中的“窄腰”。这里有一个问题能够激发你的思考：如何构建一个能够主导世界的协议？有没有人能够说出计算机科学史上最成功的协议？提示一下，它是一个网络中的网络。互联网协议是一个很好的例子，展示了这个心智模型的重要性，是最成功的协议之一。互联网协议（ IP） 和传输控制协议（TCP） 密不可分。为了讨论方便，本次分享将重点关注互联网协议 。
互联网协议
我们将详细解释为什么这些协议如此成功，并以互联网协议作为这一心智模型的一个驱动案例研究。在接下来的分享中，如果你仔细思考，你会发现互联网协议设计的非凡之处。它将我们从几乎没有连接设备的状态带到了拥有超过 200 亿个连接设备的世界。在过去的 40 年里，即使在计算机技术迅猛发展的时期，互联网协议依然保持着强大的生命力。在这段时间里，用于数据传输的技术改进了大约一百万倍。然而，这个协议设计能够在所有这些变化中生存下来，并且通过微小的细节调整来保持其未来性和可扩展性。尽管发生了一些变化，但总体而言，它仍然保留了上世纪 70 年代初设计时的特性。在整个发展过程中，互联网协议和传输控制协议所承载的理念始终如一。
互联网协议引入的“窄腰”设计理念
互联网协议之所以如此成功，原因有很多。然而，最重要的原因是互联网协议引入了"窄腰"概念。
首先，互联网协议创建了一个统一的层，将分散的计算机网络世界连接在一起。从一开始，它的设计目标之一就是让任何基于任何技术的网络能够为其它应用程序提供网络支持。让我们来看看下面的图表，其中 IP 和 TCP 位于中间，底部是各种不同类型的网络技术，包括电缆、光纤、无线电等。而顶部是各种不同类型的应用程序，它们需要不同类型的网络支持。
每个通过互联网发送的数据包都会经过互联网协议，它在应用程序层之上、硬件层之下创建了一个简单的接口层。在互联网协议出现之前，每个应用程序必须处理各种网络技术的复杂细节，这导致了网络的碎片化。这意味着每个网络都必须根据应用程序的需求进行定制构建，相应地，每个应用程序都必须构建自己的网络和网络协议，并提供自己的带宽和硬件。这也导致应用程序之间无法兼容和协作，即缺乏互操作性。
因此，所有这些问题导致当时的网络几乎没有什么实际用途，只是研究人员和学者的玩具。相比之下，互联网协议充当了一个聚合器，将整个网络世界融合为一个标准。通过这样做，它实现了三个主要功能。首先，它允许任何顶层应用程序（需要将数据从A点移动到B点的应用程序）的请求由任何提供者提供服务，无论他们使用的技术是什么，只要他们能够在A点和B点之间传输数据。其次，它使所有硬件提供商和带宽提供商能够覆盖整个应用程序市场，只需支持一个协议，而不必与各种不同的应用程序逐个进行配对。最重要的是，互联网协议解耦了应用程序层和硬件层，使得这两个层可以独立发展。
事实上，在 David Clark 的著作《设计互联网》（Designing an Internet）中有一句非常经典的话，他说：“接口能够解除限制的束缚”。这意味着通过定义一个简单的接口层，将应用程序与底层硬件的实现细节分离，促进了系统的灵活性和可扩展性。接口既是一种限制，因为双方必须遵守和支持接口的规范，又是一种解除限制的手段，一旦双方达到接口要求，它们就可以独立演进，无需过多关注对方在做什么。这正是互联网协议的初衷所在。
互联网协议创造的正反馈循环
然而，更令人感兴趣的是互联网协议在经济方面的影响。通过将硬件和顶层软件的不同领域连接起来，互联网协议的简单接口创造了一个强大的正反馈循环，最终推动了 IP 在全球范围内的普及。它的工作原理是，随着越来越多的带宽提供商加入网络，应用程序开发人员获得了更多可用的带宽资源，从而能够构建更多能够充分利用这些带宽的应用程序。
随着开发人员构建了对用户有用的应用程序，对带宽的需求也随之增加，这进一步刺激了更多的带宽提供商加入网络。形成了一个循环，使得互联网协议不断获得广泛采用，最终演变成了我们今天所熟知的互联网。那么，为什么这个所谓的"狭窄腰部"如此重要呢？
互联网协议最基本的特性，也是任何一本关于计算机网络的教科书都会提及的特性，那就是它的无限制性。这一点至关重要。它意味着协议本身并不关心顶层应用程序、底层硬件提供商和带宽提供商如何使用它。互联网协议试图最大化各方的自由度，这正是互联网的定义特征。因此，它被称为互联网的“窄腰”。
互联网协议只是一个简单的接口，通过这个接口，不论流量类型和使用的技术如何，所有的数据都可以流动。正是这个原因，使得互联网协议能够广泛覆盖，并具备灵活性和可持续发展性，在过去 40 年的技术变革中仍然保持活力。它的全球性覆盖了整个网络世界，这也是它的特点之一。
值得一提的是，在互联网协议的发展过程中，还出现了许多竞争标准，如 ATM 和 XNS。然而，它们实际上更加复杂且具有更多功能，但缺乏互联网协议的灵活性，对用户使用这些协议的方式存在一定限制。最终，互联网协议以其激进的极简主义和无限制性取得了胜利，成为历史的胜利者。
区块链
那么，对于今天的新协议来说，它们对我们有怎样的影响呢？让我们将这个问题带回到加密领域。首先，让我们退后一步，观察一下“窄腰”的作用，它可以促使“多边市场”的出现。
什么是“多边市场”？在这里，我们将“多边市场”定义为一种共同基础，通过促使多种参与者之间的直接经济互动来创造价值。有很多例子可以证明这一点。
互联网协议就是一个例子，它通过使服务提供商和硬件供应商能够与应用程序开发人员进行互动来创造价值。还有其他一些传统科技领域的例子，例如Windows、Mac OS 10 或 iOS 操作系统，它们也是能够促使多边市场出现的协议。类似 Uber 这样的共享出行服务也是类似情况，一边是乘客，另一边是司机。多边市场是任何协议成功的核心模板，这可能与主流观点相悖，但这正是协议的初衷。它的初衷就是连接，就是为了在不同类型的参与者之间架起桥梁。
以加密领域为例，UniSwap 和 Compound 是去中心化金融（DeFi）协议。UniSwap 涉及做市商和交易者，Compound 涉及借贷人和借款人。还有其他例子，如 Sound.xyz 是去中心化音乐流媒体平台，涉及艺术家和听众。Forecaster 是去中心化社交网络，涉及内容创作者和平台用户。它们为不同类型的参与者提供了共同的基础，促使他们在经济层面上相互交互。
共识机制：连接区块链参与者的关键
区块链本身是最佳的例子。未来，我们将看到区块链计算作为一个“窄腰”的存在。区块链的高层架构中，“窄腰”自然出现在中心的共识机制上。共识机制创造了一个多边市场，连接了所有参与者。它将验证者和应用程序开发者连接起来，验证者提供计算资源和安全性，应用程序开发者构建应用程序并部署智能合约到区块链上。就像互联网协议为互联网上的所有参与者创建了统一的地址空间一样，共识机制为人们在区块链中构建了一个统一的计算基础。类似于 IP 使人们不必关心底层技术的复杂细节，而专注于支持上层接口，共识机制使人们在将智能合约部署到区块链上时不必担心验证者硬件的具体情况。
与互联网协议类似，共识机制建立了双边网络效应和正向循环。随着越来越多的验证者加入网络，他们为应用程序开发者提供了更多的安全性和更好的计算能力，以构建有用的应用程序，这创造了更多的需求并为代币创造了价值。这反过来又为更多的验证者提供了更强的激励，为网络提供了更多的安全性和计算资源，形成了一个自我强化的反馈循环。
无限制性与自主性的平衡
那么，从区块链和互联网协议的比较中，我们能学到什么呢？正如我们所见，推动 IP 成功的最重要因素之一是它的无限制性。然而，如今有无数不同的区块链正在进行各种实验，涵盖了整个光谱。
在一端，有一些高度自主的区块链，它们实现了垂直整合，控制着从点对点网络到共识机制以及上层计算层的一切，包括允许的指令集。另一端，有一些完全极简的区块链，它们力求保持极度无限制，对网络层或使用的编程语言不表达任何偏好。在这两段之间存在各种程度的自主。
举个具有争议性的例子来说明，比特币是一种高度自主的区块链，尽管它非常简约。它规定性地要求任何在其上运行的程序必须使用比特币脚本（Bitcoin Script）构建，这是一种有限的非图灵完备的编程语言。另一方面，以太坊是一种更复杂的区块链，更加无限制。它提供了一种更具表达力的编程语言来构建智能合约，并为用户提供了比比特币更多的自由。
现在还难以下定论，但有趣的是，我们将看到是否会出现类似的情况，即无限制的协议会导致窄腰的出现，并有效地解耦事物，从而产生飞轮效应。也许这些就是像互联网一样崛起的主导区块链。然而，我们必须注意到，追求无限制性可能会带来一定程度的控制力牺牲。因此，我们需要权衡不同的因素。
最后，对于正在构建协议的人来说，有几个值得思考的问题：该协议如何促使多边市场的出现？参与者是谁？这些参与者有多大的自由度？该协议有多具有自主性？该协议是否具备成为窄腰的要素？这些问题是值得提出的，因为它们可能会影响设计和采取的方向。
>>心智模型二：模块化
第二个心智模型是与“无限制性”密切相关的“模块化”概念。虽然这两个概念通常相关且容易混淆，但实际上它们是独立的。在第二个心智模型中，核心问题是：在协议中应采用何种程度的模块化。
模块化 VS 无限制性
首先，让我们给出简单的定义。协议的“无限制性”意味着协议在用户使用协议或在协议之上构建功能时，尽可能地提供了自由度。这就是无限制性的含义。另一方面，协议的”模块化”意味着协议或由协议产生的体系结构可以被拆分为自包含的基本组件。有时，协议的模块化会导致更高的无限制性，因为模块化通常带来更大的灵活性。但并非总是如此，以下将提供一些例子。实际上，有时为了增加无限制性，必须减少模块化程度。因此，可以看出这两个概念是不同的。
还可以进一步澄清的是，互联网是一个将无限制性和模块化相结合的协议和堆栈的典型例子。它是一个无限制性的协议设计，同时也是模块化的，因为它基于层级结构构建，每个层级都是相互独立的，并且每个层级之间都有明确的抽象和接口。为了更好地说明这两个概念的独立性，我们可以使用一张图表，如下。该图表有两个轴，纵轴代表无限制性，即用户的自由度；横轴代表模块化程度。
让我们以之前讨论过的比特币和以太坊为例。比特币相对来说不太模块化，因为它相当垂直整合。它将共识机制与特定的计算环境绑定在一起，并限定了特定的编程语言。因此，它限制了用户的自由度，不允许像其他区块链一样使用图灵完备的编程语言进行构建。相比之下，以太坊更加模块化，鼓励构建基于层级结构的区块链堆栈，提供了 Layer1 和 Layer2 解决方案，以提供更高的性能和额外的功能。以太坊的愿景是实现一个更加模块化且无限制的区块链工作方式，尽管可能更加复杂。
另一个例子是 Aptos 和 Sui，它们高度垂直整合，由构建这些区块链的团队负责整个区块链堆栈的每一层。虽然它们也提供了表达力强的编程语言，但它们的无限制性相对较弱。相比之下，Celestia 构想了一个超级模块化和极简主义的架构。Celestia 作为数据可用性层存在，而其他组件作为其周围的模块进行构建。Celestia 更加模块化，将可用性和计算作为不同的模块进行分离，但在运行智能合约方面有一些限制，因此无限制性方面相对较弱。
TCP/IP 是一个非常模块化且高度无限制的架构。它被设计成以层级结构构建，每一层相互独立，并具有清晰的抽象和接口。这个例子很好地说明了模块化和无限制性的区别。
“模块化”的优势与挑战
《创新者的解决方案》（The Innovator's Solution）是一本 2000 年代初由 Clay Christensen 撰写的优秀书籍。其中有两章专门讨论了在技术未能完全满足用户需求时，保持整体性而非模块化的合理性。这观点也适用于加密货币和区块链领域。在早期阶段或者当技术无法满足用户期望时，用户会渴望更多功能，这也反映了当前区块链的情况。区块链无法满足所有期望和需求。
随着技术满足甚至超越用户需求，模块化变得更加合理和有利。模块化可以降低成本，通过将每个模块外包给参与者构成的生态系统，他们为模块构建功能并使其商业化，从而降低整个系统的成本。此外，模块化还为用户和开发人员提供更大的灵活性，可以选择替换模块。然而，也存在一些成本，特别是在复杂性方面。在构建模块化系统时，需要考虑边缘情况，并定义具体的接口和抽象来划分不同的模块。这增加了复杂性，并限制了尝试不同方法的灵活性。
Clay Christensen 认为，一旦技术能力超过客户需求，模块化就变得至关重要。如果不采取模块化方法，其他人将构建模块化架构并超越你。然而，在达到那一点之前，保持整体性并控制整个架构可以进行优化，以尽可能接近满足用户需求。以下图表来自《创新者的解决方案》一书。其中展示了三条线：虚线代表用户的期望，顶部实线表示通过一体化、集中式方法实现的能力，底部线条表示通过更模块化的架构实现的能力。线条在下方意味着选择模块化架构会减少控制权，因此无法进行过于激进的优化。它位于垂直整合架构线条之下，该架构具有更好的能力。这表明随着时间的推移，一体化架构开始超出目标，提供了超出用户实际需求或欲望的功能。在这种情况下，一体化不再提供任何额外的好处，因此转向模块化方法是有意义的，以获得模块化的优势，同时仍满足由虚线所代表的用户基本需求。
让我们通过一个例子来澄清这个概念：移动设备的发展历程。在 iPhone 之前，有黑莓 （Blackberry），这是一个高度一体化、垂直整合的设备。它专注于一个重要的应用程序——电子邮件，并由制造黑莓的公司 RIM 紧密控制。它的设计目标是为商业客户提供足够好的电子邮件功能。在当时，如果尝试更模块化、更通用和更无偏见的方法将会非常具有挑战性，因为技术还不够先进。直到技术进步之后，苹果才能通过 App Store 引入模块化，为 iPhone 提供更大的灵活性。随着 App Store 的引入，开发者可以为 iPhone 编写应用程序，这最终成为了取胜的模式。然而，在技术进化以支持这种功能之前，实施这种方法可能是具有挑战性的。
现在，让我们来解决一个问题：互联网似乎与这个理论相矛盾。当互联网刚出现时，它无法满足用户的需求，经常运行不稳定。与之竞争的是一种名为“信息高速公路”的高度垂直整合方法，旨在创建无缝的端到端体验。然而，有趣的是，IP 和互联网以其超级模块化的方法最终战胜了信息高速公路，尽管它们在起步时并不完善。这对于 Clay Christensen 提出的理论提出了挑战。其中一个可能的解释是 Clay Christensen 可能没有完全认识到网络效应的力量。在 IP 的情况下，窄腰的无偏见性变得如此重要，以至于它打破了传统理论。这突显了网络效应的巨大影响力。
那么，对于模块化的问题，我们应该如何看待呢？模块化有好有坏，取决于具体情况。它的优势是增加了灵活性，但同时也会带来一些成本，比如增加了复杂性和需要做出的决策。模块化可以降低成本、增加用户的灵活性，吸引更多的人参与进来。然而，我们要注意在某些情况下，模块化可能会减少公平性，需要警惕，并与之前讨论的“窄腰”概念联系起来。总的来说，我们需要一个心智模型来处理模块化选择的复杂性，因为选择会因情况而异。
>>心智模型三：网络飞轮
接下来是第三个也是最后一个心智模型——网络飞轮。该模型关注代币在协议中的作用，而协议的目标是推动多方参与市场。然而，为了实现协议的成功，必须解决一个被称为“冷启动”问题的难题，即在没有供应方或需求方时协议无法正常运行的情况。过去，解决冷启动问题一直是一项具有挑战性的任务。然而，引入代币为这个问题提供了解决方案。代币可以作为激励机制，激发和吸引参与者的积极性。它们提供了一种在网络中捕获和分配价值的方式，从而鼓励供应和需求双方参与和与协议互动。
代币化激励模型
在过去，解决多方参与市场中的冷启动问题通常需要大量资金注入，这些资金通常来自风险投资家（VC）或政府实体。例如，像 Uber 这样的公司曾通过补贴市场的一方或两方来推动发展。这种外部资金注入有助于克服最初阶段的供需匹配问题。然而，代币为冷启动问题提供了一种解决方案。它们可以作为激励机制，调动网络参与者的积极性。通过向参与者分发代币，以换取他们的贡献或参与，网络可以自我推动，而不仅仅依赖外部资金的注入。
让我们考虑一种改进 Uber 的想法。假设 Uber 不再通过现金补贴来推动市场，而是为每次完成的行程给予司机一小部分公司股权。这样做将会产生什么效果呢？这种股权可能会让司机认识到他们所持有的股权的长期价值，从而培养他们对 Uber 的忠诚度，并激励他们为公司提供开车服务。这种方法代表了一种更有效的资本结构，因为资金来自于参与者自身，而不是外部补贴。
我们可以用互联网和 TCP/IP 的概念来解释代币的潜在好处。想象一下，如果 TCP/IP 拥有一种代币，那些在其初期发展中做出贡献的人将获得网络的所有权。
代币化的网络效应
以上案例中代币可以让持有者分享网络收入。这种基于代币的方法可能更容易启动互联网，而不需要过度依赖政府资金。此外，它还可以通过吸引资金和人力资源来增强网络效应。这就引出了网络飞轮的概念，尤其适用于第一层区块链，但也可以适用于其他协议。飞轮的起点是一个创始团队和核心开发者，他们构思并建立了协议。在投资者的资助下，他们创造了初始的代币价值。这些代币现在具有价值，激励验证者加入网络并提供计算资源等生产资本，以确保网络的安全性和功能性。这进而吸引了第三方开发者，他们通过在平台上构建有用的应用程序来贡献他们的人力资本。然后，这些应用程序为最终用户提供了实用性，逐渐形成了一个社区，加强了协议核心最初的愿景，从而完成了一个循环。这就是网络飞轮的运转方式。
随着协议愿景变得更加强大，代币也变得更有价值。也许在投资者额外的资金帮助下，会产生更强的激励，促使验证者或其他参与者为网络提供更多的生产资本，改善网络的功能，进而鼓励更多的第三方开发者构建应用程序，为最终用户提供更多实用性。这再次强化了网络核心最初的愿景。这就是网络飞轮的概念。
因此，我们要强调的是：如果一个网络被正确设计，那么在飞轮的每个阶段，各个参与者都可以通过帮助启动网络来获得代币。这实际上有助于网络克服冷启动问题，而代币在其中发挥了调节的作用。代币可以扮演多种角色，但其中之一就是帮助启动协议的多方参与市场，这是其中最具影响力的角色之一。
原文：3 mental models for crypto infrastructure | Ali Yahya
来源：a16z crypto
