56、Ocean Protocol：Web3数据经济的工具集

Ocean Protocol：Web3数据经济的工具集

1. 概述与介绍

现代社会依赖数据运行，现代人工智能从数据中提取价值。数据越多，人工智能模型越准确，这对社会和企业都有更多好处。然而，目前数据和人工智能的力量集中在少数公司手中，如谷歌和脸书。人工智能初创公司有优秀的技术但缺乏数据，而传统企业数据丰富却缺乏人工智能专业知识。

Ocean Protocol旨在通过平等化数据访问和货币化的机会来传播人工智能的益处。它创建了简单的工具，以去中心化的数据代币形式发布和消费数据。数据代币可与ERC20钱包、交易所、DAO等进行互操作，数据可保存在本地以保护隐私。此外，Ocean还提供了数据市场工具。这些工具以运行在以太坊主网上的Solidity代码、Python和JavaScript/React库以及社区数据市场Web应用程序的形式实现，未来还将部署到其他网络。

这些工具是一个更广泛系统的一部分，旨在实现开放、无许可的数据经济的长期增长。Ocean的数据耕种计划激励数据供应，由社区驱动的OceanDAO为软件开发、推广等提供资金。截至2020年11月30日，上述所有内容均已上线。

2. Ocean系统

2.1 目标

Ocean系统的顶级目标是通过平等化数据访问和货币化的机会来传播人工智能的益处，具体目标如下：
- 构建一个可持续且不断增长的系统，趋于普及。
- 基本设计简单易懂，便于沟通。
- 符合Ocean的使命和价值观，包括解锁数据、保护隐私、分散权力、分散财富、遵守法律、抗审查和无需信任。系统应无许可、无租金且对世界有用，具有反脆弱性，能够在面临挑战时更具弹性，并且需要具备可进化性，遵循几十年而非几个月的时间尺度。

2.2 设计

Ocean系统的核心是一个循环，旨在实现生态系统的“滚雪球效应”式增长。如下图所示：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(网络奖励):::process --> B(OceanDAO):::process
    B --> C(工人):::process
    C --> D(数据生态系统):::process
    D --> E(市场和服务):::process
    E --> F(网络收入):::process
    F --> G(购买并销毁OCEAN):::process
    F --> B

工人（中心）开展工作以促进数据生态系统（右侧）的增长。市场和其他数据生态系统服务使用Ocean软件工具产生收入，其中一小部分收入作为网络收入回馈给Ocean社区，用于购买并销毁OCEAN（左下角）以及支持OceanDAO挑选的工人（左中）。为了在早期促进增长并确保充足的资金，网络奖励（左侧）也通过OceanDAO流向工人。

3. 由Ocean工具驱动的数据生态系统

3.1 介绍

数据生态系统是Ocean系统的一个主要子模块，由Ocean工具提供支持。下面我们将详细介绍这些工具。

3.2 Ocean工具的独特卖点

Ocean工具提供了以下独特卖点：
1. 数据销售与质押获利 ：无论是个人、公司还是城市，都可以通过Ocean Market轻松出售数据。此外，任何人都可以对数据进行质押，以赚取一定比例的交易费用。
2. 数据资产的加密通道 ：为数据资产提供进入和退出加密生态系统的通道，实现加密钱包用于数据托管和管理、去中心化交易所（DEXes）用于数据交易、去中心化自治组织（DAOs）用于数据合作等，还能通过DeFi的可组合性对数据资产进行证券化等操作。数据本身无需上链，只需控制访问权。
3. 快速启动数据市场 ：具有众多优势，如在保护隐私的前提下买卖私有数据、非托管、抗审查、自动价格发现、数据审计跟踪等。
4. 去中心化数据交换平台 ：提高数据使用的可见性、透明度和灵活性，在共享数据时避免“数据泄露”，所需的开发运维支持和维护较少，具有高活性、非托管和抗审查等特点。例如，可作为智慧城市的交通数据管理平台，或用于无需信任协调中间人的联邦学习。

3.3 Ocean工具基础：数据代币

数据代币介绍

Ocean使用数据代币作为数据资产进入和退出加密生态系统的通道。数据代币是ERC20代币，用于访问数据服务，每个数据服务都有自己的数据代币。Ocean的智能合约和库使发布数据服务（部署和铸造数据代币）和消费数据服务（花费数据代币）变得简单。

数据代币目标

• 简单性 ：在软件开发中，复杂性是一个挑战。因此，Ocean致力于使整体设计简单，包括简单的开发者体验、用户体验和代码（足够简单以部署到以太坊主网，从而获得无许可、稳定、安全、可组合和社区支持等额外好处）。
• 融入现有工作流程 ：Ocean应尽可能利用其他基础设施，并与其他协议和工具实现最大程度的可组合性。数据代币使Ocean保持简单、可组合，更像是一套工具而非平台。

数据代币心理模型

数据代币的心理模型如下：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(创建数据代币):::process --> B(ERC20应用):::process
    B --> C(消费数据代币):::process

Ocean负责创建数据代币和消费数据代币，中间可以是任何基于ERC20的应用程序，包括基于Ocean的市场。

数据代币是ERC20访问令牌

传统的访问令牌（如OAuth 2.0）存在“双花”问题，即一个人获得访问权后可以将其分享给无数其他人。而区块链技术通过一个单一的共享全球数据库来跟踪所有权，从而解决了这个问题。ERC20是一个广泛采用的代币所有权标准，专注于可互换的代币。Ocean的数据代币将访问概念与ERC20代币标准相结合，持有1.0个数据代币即可访问数据集，解决了“访问控制”的双花问题，并形成了一个支持该标准的生态系统。

数据代币变体

在智能合约层面，数据代币没有区别，但在数据提供者运行的库的语义解释中会出现变体：
- 访问类型 ：可以是永久访问（可随意访问多次）、限时访问（如仅一天或特定日期范围内的访问）或一次性访问（访问后代币被销毁）。
- 数据服务类型 ：数据访问始终被视为一种数据服务，可以是访问静态数据集（如单个文件）、动态数据集（流）或计算服务（如“将计算带到数据”）。对于静态数据，可根据存储类型进行调整；对于动态数据，有不同的变体。
- 访问权限 ：本文主要关注“读取”访问权限，但还有其他变体，如Unix风格（读取、写入、执行，针对个人、组、所有人）、数据库风格（CRUD：创建、读取、更新、删除）或区块链数据库风格（CRAB：创建、读取、追加、销毁）。访问条款在链上的元数据中指定。

数据代币与权利

拥有用于物理访问数据的代币意味着拥有访问数据的权利。数据代币通常会自动获得使用该数据的许可证。数据通常受版权保护，许可证是使用知识产权的特定形式的合同。在大多数司法管辖区，版权在知识产权创建时自动产生。或者，加密数据或防火墙后面的数据可被视为商业秘密。整体而言，在特定司法管辖区的执行遵循其现有的知识产权框架。“所有权”是一系列权利的集合，拥有代币意味着持有其私钥，从而有权将代币转移给他人。

与预言机的关系

像Chainlink这样的预言机有助于将数据本身带上链，而Ocean则提供了数据资产进入和退出的工具，数据本身无需上链，这为在DeFi中利用数据提供了更广泛的机会。预言机的数据馈送可以使用Ocean进行代币化。

与运输集装箱的类比

就像运输集装箱是一种使物理供应链更高效的覆盖协议一样，数据代币是一种使数据服务供应链更高效的覆盖协议。

3.4 Ocean工具架构

概述

Ocean工具架构分为三层，底层是部署在以太坊主网上的智能合约，中间是将合约暴露给高级语言并提供便利实用程序的库和中间件，顶层是应用程序。从左到右按功能分组，包括数据代币工具、市场工具（包括池）、数据服务消费和元数据工具以及外部ERC20工具。

数据代币和访问控制工具

• 发布步骤 ：发布者将数据集存储在Google Drive、Dropbox、AWS S3等位置，数据集有一个URL，可选择使用IPFS获取内容可寻址的URL，也可以运行计算到数据服务。发布者调用Ocean Datatoken Factory部署新的数据代币到链上，使用ERC1167代理方法节省燃气费用，然后铸造数据代币。
• 消费步骤 ：发布者运行Ocean Provider。消费者向Provider钱包发送1.0个数据代币，然后向Provider发出服务请求。Provider加载加密的URL，解密后提供请求的服务（发送静态数据或启用计算到数据作业）。发布者也可以让第三方（如Ocean Market）运行Provider，但这意味着第三方将持有私有的加密/解密密钥，更加中心化。未来，Ocean将支持更多的服务类型和URL托管选项。
• 相关库 ：Ocean的JavaScript和Python库作为底层合约的驱动程序，每个库都与Ocean Provider集成以提供和消费数据服务，与Ocean Aquarius集成以处理元数据。Ocean React钩子使用JavaScript库，帮助构建基于Ocean的Web应用程序和React Native应用程序。

市场工具

生成的数据代币可以在任何ERC20交易所使用，包括自动做市商（AMM）。Ocean提供了Ocean Market，这是一个供Ocean社区使用的、与供应商无关的参考数据市场，具有去中心化（无单一所有者或控制器）和非托管（只有数据所有者持有数据代币的密钥）的特点。
- 固定定价 ：有一个简单的合约，让用户可以用OCEAN买卖数据代币，同时在价值转移过程中避免托管。
- 自动价格发现 ：Ocean Market使用Balancer池，每个池是一个数据代币 - OCEAN对。用户在Ocean Market GUI中添加流动性并调用池创建，GUI的React代码调用Ocean JavaScript库，该库再调用Balancer Factory部署Balancer BPool合约（Python库也可实现）。部署数据代币池可视为“初始数据发行”（IDO）。
- 第三方市场 ：除了Ocean Market，Ocean还提供参考代码，帮助开发者构建第三方数据市场，如物流或移动领域的市场。

元数据工具

元数据（如数据集名称、创建日期等）用于市场的数据资产发现。每个数据资产可以有一个去中心化标识符（DID），解析为相关元数据的DID文档（DDO），DDO本质上是填充元数据字段的JSON文件。OEP8指定了元数据模式，基于schema.org的公共DataSet模式。Ocean使用以太坊主网作为链上元数据存储，一旦支付写入费用，就无需进一步的费用或开发运维工作来确保元数据的未来可用性，有助于数据资产的可发现性，也简化了与基于以太坊的Ocean系统其他部分的集成。由于以太坊主网上数据的无许可和去中心化性质，任何最后一英里工具都可以访问元数据。Ocean Aquarius支持不同Ocean市场的不同元数据字段，第三方工具TheGraph可以看到所有市场共有的元数据字段。

第三方ERC20应用和工具

数据代币的ERC20性质使其易于与其他以太坊工具和应用程序进行组合，如MetaMask和Trezor作为数据钱包，DEXes作为数据交易所等。

参与者身份

数据提供者和消费者等参与者拥有以太坊地址（即Web3账户），由加密钱包管理。在大多数用例中，这就足够了，但在某些情况下，Ocean社区可能会采用可验证凭证等协议或3Box等工具。

4. 数据耕种计划与OceanDAO

4.1 数据耕种计划

数据耕种计划的目的是激励数据的供应。在当前数据驱动的时代，数据的丰富性对于人工智能的发展至关重要。通过该计划，吸引更多的数据所有者将数据提供到Ocean生态系统中。具体激励方式可能包括给予数据提供者数据代币奖励、交易费用分成等。这不仅增加了数据的供应量，也使得更多的数据能够在生态系统中流通和被利用，促进了数据经济的繁荣。

4.2 OceanDAO

OceanDAO由社区驱动，负责为软件开发、推广等方面提供资金支持。其资金来源包括Ocean数据生态系统中应用和服务的收入、Ocean网络奖励以及Ocean Protocol基金会。OceanDAO的存在确保了Ocean生态系统的持续发展和创新。它可以资助新的功能开发、市场推广活动，吸引更多的开发者和用户加入到Ocean生态系统中来。

5. 应用案例分析

5.1 智慧城市交通数据管理

在智慧城市的建设中，交通数据的管理至关重要。Ocean Protocol可以作为一个去中心化的数据交换平台，用于管理交通数据。以下是具体的应用流程：
1. 数据发布 ：交通管理部门或相关数据提供者将交通数据（如实时路况、车辆流量等）以数据代币的形式发布到Ocean Market或其他基于Ocean的市场。他们可以选择不同的访问类型和权限，如永久访问或限时访问，以及只读或读写权限。
2. 数据质押与交易 ：其他参与者可以对这些交通数据进行质押，以赚取交易费用。同时，需要使用交通数据的企业或开发者可以通过购买相应的数据代币来获取数据访问权。
3. 数据使用 ：获取数据访问权的企业或开发者可以将交通数据用于各种应用，如智能交通系统的优化、自动驾驶技术的研发等。
4. 数据安全与隐私保护 ：由于数据可以保存在本地，并且访问控制通过数据代币实现，交通数据的安全性和隐私得到了有效保护。即使数据被共享，也只有持有相应数据代币的用户才能访问。

5.2 联邦学习

在联邦学习中，多个参与方需要在不共享原始数据的情况下进行模型训练。Ocean Protocol可以为联邦学习提供一个安全、高效的数据交换平台。具体操作步骤如下：
1. 数据提供 ：各个参与方将自己的数据以数据服务的形式发布到Ocean生态系统中，并生成相应的数据代币。
2. 模型训练 ：参与方使用“计算到数据”的功能，将计算任务发送到数据所在的位置进行训练，而无需将数据传输到其他地方。这样可以避免数据泄露的风险。
3. 奖励机制 ：参与方可以通过提供数据和计算资源获得相应的数据代币奖励，激励更多的参与方加入到联邦学习中来。
4. 模型共享 ：训练好的模型可以在Ocean生态系统中进行共享和交易，进一步促进了人工智能技术的发展。

6. 总结与展望

6.1 总结

Ocean Protocol通过创建简单的工具，如数据代币、数据市场等，实现了数据的去中心化发布和消费。它为数据资产提供了进入和退出加密生态系统的通道，使得数据能够在不同的参与者之间进行流通和交易。同时，Ocean Protocol注重数据的隐私保护和安全性，通过“计算到数据”等功能，确保数据在不离开所有者 premises 的情况下得到利用。此外，数据耕种计划和OceanDAO的存在，为Ocean生态系统的持续发展提供了动力和支持。

6.2 展望

未来，Ocean Protocol有望在更多的领域得到应用。随着人工智能和区块链技术的不断发展，对数据的需求和管理将变得更加重要。Ocean Protocol可以进一步扩展其功能，支持更多的服务类型和URL托管选项，提高系统的灵活性和可扩展性。同时，它可以与更多的预言机和其他区块链协议进行集成，为用户提供更丰富的服务。此外，随着越来越多的企业和开发者加入到Ocean生态系统中，数据的供应量和质量将不断提高，从而推动人工智能技术的进一步发展，为社会和企业带来更多的好处。

以下是一个表格总结Ocean工具的特点和优势：
| 工具类型 | 特点 | 优势 |
| ---- | ---- | ---- |
| 数据代币 | ERC20标准，每个数据服务有独立代币 | 解决双花问题，可与其他ERC20工具组合，支持多种访问类型和权限 |
| 市场工具 | 包括Ocean Market和第三方市场参考代码 | 支持固定定价和自动价格发现，去中心化、非托管，促进数据交易 |
| 元数据工具 | 基于以太坊主网存储元数据 | 确保元数据可用性和可发现性，简化集成 |
| 相关库 | JavaScript、Python和React钩子 | 方便开发者构建应用，集成数据服务和元数据处理 |

最后，我们用一个mermaid流程图来展示Ocean Protocol在数据发布和消费过程中的整体流程：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(数据提供者):::process --> B(发布数据服务，铸造数据代币):::process
    B --> C(数据代币进入市场):::process
    D(数据消费者):::process --> E(购买数据代币):::process
    E --> F(向Provider发送服务请求):::process
    F --> G(Provider提供数据服务):::process

通过以上的介绍和分析，我们可以看到Ocean Protocol在Web3数据经济中具有巨大的潜力和应用前景。它为解决数据访问和货币化的不平等问题提供了一个有效的解决方案，有望推动人工智能技术的更广泛应用和社会的发展。