Cartesi 是一个 Layer-2 平台，设计目的是让开发者能够在 Linux 和标准软件栈上创建去中心化应用程序（dApps）。与其他常见的区块链环境不同，后者通常需要专门的语言知识（如 Solidity），而 Cartesi 允许开发者使用他们已经熟悉的主流编程语言和工具，如 Python、C++，甚至机器学习库。这使得区块链开发向更广泛的软件工程师群体开放，并允许创建更复杂和计算密集型的 dApp。

该解决方案允许链下计算，这有助于减轻区块链的负担，并使应用程序能够执行在链上会过于昂贵或缓慢的任务。链下计算安全地锚定到区块链上，确保了 dApp 的完整性和安全性，同时避免了链上处理的限制。

平台通过 Cartesi Machine 实现这一目标。Cartesi Machine 是一个模拟 RISC-V 架构的虚拟机，能够运行完整的 Linux 操作系统。这种设置使开发者能够构建需要复杂文件系统、数据库和其他在传统智能合约环境中难以实现的功能的应用程序。此外，Cartesi 支持多种 Rollup 解决方案，包括乐观（optimistic）rollup。这不仅有助于提升区块链的吞吐量，还能同时保持去中心化和安全性。

Cartesi 主要以以太坊区块链为基础层运作，但同时支持与其他区块链的集成，包括币安智能链（BNB）、Polygon 和 Avalanche。这种多链兼容性使开发者能够在多个区块链生态系统中灵活部署他们的去中心化应用程序（dApps）。

Cartesi 的发展史

创立和早期发展（2018 - 2019）

Cartesi 于 2018 年由一群在区块链和软件开发领域经验丰富的专业人士创立。创始团队包括 Erick de Moura（首席执行官）、Diego Nehab（首席技术官）、Augusto Teixeira（首席科学官）和 Colin Steil（首席运营官）。这些创始人汇集了学术界、软件工程和创业领域的专业知识，致力于解决区块链开发中最紧迫的挑战，尤其是围绕可扩展性和易用性的问题。

Cartesi 的核心愿景是打造一个平台，让开发者能在去中心化环境中使用主流软件栈（尤其是 Linux），并运用熟悉的编程语言和工具。这一创新设计旨在消除传统软件开发与区块链技术之间的鸿沟。Cartesi 的目标是赋能开发者，使他们能够构建复杂且可扩展的去中心化应用程序（dApps），突破传统区块链的计算限制。

初始代币发行（ICO）和代币启动（2020年4月）

2020年4月，Cartesi 启动了其初始代币发行（ICO，Initial Coin Offering），售出了1亿枚 CTSI 代币，筹集了约150万美元。

在 ICO 之后，Cartesi 专注于开发其主要技术，包括 Cartesi Machine、用于数据可用性的 Noether 侧链，以及 Descartes Rollups，这是一种允许可扩展链下计算的乐观 rollup 解决方案。

这些技术共同构成了 Cartesi 的基础设施，使 dApps 能够在链下处理复杂任务，同时保持区块链的安全性和去中心化。

生态系统增长和扩展（2021 - 2022）

随着技术的成熟，Cartesi 逐渐吸引更多的开发者和项目加入其生态系统。该平台能够与以太坊、币安智能链和 Polygon 等主要区块链集成，进一步增加了其吸引力。其技术允许构建更复杂的 dApps，特别是在游戏、金融和现实世界数据应用等领域。

挑战和持续发展（2022 - 至今）

尽管取得了成功，Cartesi 仍面临着与其技术复杂性和生态系统成熟度相关的挑战。该平台依赖基于 Linux 的环境，为不熟悉这种设置的开发者带来了学习曲线。此外，由于生态系统处于早期阶段，资源和社区支持仍在持续发展中。

为应对这些挑战，Cartesi 致力于改进开发者工具、提升用户体验，并通过战略合作和集成来扩展其生态系统。一个典型例子是与 Avail（一个模块化区块链框架）的集成，旨在优化 Cartesi 驱动的 dApps 的数据可用性和可扩展性，从而推进 Web3 开发。

截至 2024 年，Cartesi 持续完善其技术并扩展生态系统，重点关注提高去中心化应用程序的可扩展性和效率，同时努力使其对更广泛的开发者群体更加友好和易于使用。

路线图

Cartesi 的路线图聚焦于三个核心目标：提升平台可扩展性、拓展区块链集成范围以及优化 dApp 开发工具。未来的重要里程碑包括支持更多区块链、优化性能，以及引入去中心化治理机制，让社区能够积极参与平台的发展进程。这份路线图清晰地展现了 Cartesi 生态系统在功能拓展和应用推广方面的战略重点。

Cartesi 背后的技术

架构

Cartesi 的架构通过在 Linux 环境中实现链下计算，巧妙地弥合了传统软件开发与区块链技术之间的鸿沟。这一创新架构由以下几个核心组件构成：

Cartesi Machine

RISC-V 架构

Cartesi Machine 模拟了一个 RISC-V CPU，这是一种简单且模块化的指令集架构（ISA，Instruction Set Architecture），非常适合进行形式化验证和低级计算。这个 ISA 是 Cartesi Machine 虚拟硬件的基础。

与 Linux 内核 (Linux Kernel) 集成

Cartesi Machine 运行完整的 Linux 操作系统，允许开发者使用标准的 Linux 工具、库和编程语言。这种集成是通过将 Linux 软件交叉编译到 RISC-V 架构上实现的。这使得 Cartesi Machine 实际上成为一个在链下运行的基于 Linux 的虚拟计算机。

确定性执行

Cartesi Machine 具有确定性执行的特点，这意味着无论在什么执行环境中，相同的输入总是会产生相同的输出。这种确定性对于链下计算的可重现性至关重要，使其他人能够在不需要信任的情况下验证结果。

链下和链上交互

Cartesi Machine 通过一系列智能合约与链上组件进行交互。这些合约负责向 Cartesi 机器提交数据、触发计算和检索结果。这种架构允许在链下执行复杂的计算，仅将必要的数据锚定在链上，从而显著降低 Gas 费用并提高整体效率。

Noether 侧链

Noether 是一个专门的侧链，用于确保链下计算中使用的数据的可用性。这个数据可用性层非常重要，因为链下的 Cartesi Machine 计算依赖于所有相关方都能访问的数据。Noether 使用权益证明机制来维护其网络，质押者提供和验证数据存储。

与传统区块链的永久数据存储不同，Noether 专为临时存储而优化。这种设计特别适用于需要短期存储大型数据集的应用，如链下计算任务。数据使用后可被丢弃，大幅降低存储成本。

简言之，Noether 致力于以去中心化方式管理数据可用性，确保数据不受单一实体控制。这通过一个节点网络实现：这些节点共同存储并提供 Cartesi 应用程序所需的数据。

协议

Cartesi 协议实现了安全且可验证的链下计算，同时维护了区块链的完整性和安全性。

Descartes 框架

Descartes 框架允许开发者使用 Cartesi Machine 在链下运行复杂的计算。它确保这些计算的结果是可重现和可验证的。Descartes 处理执行环境，在其中输入被处理于 Cartesi Machine内，结果被提交回区块链。

Descartes 包含一个争议解决机制，如果参与者对计算结果提出质疑，Cartesi 协议可以将计算分解成更小的步骤，这些步骤可以在链上单独验证。这个过程确保了任何不正确的结果都可以被检测和纠正，而无需在链上重新运行整个计算。

可验证计算

Cartesi Machine 生成的结果通过加密证明锚定到区块链上。这些证明允许任何一方验证计算是否正确执行，而无需信任原始执行者。

Rollups（汇总）

Cartesi 使用 rollup 技术将多个交易或计算聚合到单个链上交易中。这减少了区块链的负载，并允许更高的吞吐量。Rollup 有助于维护基础层（如以太坊）的安全性，同时将计算工作卸载到 Cartesi Machine 上。

Cartesi 支持乐观 Rollup 和零知识（ZK）Rollup。乐观 Rollup 假定所有交易都是有效的，只在出现争议时才在链上进行验证。ZK Rollup 则使用加密证明来确保每批交易的有效性。这两种 Rollup 技术都通过减少链上处理和存储的数据量，为扩展性问题提供了解决方案。

在 Cartesi 上进行开发

如何在 Cartesi 上进行开发

如前所述，开发者可以使用与常规软件开发相同的工具和语言在 Cartesi 上创建 dApps。

以下是开发者可以使用的一些主要工具：

基于 Linux 的工具

开发者可以使用任何 Linux 支持的编程语言（包括 C、C++ 和 Python）编写应用程序逻辑。Cartesi Machine 提供了一个熟悉的开发环境，可以使用标准的 Linux 编译器、调试器和库。

通过将完整的 Linux 操作系统集成到其虚拟机中，Cartesi 扩展了开发生态系统，包含了大量通常在传统区块链上无法访问的软件工具和库。这降低了精通常规软件开发但不熟悉区块链编程的开发者的入门门槛，同时也使得开发更复杂和功能丰富的 dApps 成为可能。开发者可以实现复杂的算法，使用高级数据处理技术，甚至在应用程序中运行 AI/ML 模型。

在 Cartesi 上开发的应用程序会被交叉编译以在 Cartesi Machine 的 RISC-V 架构上运行。交叉编译确保应用程序可以在 Cartesi Machine 的确定性环境中执行，保持兼容性和性能。

开发过程本身通常涉及使用 Docker 来容器化 Cartesi Machine，允许开发者隔离他们的应用程序并确保不同开发阶段的一致性。这有助于管理依赖关系并维护受控环境。

智能合约集成

Cartesi Machine 上运行的应用程序逻辑与链上智能合约进行交互。这些智能合约主要负责三项任务：触发链下计算、处理数据输入，以及将计算结果锚定回区块链。开发者的关键任务是设计高效的智能合约，以妥善管理这些交互过程，从而确保整个系统的安全性和完整性。

Cartesi 推崇模块化设计，将计算密集型任务与链上逻辑分离。这使开发者能够专注于编写高效的智能合约，同时将资源密集型操作委托给 Cartesi Machine 处理。

Cartesi 的创新

可扩展的链下计算

Cartesi 的链下计算模型允许 dApps 在不增加区块链负担的情况下处理大规模计算，这对于模拟、数据分析或科学计算等需要大量处理能力的应用非常有用。

尽管计算是在链下进行的，但 Cartesi 通过加密证明和争议解决机制确保计算结果的安全性。这种方法可确保链下计算与链上操作一样值得信赖。

数据可用性和管理

Cartesi 通过可扩展且经济高效的方式管理数据，支持那些需要临时访问大量数据的应用程序，避免了链上存储带来的高昂成本。

Noether 的去中心化架构确保数据可用性不受单一方控制，降低了数据篡改或丢失的风险。这有助于维护链下数据的完整性和可用性，尤其是在去中心化应用程序中。

如何开始在 Cartesi 上开发

开发者可以通过设置 Cartesi Machine（在 RISC-V 架构上运行 Linux 操作系统）开始在 Cartesi 上构建。过程包括：

环境设置：安装 Docker 和 Python 3，这对运行 Cartesi dApp 示例至关重要。

使用 Cartesi Rollups：使用 Cartesi Rollups 为每个 dApp 创建专用环境，允许使用完整的 Linux 操作系统进行链下计算。

编写代码：使用传统编程语言（如 Python 和 C++）开发应用程序，避免需要学习专门的区块链语言。

测试和部署：在部署到区块链之前，在 Cartesi Machine 环境中本地测试应用程序，其中智能合约锚定链下计算的结果。

在 Cartesi 上开发的优势

熟悉的开发环境：使用主流编程语言和工具，减少学习特定于区块链开发的新语言的需求。

可扩展性：链下计算减轻了区块链的负担，允许更可扩展和复杂的 dApps。

互操作性：Cartesi 与多个区块链兼容，为 dApp 选择底层区块链提供了灵活性。

复杂应用支持：Cartesi 支持开发需要复杂文件系统、数据库和机器学习模型的复杂 dApps。

劣势

学习曲线：对于不熟悉 Docker、Linux 或 Cartesi 特定环境的开发者来说，可能存在学习曲线。

对链下计算的依赖：严重依赖链下计算可能在确保数据可用性和安全性方面带来挑战。

生态系统成熟度：Cartesi 的生态系统仍在增长，与更成熟的平台相比，可能会限制可用资源和社区支持。

开发者成本

开发成本：Cartesi 可以通过使用现有工具和库来降低开发成本。

交易费用：开发者使用 Cartesi 的服务和与区块链交互时需要支付 CTSI（Cartesi 的原生代币）作为交易费用。由于链下计算模型，这些费用通常较低。

质押成本：开发者可能需要质押 CTSI 代币来参与网络或确保数据可用性和计算完整性。具体质押要求取决于其应用程序的特性。

Cartesi 的应用案例

Cartesi 正在多个创新项目中得到应用，特别是在游戏、去中心化金融（DeFi）和现实世界应用等领域。以下是一些值得注意的应用案例：

游戏

区块链上的 DOOM（毁灭战士）*

Cartesi 利用其虚拟机和乐观Rolllup技术，成功将经典游戏”毁灭战士”移植到区块链上。这个项目展示了 Cartesi 能够在链下管理实时游戏的高计算需求，同时在链上安全地锚定游戏数据。

这一成就意义重大，因为它为去中心化游戏锦标赛提供了可验证结果的可能性，而传统区块链由于处理能力有限难以实现这一功能。Cartesi 的方法为新一代区块链游戏开辟了道路，使复杂的游戏机制和高风险环境能与去中心化系统的透明度和安全性完美结合。

Ultrachess（暂译：超级国际象棋）

这是一款基于 Cartesi Rollups 构建的链上国际象棋游戏。它支持玩家与机器对战以及 AI 之间的对弈，游戏逻辑在链下通过 Python 执行。该游戏的架构凸显了 Cartesi 处理计算密集型任务的潜力，同时提供可验证的、由区块链保障的结果。

DeFi 和复杂的去中心化应用

Descartes SDK

这个 SDK 用于在以太坊上进行链下计算，使开发者能够构建需要更多计算能力的复杂 DeFi 应用，这些应用超出了链上可用的计算能力。这扩展了可以以去中心化方式提供的金融产品和服务类型，如涉及大规模数据分析或算法交易的应用。

现实世界应用

现实世界资产（Real-World Asset）验证：Cartesi 已在现实世界资产验证的原型中使用，例如碳资产追踪。这些项目利用 Cartesi 在链下执行复杂计算的能力，同时确保结果安全地锚定在链上，使其适用于需要高度信任和透明度的用例。

CTSI 代币

什么是 CTSI 代币？

CTSI 代币是 Cartesi 平台的原生实用代币。它在 Cartesi 生态系统中有多种功能，用于支持和增强去中心化应用程序（dApps）的运作。

CTSI 如何运作

CTSI 代币可在 Cartesi 网络中质押，即锁定代币参与网络共识机制，以保护网络安全。质押者因贡献于网络安全和运营而获得额外CTSI代币奖励，此机制不仅鼓励参与，还确保了平台的去中心化特性。

在Cartesi生态系统中，CTSI 代币用于支付执行智能合约或转移资产的交易费用，成为这些交易的交换媒介。

此外，CTSI 代币还用于访问 Cartesi 的链下计算服务。开发者和用户可通过Cartesi Machine执行复杂计算，并支付相应费用。这对需要大量处理能力的去中心化应用（dApps）尤为重要，因为这些应用所需的计算能力往往超出了链上可行的范围。

在治理方面，CTSI代币持有者拥有Cartesi生态系统的投票权，可参与协议升级、改进和其他重要问题的决策过程，确保社区在平台未来发展方向上有发言权。

最后，开发者和用户通过为Cartesi生态系统贡献力量——如构建和部署dApps、参与网络安全或社区活动——可获得CTSI代币奖励，这进一步推动了生态系统的蓬勃发展。

代币历史和 ICO

CTSI 代币于 2020 年 4 月通过首次代币发行（ICO）首次亮相市场。早期投资者购买的 CTSI 代币用于资助网络开发并提供流动性。此后，CTSI 在多个加密货币交易所上市，目前交易活跃。

在 Cartesi 生态系统中，CTSI 有几项基本功能：

访问服务：用户需要 CTSI 与 Cartesi 的服务进行交互，例如执行链下计算或在 dApps 中发起交易。

安全和共识：通过质押 CTSI，用户协助保护网络并确保操作的完整性。

经济激励：CTSI 用于激励 Cartesi 生态系统中的各种活动，从而促进其增长和发展。

Cartesi 的代币经济学

代币经济学

CTSI 的代币经济学设计旨在为 Cartesi 生态系统中的各类参与者创造经济激励。通过质押、参与治理或为平台发展做出贡献，用户可以赢得 CTSI 奖励，这促进了积极参与并有助于保护网络安全。

CTSI 的代币经济学结构支持 Cartesi 平台的长期增长和可持续性，同时为积极参与提供激励，确保代币在生态系统中的价值。谨慎管理代币供应和分配对平台的成功至关重要。

总供应量和上限

CTSI 代币的最大固定供应上限为 10 亿个。这意味着 CTSI 代币的铸造不会超过此限制，从而创造了代币稀缺性。这是保护 CTSI 在 Cartesi 生态系统中价值的关键步骤。

当前流通供应量和交易量

流通供应量指总供应量中可在市场上自由交易的部分。截至 2024 年，约 7.426 亿 CTSI 代币正在流通。剩余代币或被锁定，或按照分配计划保留作未来使用。

代币分配

CTSI 代币的分配旨在支持 Cartesi 生态系统的发展并激励各种利益相关者。其分配如下：

基金会储备：总供应量的很大一部分（约 40.22%）分配给 Cartesi 基金会。这些代币随时间逐步解锁，用于研究和开发、生态系统增长和其他基础活动。

社区和生态系统激励：部分代币保留用于社区激励和生态系统增长。这些代币用于激励开发者、社区成员和其他有助于 Cartesi 平台扩展和采用的贡献者。

团队和顾问：部分 CTSI 代币分配给创始团队和早期顾问。这些代币通常受制于归属计划，以使团队的利益与项目的长期成功保持一致。

质押和验证：部分代币分配用于质押目的，用户可以锁定他们的 CTSI 代币参与网络的共识机制并获得奖励。这确保了网络的安全性和去中心化。

做市和流动性：一些代币保留用于做市活动，以确保交易市场的流动性。这种分配有助于稳定代币价格，并为用户在交易所交易 CTSI 提供足够的流动性。

归属和解锁计划

分配给团队、顾问和基金会的 CTSI 代币通常遵循归属计划。这一安排确保代币逐步释放，而非一次性涌入市场，从而避免对代币价格造成剧烈波动。这种渐进式解锁机制旨在促进 Cartesi 生态系统的长期可持续发展和稳健增长。

Cartesi 的生态系统

Cartesi 生态系统为开发者提供了一个多功能环境，使用基于 Linux 的操作系统构建链下计算的去中心化应用（dApps）。这种方法扩展了区块链技术的潜力，支持更复杂和资源密集型的应用，而传统区块链难以高效处理这些应用。

该生态系统涵盖了多个领域的各种项目：

游戏和娱乐：

Ultrachess：一款链上国际象棋游戏，玩家可以进行人机对战或 AI 对 AI 的比赛。

Bubblewars：受 agar.io 启发的多人游戏，玩家控制”气泡”，通过吸收较小的气泡来成长。

Dazzle：一款结合了益智机制和RPG元素的战略游戏，使用 Cartesi 的基础设施构建。

安全和测试：

Honeypot：以安全为重点的 dApp，旨在挑战白帽黑客，以发现和利用 Cartesi 生态系统中的潜在漏洞。该项目通过积极邀请安全专家测试 Cartesi 的防御系统，帮助确保 Cartesi 基础设施的强度，并对他们的努力给予奖励。

艺术和创意：

去中心化画布： 用户可以在这个平台上以 NFT 的形式创作和铸造数字艺术品。该项目让艺术家们能够在一个富有创造力的去中心化环境中探索区块链的潜力，从而使铸造独一无二、可验证的数字艺术品成为可能。

开发工具：

ChainIDE： 基于云的 Cartesi 应用开发平台，可简化 dApp 的构建和部署过程。该工具可同时满足前端和后端开发人员的需求，为全栈 Cartesi 开发提供全面的解决方案。

里程碑

自成立以来，Cartesi 已经实现了几个里程碑：

推出 Cartesi Rollups：Cartesi Rollups 的引入是一个重要成就，使平台能够扩展并处理更复杂的 dApps，实现链下计算的同时保持链上交易的安全性。

部署 Honeypot：Honeypot dApp 的成功推出标志着 Cartesi 安全战略迈出了重要一步。通过鼓励外部测试并为发现漏洞的用户提供奖励，Cartesi 主动加强了其生态系统的安全性。

社区赠款计划：通过该计划，Cartesi 资助了有助于生态系统发展的项目。该计划为游戏、安全和创意行业的创新项目提供了支持，推动了项目的采用和发展。

Cartesi 通过将 Linux 环境集成到区块链中，为 dApp 开发引入了一种新方法。这一创新为开发人员使用熟悉的工具和语言创建更复杂的区块链应用程序打开了大门。

Cartesi 的 “赠款计划”（Grants Program）和其他由社区推动的计划已经聚集了一个活跃且不断壮大的开发者和用户社区。通过支持链外计算，Cartesi 解决了区块链技术的一大难题：可扩展性。这使得该平台能够支持更复杂的应用，同时不影响性能或安全性。

尽管有这些优势，Cartesi 整合基于 Linux 的环境还是带来了学习曲线，尤其是对于那些刚接触区块链或不熟悉 Linux 的开发人员来说。虽然 Cartesi 已经取得了重大进展，但与更成熟的平台相比，其生态系统仍处于相对早期阶段，这意味着资源、文档和社区支持可能还不够充分，可能会在短期内限制其采用。

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