第一性原理分析Swarm的经济激励

1 Swarm简介

Swarm是分布式存储平台和内容分发服务，主要目标是为DApp代码和数据以及区块链和状态数据提供分散和冗余的存储。Swarm还为Web3提供原生的基础层服务，包括点到点消息传递，媒体流，分散式数据库服务以及用于分散式服务经济性的可扩展状态通道基础结构。

简单来说，Swarm为区块链提供一种去中心化、非许可、带经济激励的通信和存储模式。在原有拥堵网络和越来越庞大的链上数据的背景下，提供免费的基础设施最终将面临商业困境，原生于区块链的服务方式将会逐步演变成像比特币、以太坊一样可靠、稳定的基础设施。

当然，在分布式存储领域的Filecoin、Arweave、Storj、Crust等项目都是重要的竞争对手，他们从不同角度、不同的生态共同推进了这个领域的早期发展。那么，Swarm有哪些自己的特色呢？带着这个问题，我开启了Swarm经济激励模型的学习。

2 Swarm的经济激励设计

Swarm的核心目标是：通过经济激励机制，用户能够快速上传和下载数据。因此，对于Swarm的系统设计，更好地提供完整、可用、保密的存储和检索服务是第一性问题。其中，数据的完整性和保密性是Swarm技术实现的，本节将重点讨论围绕可用性的经济激励设计，包括存储和检索过程所需的带宽资源、对等节点发现和数据存储三个主要场景。

2.1 共享带宽的激励

‍‍‍‍‍‍Swarm使用带宽激励来加快数据的上传和下载。通过Swarm的客户端Bee软件，用户可以方便地与其他节点相互通信，私密和安全的内容上传，并构建一种带宽交换带宽的信任关系。

首先，数据的上传和下载都包含了三类参与角色：发送者、转发者和接收者。

在上传数据的场景（如下图）中，发送者发出上传的数据，经由转发者到达接收者，接收者收到后回复确认信息，经由转发者，最后到达发送者，上传操作完成。‍‍‍‍‍‍

在下载数据的场景（如下图）中，发送者发出下载的数据请求，经由转发者到达接收者，接收者收到后回复请求对应的数据，经由转发者，最后到达发送者，下载操作完成。

对于上述两种操作的转发者和接收者都能从操作过程中得到来自发送者的激励支付。但是支付并不是立即生效的，而是通过双方约定的资金规模进行记录，当一方的欠费达到约定的规模时，再进行支票支付，就像我们在朋友开的酒吧里赊账一样。

这里，实质支付时使用的支票是通过区块链上的智能合约实现的：

1. 在活动开始之前，每个人将一定金额的bzz打入支票本合约。

2. 支付时，通过支票允许对方兑现相应的金额。

3. 拿到支票的人可以到支票本合约进行兑现。

供需双方的点对点的服务和支付是Swarm网络节点的主要激励形式，看来在数字社会就是现实社会的映射啊。

2.2 节点发现的激励

节点发现是指在P2P网络中，新节点的加入网络或是网络中节点与为建立连接的节点进行连接的过程。对于分布式网络而言，正常工作的节点越多网络的健壮性越高。

从单节点自身利益出发，为其他节点提供节点发现的消息转发，能够在自身连接减少的情况下，保持更好的连接质量。类似现实当中的社交场景：中本聪和小V是朋友、小V和嘉文也是朋友，嘉文想通过小V介绍认识中本聪。小V会这么思考，“如果嘉文与中本聪认识后，哪一天我有急事但又联系不上中本聪了，还有机会通过嘉文这条线联系上他，所以介绍嘉文和中本聪认识这件事我应该主动帮忙牵线”。有句话叫做“朋友多了路好走”，这句话对于机器的连接也同样适用。

因此，Swarm的设计者认为节点发现协议本身无轮对于网络的宏观利益或是节点的自身利益都是有积极意义的，所以默认情况下，不需要为节点发现提供额外经济激励。

2.3 数据存储的激励

通过带宽共享激励的结果是Swarm节点有强烈的意愿服务可能被多次上传或多次下载的数据，即热数据。那么，对于低频访问的冷数据，如用户私有的加密数据，要如何保存在Swarm网络上呢？

Swarm主要提供了邮票和邮费彩票的两层方案：

• 对于Swarm网络提供的存储，可以抽象为许多节点提供了许多硬盘，首先要考虑的是谁有权限执行硬盘的写入操作，这种权限分配也必须是非许可制的。解决这一需求的思路是：为每个数据支付一笔费用，然后网络保留价值较高的内容。这笔费用在swarm网络中就以邮票的形式体现，当价值下降后，可以再继续张贴邮票。

• 邮票的票面价值通过抽奖的方式逐步释放补贴给存储数据的节点，即邮费彩票。

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此外，Swarm还设计了数据保险的方式对安全性要求较高的数据进行二次激励，促使部分责任节点按要求存储好数据，已备数据抽查。

对于Swarm的存储激励，主要目的是公平地补偿诚实存储的节点，促使它们按照系统的设计的为用户提供数据保存服务。

3 Swarm的发展方向分析

了解了Swarm的基本概念和经济设计之后，我们能够站在与项目核心团队更近的视角思考Swarm网络的发展趋势，那么Swarm下一步应该如何布局呢？

首先，从挖矿收益的角度，官方不会过度鼓励用户参与早期挖矿。我们先观察看下Swarm网络通证BZZ的分配情况，BZZ 的供应量：6250万，其中，募资 ：50%，团队：20%，基金会：7%，基础设施基金：10%，DApp基金：10%，捐赠：3%。与大多数市场的存储挖矿项目不同，Swarm并没有分配大量早期挖矿奖励，仅有占比10%的基础设施基金可能与早期参与的激励有关。由此可见，Swarm官方更愿意看到的是这个社会实验的真实结果，让网络规模根据供需双方的意愿逐步扩展。当然，如果遇到官方上线前调整经济模型的情况另说（某P字头实验室突然打了喷嚏）。

其次，用第一性原理来看，Swarm更重视应用层的实际需求。共享带宽的市场是一个双边市场，Swarm在考虑服务者收益的同时，更需要考虑消费者的需求。Swarm当前的最大优势是以太坊网络中有一定数量的热数据，比如：对于没有全量数据的轻节点有需要从全节点获取数据、在remix编辑器中，用户可以将solidity源代码部署在Swarm网络中，以便公开验证。BZZ的通证分配可以看到10%将用于DApp基金，如果把这部分资金用于支持以太坊生态的应用提供兼容Swarm的存储方案是一个不错的策略。

进一步看，Swarm能够与已有的去中心化存储市场的形成互补关系。Swarm、IPFS为代表的内容寻址的技术解决的不仅仅是信息的传输问题，而是为底层数据的安全、信任与自适应网络的建设提供了新的选型。就像共享单车的出现不仅改变了城市的公共自行车系统，改变的更是人们的出行习惯。当前，IPFS的激励层Filecoin的解决思路是从存储市场出发，通过“先到先得”的头矿吸引大量的服务者，进而引导web应用兼容IPFS协议，但目前处于投入大、效率低的状态。而Swarm的解决思路是从检索市场出发，通过弹性的网络协议和平稳的经济刺激让市场双方按需加入，逐步构建自组织的网络系统。Swarm和IPFS在检索和存储两个市场的策略不同，是竞争关系也是互补关系。

任何事都具有两面性，Swarm比较宽松的经济激励设计有明显的优点，即灵活性，同时也可能导致主网上线后遇到不少的未知挑战，这里仅阐述结论，不展开讨论。

4 总结

自组织分布式网络是一个复杂的系统工程，Swarm从经济和技术层面做了非常深入的研究和设计，无论成败都将是一次有意义的尝试。对于传统的网络运营商来说，Swarm可能还只是微不足道的竞争对手，但分布式网络会走向规模化和标准化后将占据更多的市场。对于关注区块链的个人和企业来说，Swarm是一个有价值的案例，分布式网络仅仅是一个开始，能源、大数据、以及其他有信任要求的重资产行业也可以借鉴和效仿，挑战日渐固化的行业格局。笔者会继续关注Swarm接下来的网络建设和各个版本的测试，后续也会带来更多关于Swarm项目的解读，欢迎点赞关注。