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Arweave-為永存網路(Permaweb)提供動力的區塊鏈

2021/11/03 15:50
Arweave-為永存網路(Permaweb)提供動力的區塊鏈

Arweave 概覽

Arweave 是一種去中心化的數據存儲協議,可提供永久、可拓展的鏈上儲存。如果說以太坊是世界計算機,那麼 Arweave 就是永久不會忘記的硬碟。 Arweave 結合了多種新穎的區塊鏈技術,巧妙 地通過設計一個博弈論場,來創建健康、可持續的網路。

激勵礦工永久存儲數據的機制

Arweave 使用一種名為區塊紡(blockweave)的新型數據結 構,改變了區塊鏈存儲的工作方式。礦工無需存儲整條區塊鏈 – 在該數據結構中,每個新區塊都只需要連接到兩個先前的區塊:

  • 鏈中的前一個區塊(和比特幣等傳統區塊鏈一樣)
  • 來自區塊鏈先前歷史的區塊(“回憶區塊”)

該協議採用「隨機訪問的簡潔證明」(Succinct Proofs of Random Access,簡稱 SPoRA)機制。所有的礦工在添加新區塊之前,必須訪問一個「回憶區塊」,才能夠獲得獎勵。由於回憶區塊是隨機選擇的,無法預測,因此礦工存儲的數據越多,訪問到正確的回憶區塊、獲得獎勵的機率就越大。這種機制還鼓勵礦工存儲稀有區塊,避免了只有一部分數據被廣泛複製的情況,因為存儲了稀有區塊的礦工,更有希望在未來該區塊被選擇為回憶區塊時,獲得獎勵。

Arweave 區塊建設

來源:Arweave Yellow Paper

礦工獲得獎勵的概率 = 擁有回憶區塊(歷史數據)的概率 x 第一個找到 hash 的概率 Arweave 通過博弈論的原理,激勵礦工優先存儲稀有區塊,使得丟失區塊的可能性幾乎為零,從而確保了數據的可複製性,實現永久儲存。同時,與 PoA 不同的是,Arweave 的 SPoRA 機制提高了數據檢索速度的權重,以給用本地硬體的礦工更多獎勵的方式,實現去中心化。

丟塊概率敏感度表

來源:Amber group

藍色高亮接近當前的網路狀態。請注意,以上的數字為假設的礦工隨機儲存區塊,因為礦工會被激勵去存儲更稀有的區塊,所以掉落區塊的實際概率將低於所反映的。

一次付款,永久保存

用戶僅支付一次費用,就能將數據永久存儲在 Arweave 上(至少 200 年)。這與 Web2 或 Web3 上的一些存儲平台(例如 Amazon Web Services、Google Cloud 或 Filecoin)形成鮮明對 比。在這些平台中,用戶常常會被重複計費。並且,使用即用即付訂閱的客戶可能會受價格上漲 和條款變化的影響,而 Arweave 的用戶支付完存儲費,後續訪問數據都是免費的。我們相信 Arweave 的模型,可以為客戶提供一種完全不同的、更適合 Web3 的體驗。

所有的用戶都必須支付交易費,但是最多只有 14% 的交易費用才會立即轉給礦工。其中,約 86% 會進入捐贈池。捐贈池的資金會隨著時間的推移,逐漸發送給礦工,用來覆蓋挖礦成本,以確保可持續的礦工經濟(以及永久存儲)。目前,捐贈池仍在積累資金。預計在 Arweave 的永存網路擴張幾倍之前,都不會發放補貼給礦工。

Arweave 的價格機制和經濟學中的禀賦模型類似。用戶在購買永久存儲服務的時候,必須支付一筆 AR 幣。隨著時間的推移,這筆 AR 幣會不斷地積累利息,並用來支付給那些提供硬盤空間 的礦工。由於存儲價格一直在不斷下降(在過去的 50 年裡,存儲成本的年下降率高達 30.6%), AR 幣的購買力相較而言就會上升,並確保用戶的數據能夠保存 200 年以上。此外,Arweave 的定價模型對於存儲價格的估計相當保守(預估存儲成本每年僅下降 0.5%),更使得捐贈池模型的 長期可持續性得到了保障。

數據密度和存儲價格成反比 – 數據密度越高,存儲成本越低。事實上,數據密度從 50 年前開 始就一直在以 15% 至 50%(年均 30%)的速度增長,而這意味著 arweave 僅追加的硬體容量就將增長 15% 至 50%。因此,即使是以當前的速度,理論上,Arweave 至少也需要 400 多年才會達到理論極限。也就是說,Arweave 有幾個世紀的時間,用科技進步來解決這一問題。

借鑒經過市場驗證的的博弈論策略

於 2001 年問世的 BitTorrent,是世界上最大的 P2P 文件共享協議,一度佔全球互聯網流量的 60%以上。它的成功很大程度上歸功於一種稱為「以牙還牙」(Tit-for-Tat) 的博弈論策略:在多輪囚徒困境的情況下,BitTorrent 節點在初始時,會樂觀地與其他節點合作,但是也會報復連續多輪不合作的節點。同時,為了避免陷入彼此永無止境互相報復的怪圈,隨機地選擇一個之前 不合作的節點,釋放友好訊號。

Arweave 借鑒了這個經過驗證的框架,其網路中的每個礦工都會根據一個專有算法對其他節點進行排名,並根據這個排名來決定稀缺資源的分配方式。為了獲得更好的資源,節點們就會有動力以友好的方式來對待其他節點,使得自己的排名靠前。因此,Arweave 具有很強的彈性和適應新環境的能力。

例如,今年 3 月,Arweave 偵測到有一部分礦工使用不利於數據複製最大化的池化軟體 (pooling software)。其他礦工對此修改了他們的排名算法,降低這部分礦工的優先級,阻止了只收錢不辦事的行為,從俄日改善整體網路的健康狀況。

捆綁銷售帶來的快速增長

來源:Viewblock

市場格局

Arweave 常常被拿來與著名的去中心化存儲平台 Filecoin 比較。

Filecoin 由 Protocol Labs 於 2014 年創立。而 Protocol Labs 也是星際文件系統 (IPFS) 的幕後團隊。 IPFS 是基於內容尋址的去中心化存儲技術協議。與中心化網絡根據服務器位置來定位不同,IPFS 通過數據內容尋址。通過一些內容標識符,用戶可以彼此之間共享文件。 Filecoin 則充當 IPFS 的經濟層,用來激勵節點託管 IPFS 數據。

Arweave 和 Filecoin 之間的經濟模型在很多方面都不同。 Filecoin 採用即用即付模式,與 AWS 和 Google Cloud 非常相似。並且與 Arweave 不同的是,Filecoin 主要提供臨時存儲解決方案 而不是永久解決方案。

此外,在 Filecoin 的協議中,用戶和節點之間有數千種不同的合約,每一種都有不同的存儲 條款(例如價格、持續時間、複製次數等)。相比之下,Arweave 就只有一種合約:數據永久保存。

Arweave 與 Filecoin 經濟模型的差異

因此,我們不認為 Arweave 會直接與 Filecoin(以及其它類似的協議)競爭。甚至,我們還 認為他們的解決方案可能還可以互補。在某些情況下,一次性付費來永久存儲會更划算;而在其他情況下,為短期存儲付費更有意義。

事實上,很難找到另一個與 Arweave 價值主張類似的平台。 IPFS 最接近,但如果沒有經濟激勵,文件就會從 IPFS 的網路中刪除。例如,Infura 的 IPFS 固定服務會刪除六個月內未訪問的用戶的數據

Arweave, Filecoin 與 Sia 三者的對比

來源:Web3 Index, Viewblock, Siastats, Filecoin, Chronobot, CoinGecko 網站的新聞稿

Web3 堆棧中的用例

Arweave 在主網剛啟動時增長緩慢,但今年卻憑藉著 web3 應用程序,獲得了顯著的市場吸 引力。下面,我們會概述一些例子,來展示 Arweave 是如何找到市場契合點,並介紹 Permaweb 帶來的獨特機遇。

為 NFT 提供安全性

NFT 的購買者常以為 NFT 是永久且不可變的。然而,由於基本上沒有 NFT 是完全儲存在區 塊鏈上的 – 大多數 NFT 都只是將實際內容存儲在一個簡單的令牌 URI 中,再指向數字對象實際所在的互聯網地址。因為對於大多數 NFT 項目來說,鏈上存儲的成本高得令人望而卻步。

這其中有一個重要的問題:大多數 URI 不能保證永久性或不變性。例如,World of Women NFT 項目將圖像文件存儲在 Amazon Web Services 上,以便將來更改和刪除這些文件。然而,@pencilflip 在對前 22 個 NFT 項目調查時發現,50%的項目將他們的文件存儲在中央服務器上。

50% 的頂級 NFT 項目託管在中央服務器上

來源:Pencilflip

即使是 IPFS 也不能保證永久性。比如,CheckMyNFT 就發現過一些託管在 IPFS 上的藍籌藝術家的資產發生過短暫離線的情況(涉及包括 Grimes、Deadmau5 和 Steve Aoki)。再比如, nft.storage 曾宣稱可以將數據「無限期地存在於 IPFS 網路中」。但是,其服務條款又規定,「數據將無限期地繼續存留,直到 Protocol Labs 決定結束 NFT.storage 項目為止。」

由於這個問題越來越突出,包括 Beeple 和 Jay-Z 在內的藝術家們開始更多地使用 Arweave 的 NFT 存儲平台。

這個 NFT 的持久性被評為優秀。與此 NFT 相關聯的元數據高於當前的行業標準。它的元數據存儲在智能合約中,並且符合被各個 NFT 平台採用的以太坊改進提案 (EIP) 中的所有標 準。與此 NFT 相關的媒體數據存儲在最強大的分佈式文件存儲系統 Arweave 上。

來自蘇富比關於 Jay-Z 的第一個 NFT《王位繼承人》的狀況報告。

除圖像之外,Mirror(文本型 NFT)和 Pianity(音頻 NFT)等媒體平台也將文件託管在 Arweave 上。由於 Arweave 可以提供去中心化的永久性和不變性,我們預計它將在 NFT 和創作者經濟中繼續增長。

用戶界面 – 中心化的隱藏點

DeFi 的爆炸式增長說明,可以通過為用戶提供自由自主訪問、且透明的平台,來解鎖創新的數量密碼。然而,這些平檯面臨著一個隱藏的中心化風險:前端用戶界面。雲服務提供商具有停止和審查 DApp 的權利,即使大多數用戶更喜歡舊版本,開發人員也可以強制前端「更新」。

這已經是發生過的事了。今年 7 月,Uniswap 出於對美國監管的擔憂,從其前端刪除了代幣 化股票。儘管用戶的智能合約存還在,開發人員仍然想把它隱藏起來。作為回應,用戶在 Arweave 上上傳了 Uniswap 審查之前、允許用戶訪問的 UI。而其他平台,諸如 SushiswapCompound1inch 也可以在永久網上使用,從而最大限度地減少了審查的威脅。

區塊鏈存儲

區塊鏈是不斷增長的電子記錄列表。這些電子記錄列表應該被永遠保存,但很少有人願意存儲舊鏈數據。而隨著區塊鏈的發展,這個問題只會越來越嚴峻 – 尤其對於像 Solana 這樣的高性能 區塊鏈來說。

目前,Solana 的區塊數量是以太坊、比特幣、Polkadot、Algorand 和 Cosmos 的區塊數量總和的兩倍多。

有趣的是,Solana 的開發人員並沒有通過設計內部方案來解決這個問題,卻轉而尋求 Arweave 的技術支持。

構建高性能智能合約平台的挑戰之一是,確保賬本數據具有高度容錯、分散的存儲解決方 案……在多鏈未來,區塊鏈應該變得越來越專業化,且可以互相操作。當一個完美的解決方 案已經存在,並且比我們可以構建的任何東西在經濟上更合理時,構建一個專用的存儲網 絡、強加給驗證者的負擔,是沒有意義的。

– Anatoly Yakovenko,Solana Labs 的聯合創始人。

除了 Solana 外,Arweave 還已經與 Cosmos、Polkadot、Avalanche、NEAR 和 Skale 合作。並且,區塊鏈索引協議 Graph,也將支持 Arweave,從而允許用戶更有效地訪問存檔的區塊鏈數據。

其他用例

我們在上面只展示了幾個例子,但 Arweave 的技術解決了幾個 Web3 和現實世界的問題,例如財務審計媒體發布訊息存檔。此外,我們相信通過創造新的特性和功能,Arweave 的技術將創造新的市場和用例,擴大可用市場的總量。

代幣經濟學

Arweave 以 5500 萬個 AR 幣的創世供應量發布,其最大供應總量為 6,600 萬 AR。新 AR 幣的發行模型與比特幣類似:發行的代幣將定期減半。區別只是 Arweave 在持續不斷地將發行率減半,而比特幣是不定時地減半。

目前,Arweave 總共發行了約 6,400 萬個 AR 幣,其中,約 22%由其顧問和項目團隊持有, 用於將來的使用和開發。這表明,當前公眾最多只能持有其中 24%的稀釋(22%已釋放的代幣 + 2%剩餘生命週期的通貨膨脹)。

Arweave 代幣供應計劃

來源:Arweave 黃皮書,Amber Group 預測

隨著永存需求的增加,AR 幣的價格預計會上漲。另外,由於大部分的交易費用被發送到捐贈池,AR 幣也在不斷退出公共流通。舉個簡單的例子,如果 Arweave 的總網絡增長到 10 PB,每 TB 的費用約為 200AR(當前成本約為 480AR/TB),那麼將約有 170 萬個代幣退出公共流通。而這些代幣最終還是會被重新引入流通(畢竟礦工需要將它們賣掉來支付存儲成本),但這個重新流通的過程是隨著時間的推移漸進發生的。

因此,AR 幣的價格升值潛力來源於固定 AR 幣產量下的永存需求增加,以及進入到捐贈池部分的交易費用。

結語

Arweave 團隊通過全方位的思考,平地打造起一個永存網路。它引入了利潤分享機制,使得應用程序開發者們可以在應用構建完成並啟動時,通過出售代幣來獲取他們未來的部分利潤。同時,Arweave 還定期舉辦 Open Web Foundry。這一項為期六週的計劃,旨在幫助企業家將他們的想法在 Arweave 的平台上推向市場。所有這些都有助於 Arweave 生態系統的蓬勃發展。

Arweave 生態 (2021 年 10 月)

來源:Vetro 協議

當前,Arweave 還在早期階段,還會面臨各種風險和挑戰。儘管如此,Arweave 是有無限潛力的。如果它成功的話,將會充當 Web3 應用程序的去中心化數據平台。它的願景,是建立起一 座真正永久的人類知識圖書館。

Amber Group 原文來源

更多參考

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編者按:

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