À primeira vista, comparar AO—um sistema de computação ultra-paralela—e Nostr—um protocolo social descentralizado—pode parecer pouco convencional, já que parecem pertencer a domínios totalmente diferentes. No entanto, ambos podem ser vistos como "protocolos de transmissão de mensagens," o que torna uma comparação possível.

Como protocolos focados na transmissão de mensagens, o componente central é naturalmente a “mensagem” em si. Então, como são definidas as mensagens dentro das redes AO e Nostr? Qual é a arquitetura de rede respectiva para suportar a transmissão de mensagens e como se integram com outros protocolos? Quais são suas posições, principais casos de uso e tendências futuras?

Este artigo tem como objetivo oferecer uma comparação detalhada dos protocolos AO e Nostr, examinando como seus designs estruturais influenciam suas funcionalidades e fornecendo uma análise minuciosa desses aspectos.

1. Conceito e Características de Mensagens

1.1. Mensagens em AO

Na rede AO, uma mensagem é a unidade fundamental de informação trocada entre unidades de rede (MU, SU, CU) ou processos. As mensagens facilitam a troca de informações e coordenação.

AO é projetado como uma rede de comunicação assíncrona orientada a mensagens. Inicialmente, o AO requer mensagens para iniciar processos (como iniciar um processo), que podem vir de usuários externos ou de outros processos. Além disso, a comunicação entre processos do AO é assíncrona, o que significa que o envio e recebimento de mensagens ocorrem independentemente do remetente e do destinatário. Isso permite que o processo de envio prossiga sem esperar por uma resposta ou reconhecimento do destinatário, aumentando significativamente a eficiência da computação paralela do AO.

Em AO, a natureza assíncrona da transmissão de mensagens e a falta de necessidade de espera tornam-na ideal para gerir tarefas de computação paralela em larga escala. Isso permite que vários componentes do sistema operem em paralelo sem tempos de espera prolongados por respostas de outros processos.

Cada mensagem na AO segue o padrão ANS-104 do ecossistema Arweave, um protocolo de embalagem de dados. O ANS-104 melhora o rendimento de dados ao serializar várias transações numa única transação binária. Este protocolo não só embala dados, mas também inclui campos como proprietário, assinatura, endereço de destino, etiqueta e dados. Este design suporta uma ampla gama de tipos de dados, incluindo documentos, imagens, ficheiros áudio e vídeo, jogos, modelos de dados, código de programa e estados holográficos. Além disso, suporta a propriedade de dados e a verificação de assinaturas, garantindo a segurança e integridade dos dados.

Essas características do padrão ANS-104 são cruciais para AO, permitindo-lhe suportar diversos cenários de aplicação para diferentes tipos de dados. Um formato de mensagem padronizado facilita muito a comunicação interprocessos eficiente e a colaboração contínua, melhorando a eficiência de armazenamento e processamento no Arweave. Isso permite que AO estabeleça eficazmente camadas de disponibilidade de dados e consenso de dados, abordando suas extensas necessidades de aplicação.

1.2. Eventos em Nostr

No protocolo Nostr, as mensagens são estruturadas como “eventos” usando um formato baseado em JSON. Este formato serve como o objeto de dados fundamental dentro da rede Nostr.

As estruturas de mensagens amplamente utilizadas estão integradas num padrão comum chamado protocolo NIPs (Nostr Implementation Possibilities). Esta padronização melhora significativamente o processamento e gestão de dados, melhorando a interoperabilidade e estabilidade do sistema. Através dos NIPs, os utilizadores podem realizar várias operações e interações na rede Nostr sem preocupações com inconsistências de formato de dados.

A estrutura JSON no Nostr define o formato do evento com vários campos, cada um com uma função específica. Por exemplo:

• Campo pubkey: Representa a chave pública do remetente do evento, usada para identificar o utilizador. Esta chave pública assina digitalmente o evento, garantindo a sua autenticidade e integridade.
• Campo tipo: Indica o tipo de evento, como mensagens de chat, informações de carteira ou ações do utilizador, como recomendar listas de retransmissão ou realizar operações específicas.
• Campo de conteúdo: Contém o conteúdo do evento, suportando vários tipos de dados como publicações em redes sociais, artigos, áudio e vídeo. Este campo permite aos utilizadores transmitir a informação que desejam partilhar.
• Campo sig: Armazena a assinatura digital do evento, criada pelo remetente usando sua chave privada e verificada pelo cliente do destinatário usando a chave pública correspondente. Esta assinatura confirma a autenticidade e integridade do evento.

Para uma descrição detalhada da estrutura de dados do evento, consulteConteúdo do Protocolo NostrO protocolo Nostr oferece um quadro claro para enviar, receber e verificar eventos, garantindo segurança, consistência e confiabilidade dos dados.

Em resumo, um evento no Nostr é uma estrutura de dados que inclui qualquer conteúdo e é assinada pelos utilizadores. Esta estrutura destaca o papel, as características e as funções do Nostr:

• Publicação, Armazenamento e Receção de Informações: A utilização de JSON e NIPs pela Nostr fornece um quadro eficiente de troca e gestão de dados, garantindo consistência e interpretabilidade, e oferecendo um ambiente de comunicação estável e fiável.
• Verificação do Lado do Cliente: A estrutura de dados permite a verificação do lado do cliente, eliminando a necessidade de confiar em servidores de retransmissão ou terceiros, e confirmando diretamente a autenticidade e integridade dos eventos.
• Rede Social Descentralizada e Resistente à Censura: O design permite que o Nostr funcione como uma plataforma descentralizada onde os utilizadores podem comunicar livremente e partilhar informações sem preocupações com censura ou manipulação de dados.

2. Estruturas de Rede que Suportam a Transmissão de Mensagens

2.1. AO: Rede de Colaboração MU/SU/CU

A rede AO é composta por três unidades modulares: MU, SU e CU, que trabalham juntas através de mensagens e processos. A sua arquitetura de rede é ilustrada na Figura 2-1.

Figura 2-1: Unidades de Rede Modulares e Colaborativas Formando a Arquitetura de Rede AO (Fonte: Whitepaper da AO)

Em AO, um processo é uma unidade computacional. Iniciar uma aplicação em AO equivale a iniciar um ou mais processos, com o sistema alocando e agendando recursos como MU, SU, CU, máquinas virtuais e memória para executar o processo:

• MU (Unidade de Mensagens): Responsável por enviar informações para o SU apropriado para processamento, e depois entregá-las ao CU para computação. Os resultados são devolvidos ao SU, e este processo se repete continuamente.
• SU (Unidade de Agendamento): Gerencia o agendamento e a ordenação de mensagens, enviando mensagens para o Arweave.
• CU (Unidade de Cálculo): Recebe mensagens, executa cálculos e implementa transições de estado.

A estrutura de rede e operação da AO indicam:

• AO como um Sistema de Transmissão de Mensagens: As mensagens são os elementos centrais nos processos de AO, servindo como os únicos objetos de trabalho para MU, SU e CU. Todo o processo gira em torno das mensagens, tornando o processo essencialmente a atividade de executar uma coleção de mensagens. Isso inclui a sequência completa desde a receção de mensagens, transmissão de mensagens, agendamento e ordenação de mensagens, execução de cálculos (transições de estado da mensagem), até à produção e armazenamento de resultados de cálculo. Portanto, AO é um sistema de transmissão de mensagens que pode ser dedicado à construção de aplicações focadas na publicação de informações, comunicação e interação em tempo real, distribuição de conteúdo e muito mais, como redes sociais descentralizadas, redes sociais e plataformas de streaming de áudio/vídeo sob demanda/ao vivo descentralizadas.
• AO como uma Rede de Computação Ultra-paralela: O AO opera como uma rede modular onde os cálculos são realizados off-chain, livres das restrições do consenso de blocos. Isso permite que as unidades de computação (nós) se expandam infinitamente conforme necessário, melhorando significativamente o desempenho computacional. No ambiente do AO, um número arbitrário de tarefas de computação (processos paralelos) pode ser iniciado simultaneamente. Esses processos podem ser executados independentemente em diferentes nós de computação e concluir a validação local. Isso torna o AO um computador ultra-paralelo distribuído e verificável.

Mesmo que cada processo de computação possa ser executado independentemente em diferentes nós, eles podem comunicar e colaborar através de um formato de mensagem unificado (ANS-104). Este método conecta processos de computação em execução independentemente em uma rede unificada.

• AO como uma Plataforma Aberta: No seu âmago, o AO é um protocolo de informação que permite que diferentes aplicações em execução na Arweave comuniquem entre si. Cada aplicação pode enviar informações para outras aplicações através da rede AO, utilizando o AO para operações de composição e permitindo a troca de informações entre cadeias. A rede AO opera fora da cadeia e pode conectar-se perfeitamente com aplicações Web2. Ao invocar a interface do protocolo AO, as aplicações Web2 podem participar nesta rede descentralizada. Esta funcionalidade permite que o AO estabeleça a ponte entre aplicações Web2 e Web3, facilitando a troca de informações confiáveis e a interoperabilidade entre aplicações. O design do protocolo de comunicação do AO torna-o uma plataforma aberta, oferecendo aos desenvolvedores possibilidades ilimitadas.

Em conclusão, a arquitetura de rede da AO suporta uma plataforma de computação componível, interoperável, escalável, verificável, descentralizada e aberta. É adequada para aplicações focadas na publicação e interação de informações, bem como aquelas que requerem alto desempenho de computação e lógica complexa, como aprendizado de máquina, agentes autônomos, renderização gráfica, jogos online e DeFi.

2.2. Nostr: Estrutura Cliente-Relé

Nostr significa “Notas e Outras Coisas Transmitidas por Relés.” A rede é composta por dois componentes principais, conforme mostrado na Figura 2-2.

Figura 2-2: Estrutura da Rede Nostr

• Cliente: Esta é uma aplicação que corre no dispositivo do utilizador, desenhada para ler e escrever dados em servidores de retransmissão. O cliente usa uma chave pública como endereço para o utilizador enviar e receber eventos, enquanto a chave privada é usada para assinar eventos quando são enviados. Este processo de assinatura prova que a operação foi realizada pelo utilizador e impede adulteração. Ao receber eventos, o cliente usa a chave privada para verificar a assinatura, garantindo a origem e integridade do evento.

O cliente permite aos utilizadores ligarem-se a qualquer número de servidores de retransmissão localizados em diferentes lugares. Os utilizadores podem publicar informações num servidor de retransmissão e recuperá-las de outro. Isto significa que o cliente (utilizador) não tem de depender de um servidor de retransmissão específico, protegendo eficazmente os dados e ações do utilizador.

• Servidor de retransmissão: Um servidor de retransmissão tem a capacidade de ouvir, capturar e armazenar eventos de clientes conectados e depois encaminhar esses eventos para clientes subscritos. Qualquer pessoa pode executar um servidor de retransmissão, e vários servidores de retransmissão podem servir como alternativas uns aos outros. Este design diminui a importância de qualquer retransmissão única, reduzindo o risco de pontos únicos de falha e aumentando a resistência à censura. Além disso, a competição entre várias retransmissões pode impulsionar melhorias na qualidade do serviço, como oferecer maior capacidade de armazenamento, tempos de resposta mais rápidos e serviços de filtragem de spam.

Os servidores de retransmissão podem optar por armazenar toda ou parte do conteúdo de um utilizador com base nas suas próprias necessidades e decidir a duração durante a qual os dados serão armazenados. Isto proporciona uma maior flexibilidade na posição e atividades comerciais do servidor de retransmissão. Ao mesmo tempo, não é necessário que os servidores de retransmissão comuniquem entre si, o que elimina questões de consenso e a necessidade de sincronização de dados. Em vez disso, a sincronização de dados é alcançada através do envio e receção de eventos entre clientes, sendo fundamentalmente diferente dos nós da blockchain.

Esta arquitetura não só melhora a flexibilidade e eficiência do sistema, como também aborda eficazmente vários casos de uso e exigências.

Em resumo, a estrutura leve Cliente-Relé da Nostr melhora a flexibilidade e eficiência do sistema. Suporta um sistema de publicação de informações descentralizado, resistente à censura e verificável, atendendo às necessidades de liberdade de expressão, comunicação suave e segurança e privacidade de dados. Este design aborda eficazmente as deficiências das redes sociais centralizadas, tornando a Nostr uma escolha popular para os desenvolvedores de aplicações sociais descentralizadas como Damus, YakiHonne, Iris e outros.

3. Integração com Outros Protocolos

3.1 AO + Arweave: O Computador Mundial Descentralizado

O AO funciona no topo do Arweave, integrando-se perfeitamente com ele, conforme mostrado na Figura 3-1.

Figura 3-1: Integração perfeita da AO com Arweave (Fonte: Whitepaper da AO)

Isso representa uma aplicação do Paradigma de Consenso de Armazenamento (SCP). Este novo paradigma desvincula eficazmente o armazenamento (consenso) da computação, facilitando cálculos fora da cadeia junto com o consenso na cadeia. Os benefícios desta abordagem são substanciais:

• Computação de Alto Desempenho: Com cálculos de contratos inteligentes ocorrendo fora da cadeia, o AO evita as restrições do consenso de blocos na cadeia. Isso aumenta significativamente o desempenho computacional, tornando a computação de alto desempenho uma realidade.
• Computação Ultra-Paralela: Os nós podem executar independentemente tarefas paralelas e realizar validações locais sem a necessidade de todos os nós sincronizarem e completarem cálculos redundantes, como visto nas arquiteturas tradicionais do EVM. Essa capacidade permite que o AO alcance a computação ultra-paralela.
• Computação Personalizável: Arweave oferece armazenamento permanente para todas as instruções, estados intermediários e resultados de computação, funcionando como a camada de disponibilidade de dados e consenso do AO. A execução de cada aplicação está intrinsecamente ligada aos dados armazenados no Arweave, permitindo a personalização com base nas necessidades específicas dos nós locais. Este nível de flexibilidade ultrapassa o modelo tradicional do EVM, onde os nós devem executar operações predefinidas simultaneamente para manter a consistência em toda a rede.

Em essência, AO aprimora Arweave com capacidades de computação ultra-paralelas, enquanto Arweave fornece AO com armazenamento como consenso. Juntos, eles criam um computador mundial descentralizado, abrindo a porta para uma extensa inovação no espaço descentralizado.

3.2 Nostr + Lightning: Criando Redes Descentralizadas de Informação e Valor

Nostr, desenvolvido por fiatjaf, suporta nativamente a Lightning Network devido ao envolvimento de fiatjaf no seu desenvolvimento. A Lightning Network, uma solução de segunda camada para o Bitcoin, estende a funcionalidade blockchain fora da cadeia através de canais. Isso resolve eficazmente os problemas do Bitcoin de velocidades de transação lentas, baixa capacidade de processamento e altos custos de transação, permitindo pagamentos micro frequentes e de baixo custo.

Uma aplicação direta da integração Nostr e Lightning Network é a implementação de "zaps" em aplicações sociais. O cliente Nostr amplamente utilizado, Damus, incorpora pagamentos da Lightning Network do Bitcoin, permitindo aos usuários fazer facilmente um pagamento único para o relé da Lightning Network ao inserir uma chave pública Nostr. Após o pagamento, os usuários recebem uma fatura da Lightning Network. Para um guia detalhado, visite:https://nostr.how/pt-PT/zaps.

Em termos de emissão de ativos, o protocolo Taproot Assets (TAP) da camada um do Bitcoin é compatível com a Lightning Network, permitindo a integração de ativos Taproot e a menor unidade do Bitcoin, Satoshis, no ecossistema Nostr. Isso facilita transferências imediatas e econômicas de ativos via Lightning Network, enriquecendo a variedade de ativos do Nostr e expandindo as possibilidades para redes sociais, pagamentos e aplicações DeFi.

Além disso, os membros da comunidade CKB propuseram um Protocolo de Vinculação Nostr, aproveitando a tecnologia RGB++ para alcançar a vinculação isomórfica de Eventos Nostr com CKB CELLS. Isso permite que os usuários criem e distribuam ativos nativos dentro da rede Nostr, enfrentando de forma eficaz os desafios de pagamento nativos em redes sociais.

Crucialmente, a sinergia entre Nostr e a Lightning Network está a introduzir um novo modelo de negócio para aplicações descentralizadas conhecido como Valor por Valor (V4V).

O conceito V4V argumenta que a monetização de informações não escassas é uma tarefa complexa. A monetização online tradicional muitas vezes depende de publicidade, que se baseia em monitorização centralizada e análise do comportamento do utilizador. O V4V oferece uma alternativa ao permitir o livre fluxo de informações e valor sem intermediários ou restrições. Esta abordagem não só oferece uma forma inovadora de monetizar conteúdo digital, mas também introduz novos métodos para a criação de conteúdo e transferência de valor.

As soluções V4V estão a adicionar um valor significativo às aplicações sociais, podcasts e plataformas de transmissão em direto baseadas em Nostr, como:

• YakiHonne: Um protocolo de interação de mídia descentralizado integrando Nostr com a Lightning Network, usando SATS para gorjetas. Os pagamentos anuais excederam 90 milhões de SATS.
• Nostrwatch.live: Uma plataforma de streaming ao vivo descentralizada que funciona em Nostr e na Lightning Network, estabelecendo uma troca de "Valor por Valor" bidirecional. Os streamers recebem pagamentos em SATs dos visualizadores em tempo real, com o stream a parar se os pagamentos pararem. Isto difere dos modelos tradicionais de pré-pagamento, eliminando a necessidade de subscrição ou pré-pagamento.
• Podverse: Uma aplicação de Podcasting 2.0 que se integra com Alby, usando a Lightning Network para enviar boostagrams (mensagens com doações) e pagamentos SAT para podcasts. A aplicação transmite Satoshis para o podcast que está a ser ouvido com base no tempo de escuta por minuto.

A integração Nostr-Lightning está a transformar a Nostr de uma rede de informação descentralizada numa que combina informação e valor. Esta mudança não só protege o discurso individual, mas também garante a segurança dos ativos pessoais, tornando-a um meio de troca de valor. Esta evolução apresenta novas possibilidades para aplicações escaláveis e de consumo, potencialmente oferecendo um caminho viável para a adoção generalizada da Web3.

4. Conclusão: Estrutura Determina Função

Este artigo analisou e comparou os protocolos AO e Nostr do ponto de vista da estrutura de dados e da estrutura de rede, aderindo ao princípio de que “a estrutura determina a função.” Exploramos as funções principais e os cenários de aplicação de cada protocolo:

Da Perspetiva da Estrutura de Dados: AO e Nostr atuam como protocolos de transmissão de informação que suportam vários tipos de dados para publicação, comunicação e distribuição. Permitem a criação de redes sociais descentralizadas e aplicações de media com funcionalidades como descentralização, resistência à censura, verificação de assinaturas e proteção de privacidade.

No entanto, existem diferenças-chave. O foco da Nostr está em aplicações especificamente projetadas para a transmissão de informações, que é apenas um subconjunto das capacidades funcionais e de aplicação mais amplas da AO. A AO enfatiza a computação ultraparalela, abrangendo uma gama mais ampla e mais profunda de aplicações.

Da Perspetiva da Estrutura de Rede: a estrutura de rede da AO é modular, colaborativa e escalável, permitindo que os processos funcionem de forma independente em diferentes nós e realizem validação local. Essas características lançam as bases para a computação ultra-paralela.

A integração perfeita do AO com a Arweave, baseada no paradigma SCP, supera o trilema da tecnologia blockchain. Escala recursos de armazenamento e computação conforme necessário e utiliza os dados de consenso permanentes e protegidos por propriedade da Arweave para a troca de informações e colaboração entre processos. Como resultado, o AO pode construir uma rede de computação global, de alto desempenho e ultra-paralela, promovendo a inovação em aplicações Web3 e Web2.

Por exemplo, a AO suporta aplicações de aprendizagem automática que necessitam de grandes modelos de linguagem (LLMs) e computação intensiva; aplicações AgentFi com lógica de negócios complexa, necessidades predefinidas e estratégias autónomas variadas; ContentFi para gestão de direitos de autor e monetização de conteúdo; e aplicações descentralizadas que requerem comunicação entre cadeias, transferência de ativos, partilha de dados e interoperabilidade de contratos inteligentes.

Por outro lado, a estrutura de rede da Nostr, composta principalmente por componentes Cliente-Relay e estruturas de dados de Evento com sistemas de chave pública e privada, estabelece uma rede de informação leve. Quando combinado com Lightning, integra características de rede de informação e valor descentralizadas, tornando-o ideal para aplicações escaláveis de nível de consumidor.

A partir da Perspetiva de Posicionamento do Protocolo: Embora tanto o AO como o Nostr sejam protocolos de passagem de mensagens, os seus focos e posicionamentos divergem. O AO tem como objetivo construir infraestruturas fundamentais para um 'computador mundial descentralizado', visando camadas inferiores, mas proporcionando extensas possibilidades de aplicação e capturando um valor mais amplo.

Pelo contrário, Nostr foi inicialmente projetado como um protocolo social descentralizado leve, focando especificamente em aplicações sociais.

Em resumo, AO e Nostr oferecem características distintas e vantagens na estrutura de dados, estrutura de rede e funcionalidade do protocolo, cada um com posicionamentos e casos de uso diferentes. Suas características únicas se manifestarão em suas respectivas trajetórias de desenvolvimento.

Referências

1. É o AO um Assassino do Ethereum e Como Irá Impulsionar a Nova Narrativa da Blockchain?
2. Protocolo AO: Supercomputador descentralizado e sem permissão
3. Protocolo Nostr
4. Protocolo de Ligação Nostr
5. Valor por Valor
6. Protocolo Social Descentralizado Nostr e Suas Aplicações Inovadoras

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