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海伯利安:用区块链重塑地图服务行业

2018-12-11 16:26:01 华尔街之狼

我们描述一个事情,必不可少的是什么时候、什么位置、什么人或物,发生了什么事。这些要素构成了对人类有价值的信息。而其中位置信息是关键信息之一。

可以说,位置信息是人类社会活动中最基础信息之一。而这体现在地图上,从纸质地图到电子地图,每一次的升级都极大提升了人们便利程度。随着人们经济和社会活动复杂度的提升,地图的应用嵌入度也随之提升。从之前简单的路线和位置确定,到现在基于位置数据的驾驶导航、轨迹追踪、位置搜索、无人机、AR游戏、虚拟广告、共享经济等。位置信息本质上是解决事情的基础要素之一,它有机会成为基础设施,并在位置数据的基础上构建出应用的生态。

而区块链的到来,会重塑整个地图服务行业。它能够重塑地图服务行业是因为传统的地图服务,包括电子地图,甚至是开放地图都存在未解决的问题。

区块链技术+地图服务

 

传统的地图服务行业有哪些没有解决的问题?

目前的地图服务已经有了长足的进步,服务也越来越好。但还是不完美。这些不完美隐含了升级的机会。

 

1.位置的准确性、完整性和实时性

我们的地球地貌不断在改变,比如城市道路和建筑的变化,带来全新的位置信息,如地图信息无法实时更新,会导致位置信息不准确、不完整、不实时。

比如导航有时候会把我们引导进入错误的地方,这会让大家很困惑,甚至耽误事情。而且,按照统计数据,地球上的大部分地方都还缺少明确的位置信息。

那么,问题来了,我们能否拥有更加准确、完整和实时的地图?每个位置不仅仅是物理的位置,由于人和物的参与,也会产生很多价值信息,这些价值信息可以提供决策参考。比如路况信息,同样的位置,路况不同对乘车路线等都会产生影响。这些基于地理位置的实时信息,也是价值信息。

 

2.位置数据的所有权归属

目前位置信息已经是互联网的最基本服务之一。从行驶导航、打车、共享单车、无人机、快递、外卖、社交网络等都需要位置信息。位置服务是频次最高的服务之一,甚至连单独的地图app也在所有app下载排行中位居前列。

不管是搜索引擎、社交网络,还是共享经济,O2O都离不开位置服务,用户每天会生产生亿级的位置信息,这些位置信息由服务提供商掌控。据海伯利安估算,谷歌地图通过地图服务每天可以达到千万美元以上。

这些数据可以产生盈利,可以售卖,但用户无法掌控位置数据的所有权。一是无法自主决定是否愿意分享,二是无法获得数据所带来的收益。

 

3.用户隐私保护

用户在使用地图服务时,基本上不会有隐私,用户的轨迹基本上是透明的。比如,打车的轨迹、共享单车的骑行轨迹、驾驶的轨迹、搜索的轨迹、常光顾的餐厅和商城、电子围栏等,都可以提炼出一个人的真实轨迹,这些数据涉及用户隐私信息。并不是所有用户都愿意分享自己行踪轨迹。

这些问题,仅仅靠中心化公司的方式或者开放地图的方式都无法完美解决。原因很简单,中心化公司要考虑成本的问题,它不可能提供无限制的服务,它的组织成本限制了它无法提供实时的、精确的和完整的地图服务。

目前全球上的大部分地区的位置信息都有待开发。这里隐藏了巨大的机会。按照顶级理论物理学家、《规模》的作者杰弗里·韦斯特的研究,目前人类城市化发展的速度比人口增长还快,几乎每一周会有100万人进入城市,相当于每两个月时间创造出一个纽约市,不到两个半月时间创造出一个北京市,每一周时间就会多出一个丹麦整个国家。这意味着,城市化的加速,位置信息也随着环境的变化而发展,这在中国表现尤其明显。这意味着,对地图服务的实时、完整和精确都提出了更高的要求。

要实现一个真正精确、完整和实时的地图服务,必须借助众人的力量,只有几百万人甚至几千万上亿人都加入进来,才有可能做到这一点。

另外,中心化公司天然需要盈利,它免费给用户提供地图服务,而作为隐性交换,它获取了用户的位置数据,以此获得商业利益。

而区块链的到来,给地图服务带来了升级的机会,有机会解决以上的问题。在解决以上问题的过程中,它会重塑地图服务行业。

本文以Hyperion为案例,Hyperion中文名海伯利安,是希腊泰坦十二神之一,太阳神和月亮女神之父。海伯利安(Hyperion)作为神影响了世界,而现实中的Hyperion项目对世界会产生什么样的影响?

蓝狐笔记通过海伯利安(Hyperion)案例来分析区块链是如何重塑地图服务产业的。这里的区块链不仅仅是指分布式账本的技术,也包括其激励机制在内的整个体系。

 

Hyperion用共识地图来重塑地图服务

海伯利安(Hyperion)要重塑地图服务行业,要解决以上提到的地图服务中准确性、完整性和实时性以及数据个人控制、隐私保护等问题,它有自己的目标和路径,它通过构建基于社区的共识地图来实现自己的愿景。

而要打造共识地图,解决地图服务行业的问题,不仅要有开放式地图,更要基于区块链构建出完整体系。

开放式地图也有先例,比如蜂图志(Mapxus)、地图盒子(Mapbox)、Mapillary等。开放地图相对于中心化公司的地图服务,开放了数据和地图技术,有一定的社区参与度。但它有一个问题是,缺乏足够激励体系支撑和价值衡量方法,这让它在规模上和波及人群上都有一定的限度,也较难持续,不易形成正向循环。

海伯利安(Hyperion)的共识地图试图利用区块链的体系化优势来重塑地图服务行业。正如比特币为代表的区块链技术一样,它涉及到技术、社区治理、代币经济体系,只有从三者内在的完整角度来审视才能理解为什么区块链可以重塑地图服务行业。

比特币是区块链在加密货币领域的应用。当然,区块链本身是从比特币中抽象出来的。在比特币之前,我们看到也有过数字货币的实验,有中心化发行的数字货币,也有去中心化的点对点数字货币,但基本上都失败了。只有比特币最终跑出来了,从白皮书发布以来,迄今十年有余。

就比特币的分布式账本、密码学技术、P2P技术、共识协议、激励机制等单个来说,都不算是独一无二,但把它们巧妙地结合在一起,组为一个体系,它的巨大威力就产生了。

它通过密码学技术、共识协议、激励机制等保证了分布式账本的安全、不可篡改,从而实现了数字货币的可信任,实现了发行和交易的可信任,使得所有者对它有足够的信心。这就是它价值的根基所在。在这个基础上,形成了社区,形成了交易,形成了共识。

海伯利安(Hyperion)的共识地图虽然采用跟比特币不同的共识算法和激励机制等,但在逻辑上有类似之处,它试图通过技术的安全和可信,实现一个可信任的位置数据的生产、交易和服务,而所有这些都是通过参与者之间的共识来达成。这个共识背后有技术、社区和激励的支撑。

如果没有这些,那么区块链就无法重塑地图服务行业,海伯利安(Hyperion)也就无法实现自己的愿景。

一个基于区块链的地图服务是什么样的?区块链的地图首先它从用户的体验上,位置服务更加精确、更加实时、更加完整。作为底层的地图服务开放平台,在上面可以生发出无数的价值应用。另外,这些位置数据由数据拥有者控制,数据拥有者可以保护隐私,同时也可以通过它来获得经济收益。

这种模式的好处是能够让地图服务的参与者不再局限于中心化的公司组织,而是让参与者越来越多,地图的服务体验越来越好,最终是让地球上绝大多数位置都有精确信息,能够让人们的出行、交通、交易、游戏等所有基于位置的活动都能够无缝实现,最后的结果是它会像空气、水电一样成为基础设施,无处不在无时不需。

那么,具体来说,区块链如何来重塑地图服务行业?海伯利安(Hyperion)共识地图的支撑在哪里?

 

Hyperlion的共识地图生态

要形成共识地图,不单纯是一个区块链,它需要有一个完整的体系。而这个体系包括了三个方面:协议层、服务层以及最上面的生态应用。

首先来看看,整个区块链重塑地图服务行业的底层。海波利安(Hyperion)的底层是协议网络,它由区块链、智能合约以及分布式存储构成。

海伯利安(Hyperion)协议网络有全球的分布式技术节点,其中节点运行的地图区块链是围绕地图数据而设计,它支持智能合约、分布式地图存储以及跨链通信等。

其中很重要的一点是地图区块链的共识协议,地图数据包括静态位置数据和动态位置数据,它是基于博弈论构建的数据,同时利用BFT+DPoS机制进行出块,还有社区代理人的治理机制,这里的目的是既要保证数据的安全和准确,同时也要实现高性能的区块链,以支撑亿级的地图服务。

其次是服务层。服务层主要是基于海伯利安(Hyperion)的协议网络,构建去中心化地图服务。这里面有是三个核心。一是数据采集服务,二是地图服务,三是交易市场服务。这些服务体系中,支撑其自运转的是它的通证经济体系。用户可以使用dMapper和dMap服务,dMapper是地图数据采集服务,而dMap是地图服务。

最后是生态方面。前面也提到了位置数据是人们商业和社会活动中基础数据。基于地理位置可以生发出很多基础的应用。比如基于位置的交通出行、打车、共享单车、无人驾驶、无人机、AR游戏、移动社交、广告、O2O服务等。这里面基本上都是刚需级别的应用,可以达到亿级用户规模。

由于区块链地图服务有天然的社区参与属性,还有token经济体系,它有机会诞生出跟传统地图服务完全不同的应用。比如基于区块链位置数据的虚拟游戏、虚拟地产、虚拟广告服务等。未来具体会产生什么新形态的应用,现在还不完全清楚,但随着协议层和服务层的成熟,生态层很有机会出现新物种。

下面对以上提及的体系进行细部阐述。

 

构建全球亿级用户规模的共识地图区块链

作为要支持海伯利安(Hyperion)地图服务的区块链系统,从一开始设计,它就必须要考虑可用性和性能,考虑拓展性和交互。如果不能为亿万级别的用户提供服务,那么,在一个赢家通吃的市场,它的意义就大打折扣。比如现在腾讯地图每天提供的定位服务就超过了500亿次,而谷歌的全球用户服务量更大。服务量级是地图类区块链需要充分考虑的。

所以,从一开始海伯利安(Hyperion)就要充分考虑到低延迟、低成本、高可用、可扩展等问题。而区块链面临去中心化、性能以及效率的不可能三角。要想都完美兼顾是不可能的。这里有取舍和平衡。海伯利安采用了平衡机制。

海伯利安(Hyperion)在兼顾性能、效率的同时,也兼顾透明、安全、隐私保护,在一定程度上并没有把去中心化放到最优先的位置,去中心化不是目标,而是实现透明和安全的手段。

基于这样的考虑,海伯利安(Hyperion)作出自己的设计原则。海伯利安的区块链采用了分层的双链设计。一条是主链,一条是空间链。它以平行链的方式把交易分配到不同的链进行处理,从而提升系统性能。

第一层主链采用bft+dPoS算法,就是通过诚信节点来保证其可靠性,再通过拜占庭容错协议变体来达成共识。诚信节点由社区选举产生。第二层是空间链,它采用pBFT+SCP(空间共识协议)共识算法,基于pBFT进行出块公证人签名,用SCP进行空间数据状态的确定。SCP包含自动地图数据验证协议和可验证的安全定位服务,这里会涉及到博弈模型,比如谢林点的机制等。

海伯利安Atlas协议层包括15个活跃区块生产节点和30个候选节点。Atlas的地图区块链的节点除了生产节点,还包括查询节点和验证节点。查询节点可以把区块链的状态映射成可快速查询的传统数据库,利于解决应用需要遍历区块链完整历史数据的问题。验证节点则检验区块链上的由生产节点签名的交易有效性。

此外,海伯利安Atlas区块链系统为了达到可伸缩、低延迟、低成本、保护隐私、可扩展以及可交互等特性,在弹性空间分区、隐私技术方面都有自己的设计。

弹性空间分区涉及到的概念:弹性、空间和分区。弹性主要是指位置数据的大规模以及复杂度,包括动态位置数据,要处理这么大规模数据,需要节点和社区支持。空间主要是说位置有很多元数据,不管是R数索引还是使用四叉树,都有问题,要么涉及到高昂的重构成本,要么难以高效处理数据索引。海伯利安的Atlas区块链则引入高效的空间索引数据结构。分区是说Atals区块链网络无须验证每次交易,否则无法在分布式环境下应对大规模的空间数据,分区结构是针对大规模性并行操作,其中包括预处理、索引和查询空间数据等。

(海伯利安的弹性分区总览,来源于海伯利安白皮书)

Atlas的分区结构试图保证数据更新的速度足够快且位置保持。它利用了希尔伯特曲线进行设计,包括空间填充、分解、确定性、位置保持。空间填充是要让地球上的每个位置与标识符能够一一对应;分解则是指原生支持高维树数据结构,解决数据工作负载统一划分问题,实现抗数据倾斜;确定性则是指推迟实例化,避免高开销的位置节点合并与分割等;位置保持则是指统一网络层与应用位置,在各自空间分区数据结构中产生本地处理单元。此外,Atlas利用希尔伯特曲线实现多层位置地址编码。

Atlas的共识委员会按照分区去验证交易。高维树结构可以实现在更低的原生维度对节点上的工作负载进行均匀分区。通过调整范围内的划分间隔和移动变动区域内的目标,可以支持弹性再分表。同时,在索引时间内,通过分表,分发进入的数据,可以降低系统开销。

Atlas还把图块作为本地处理单位,以应对大规模的并行。把图块作为本地处理单元,利于局部优化和节省空间,是简单的负载均衡设计。

隐私方面,Atlas会对一些敏感数据进行处理,包括地图数据、位置轨迹和用户画像。在私人地图数据分享方面,Atlas开发了权限控制可审查的去中心化门限密码系统,通过非交互的零知识证明可验证私钥有效性。Atlas支持零知识位置证明,在满足预定义功能(地理围栏等)时,能保护用户隐私。用户画像方面,需要保持画像数据的匿名性。比如用户访问过的商城、消费和信誉、用户位置轨迹等信息。Atlas在存储数据时,采用混合网络和可验证的切换与一次性假名。第三方可以获得用户画像数据,但无法知道数据相对应的用户。

海伯利安(hyperion)区块链在协议层上支持友好的账户体系,友好包括易于记忆、可恢复、权限控制,另外,它还允许用户通过多账号验证找回被盗账号。

海伯利安(Hyperion)区块链把区块产生逻辑和其他功能分离。非区块生产逻辑通过原生智能合约实现,利于增加系统升级的灵活。经过社区同意后,代码会通过链上审计,自动部署到主网。

海伯利安(Hyperion)区块链还支持智能合约跟位置预言机的紧耦合。位置预言机为区块链上的智能合约提供可信数据。智能合约支持WASM编写。海伯利安的原生合约包括系统、实时位置、数据管理、加密技术。系统层面主要是代币转账、账号管理、通信和客户端验证等。实时位置主要是连续追踪和事件驱动模型,如地理围栏和位置广告;数据管理则包括代币模型管理位置数据和基于位置数据的聚合查询;加密技术主要是零知识证明和多方安全计算等。

 

人人皆可参与的分布式地图服务

由于有了海伯利安(Hyperion)区块链的底层支持,海伯利安的地图服务有了跟传统地图服务不同的特点。

传统的地图服务一般是中心化的数据采集和生产,如传统大公司的电子地图,而后来的开放地图由于无法把数据价值进行衡量,无法确定数据的归属权等,也无法形成真正的位置数据交易市场,没有激励的机制,最终也无法形成真正的大规模的人人皆可参与的分布式地图服务。

地图服务尤其是高精度的地图服务生产成本非常高,而需求也很大,比如无人机、无人驾驶都需要高精度的地图。目前还缺乏全球性的完整的高精度地图服务。一个自动驾驶模型需要至少5千亿以上的行驶数据,甚至上万亿的行驶数据。这些都对地图服务提出重大需求。

海伯利安(Hyperion)服务层包括dMapper、dMap、海伯利安数据交易市场。dMapper是制图工具,dMap是支持地图服务的工具、海伯利安数据交易市场主要交易服务层产生的位置数据。

(海伯利安的地图服务和可交易的位置数据生产流程)

(海伯利安的地图服务和可交易的位置数据生产流程)

用户使用dMapper采集物理位置数据,得到“可交易物理位置数据”,然后提交给dMapper后端,处理之后则成为地图服务可使用的数据,成为“可交易地图数据”。其中,数据采集者拥有该数据的所有权。采集者可以决定私有化售卖或限制在特定场景下使用,也可以将它们完全免费开放给任何人。此外,用户在使用dMap地图服务过程中也可以产生“可交易用户数据”:记录用户的使用数据,比如驾驶汽车的轨迹。这些也是属于可交易的位置数据。

dMapper是地图生产套件,人人都可以用它来进行地图生产。用户只要有智能手机或无人机等设备即可完成地图生产。只有人人参与进来,地图才有机会更完整、更实时。dMapper也有HD版本,可以装在无人机或汽车上,用于构建高精度地图,为无人驾驶车辆和无人机等设备服务。

dMapper有统一的开放制图标准,兼容开放街图等数据标准,除了可使用简单电子设备完成位置数据采集,dMapper的使用也简单,大多数地图生产过程可以自动完成,学习成本低。另外,“可交易位置数据”会存储在海伯利安(Hyperion)的协议网络层,可保护用户隐私。

dMap本质上是去中心化的地图服务,它基于地图采集者贡献的数据形成自己的地图服务,它服务的对象不仅有消费者用户,还包括企业、机器人用户,可提供室内外的无缝定位、地图搜索、计算路程等全栈地图服务。此外,dMap还提供API和SDK,方便使用。dMap 的HD版本则服务于需要高精度地图的无人驾驶车辆和无人机等。

总的来说,dMap的地图服务相比于传统地图服务或开放地图服务,它更完整、更精确、更实时、更开放、保护隐私以及有持久的激励。原因是人人都可以参与进来,降低了地图产生的成本,而且随着参与人越多,所产生的数据更完整、更新更及时、也更精确,由于有通证激励,它也具备内在的经济体特性,有自我循环的持续性。在数据隐私上,前面提到了海伯利安通过零知识证明等技术来保护用户的隐私。

 

海伯利安的交易市场交易什么内容?

海伯利安交易市场是位置服务的结合,它搭建在原生的区块链智能合约之上,提供基于浏览器的用户交互界面以及可编程的API接口。海伯利安交易市场提供“位置数据”和“位置智能”服务。位置数据是指交易位置数据,而位置智能则是指基于位置的广告、地理围栏、实时追踪和触发事件等。

交易市场是透明的,市场搭建于区块链之上,所有交易都可以查询。

 

基于位置数据的应用生态

基于位置数据的应用生态会非常广泛,比如路况应用、打车、单车共享、外卖、导航、无人驾驶、无人机、AR游戏、虚拟广告、景区服务、室内服务等,其中的大部分应用都是有大规模用户的刚需应用,隐藏巨大的商业机会。

随着协议层的区块链设施的完善,随着服务层数据产生和地图服务的完善,基于位置数据上可以产生各种应用。由于去中心化地图本身可以带来更精确、更实时、有隐私保护、有激励机制、低成本的地图服务,它有机会比中心化地图服务更可能成为各种场景应用的首选。当然,毫无疑问,这条路很漫长,需要踏实做事,不断努力推动。

 

通证机制塑造地图服务的经济体

通证机制的存在是区块链重塑地图服务产业的重要组成部分。有了通证机制,它比传统的中心化公司的地图模式和开放地图模式都有了更好的激励。

在海伯利安(Hyperion)中,地图数据的采集者拥有数据所有权,它把交易(地图区块)记录存在区块链上,这样对于每个地图生产者来说,数据的所有权是有明确记录的,不可篡改的。

地图数据的采集者为什么有动力参与位置数据的生产?因为有回报。

地图数据生产者获得回报的方式有两种:一是直接售卖地图数据的所有权,立即获得通证;二是签订“递延收益合约”,持续获得对应地图区块的通证收益,当然,一旦地图数据因为环境发生改变,该合约也会失效。这么做的好处是,越早参与的用户,收益越高。同时,也鼓励持续更新,一旦有改变,通过持续更新,也可带来收益。从用户的角度,这样能够带来体验更好的地图服务。

那么,所采集的数据的价值是怎么来衡量的?它会用通证的数量来表达。具体价值可以通过算法验证地图区块的内容后自动计算得出,也可以由社区成员共同评估得出。一旦地图区块内容经过验证,它会被合并到地图数据的主分支,暂未验证的数据则进入新的数据库分支。

社区成员共同评估的模式是采用类似于A/B测试的方法,dMap地图服务提供不同版本的地图给用户使用,根据用户评分,系统根据通证的分布,计算出地图区块内容的价值。

 

通证在什么场景下消耗?

海伯利安(Hyperion)的通证也是用途token,当用户使用地图服务的时候,需要消耗“脉冲”,而“脉冲”是通过抵押通证产生的。海伯利安(Hyperion)根据用户抵押通证的数量为其产生“脉冲”。“脉冲”有一定的使用范围,如果用户使用的地图服务超过了其拥有的“脉冲”,则会被要求增加抵押通证以获得更多“脉冲”,以得到持续服务。而未使用“脉冲”在月底会被清空,也就是每月根据所抵押通证的比例,重新分配“脉冲”。

“脉冲”损耗主要是在区块链记录的交易数量以及使用地图功能调用接口的总次数。

通证除了作为用途token,获的使用地图服务的“脉冲”之外,还可以购买海伯利安交易市场上的位置数据和位置智能服务。具体交易根据合约而定。

 

结语

区块链能够重塑地图服务行业并不是真正的目的。真正的目的永远是更好的用户体验。区块链能够给用户带来更好的用户体验吗?共识地图是更好的选择吗?

更好的用户体验意味着地图服务更精确、更完整、更实时,同时还能保护用户隐私、给用户持续的收益激励,并且生产成本更低,模式上可以持续。

通过海伯利安(Hyperion)的案例分析,可以看到,通过人人都可以生产地图数据,通过区块链进行数据确权和价值衡量,可以实现去中心化的共识地图,成本更低、地图服务更完整。

最终的共识地图生态,会有完善的服务于地图服务的区块链,能够满足大规模用户需求的高性能区块链,会有佷多人生产地图数据,使用地图服务,并在更加精确、实时、保护用户隐私的位置数据上构建出更多的场景应用,从而形成真正的共识地图生态,只有当这一天到来的时,我们才可以说,区块链真正重塑了地图服务行业。这一切并不容易,需要巨大的努力。

期待海伯利安等区块链共识地图项目能够顺利落地,最终实现共识地图生态,重塑地图服务行业。

来源:蓝狐笔记

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