Arweave(AR)-为永存网络(Permaweb)提供动力的区块链

Arweave 概览

Arweave 是一种去中心化的数据存储协议,可提供永久、可拓展的链上储存。如果说以太坊是世界计算机,那么Arweave 就是永久不会忘记的硬盘。Arweave 结合了多种新颖的区块链技术,巧妙地通过设计一个博弈论场,来创建健康、可持续的网络。

激励矿工永久存储数据的机制

Arweave 使用一种名为区块纺(blockweave)的新型数据结构,改变了区块链存储的工作方式。矿工无需存储整条区块链– 在该数据结构中,每个新区块都只需要连接到两个先前的区块:

  • 链中的前一个区块(和比特币等传统区块链一样)
  • 来自区块链先前历史的区块(“回忆区块”)

该协议采用「随机访问的简洁证明」(Succinct Proofs of Random Access,简称SPoRA)机制。所有的矿工在添加新区块之前,必须访问一个「回忆区块」,才能够获得奖励。由于回忆区块是随机选择的,无法预测,因此矿工存储的数据越多,访问到正确的回忆区块、获得奖励的机率就越大。这种机制还鼓励矿工存储稀有区块,避免了只有一部分数据被广泛复制的情况,因为存储了稀有区块的矿工,更有希望在未来该区块被选择为回忆区块时,获得奖励。


Arweave 区块建设

矿工获得奖励的概率= 拥有回忆区块(历史数据)的概率x 第一个找到hash 的概率Arweave 通过博弈论的原理,激励矿工优先存储稀有区块,使得丢失区块的可能性几乎为零,从而确保了数据的可复制性,实现永久储存。同时,与PoA 不同的是,Arweave 的SPoRA 机制提高了数据检索速度的权重,以给用本地硬体的矿工更多奖励的方式,实现去中心化。

丢块概率敏感度表,来源:Amber group

蓝色高亮接近当前的网络状态。请注意,以上的数字为假设的矿工随机储存区块,因为矿工会被激励去存储更稀有的区块,所以掉落区块的实际概率将低于所反映的。

一次付款,永久保存

用户仅支付一次费用,就能将数据永久存储在Arweave 上(至少200 年)。这与Web2 或Web3 上的一些存储平台(例如Amazon Web Services、Google Cloud 或Filecoin)形成鲜明对比。在这些平台中,用户常常会被重复计费。并且,使用即用即付订阅的客户可能会受价格上涨和条款变化的影响,而Arweave 的用户支付完存储费,后续访问数据都是免费的。我们相信Arweave 的模型,可以为客户提供一种完全不同的、更适合Web3 的体验。

所有的用户都必须支付交易费,但是最多只有14% 的交易费用才会立即转给矿工。其中,约86% 会进入捐赠池。捐赠池的资金会随着时间的推移,逐渐发送给矿工,用来覆盖挖矿成本,以确保可持续的矿工经济(以及永久存储)。目前,捐赠池仍在积累资金。预计在Arweave 的永存网络扩张几倍之前,都不会发放补贴给矿工。

Arweave 的价格机制和经济学中的禀赋模型类似。用户在购买永久存储服务的时候,必须支付一笔AR 币。随着时间的推移,这笔AR 币会不断地积累利息,并用来支付给那些提供硬盘空间的矿工。由于存储价格一直在不断下降(在过去的50 年里,存储成本的年下降率高达30.6%), AR 币的购买力相较而言就会上升,并确保用户的数据能够保存200 年以上。此外,Arweave 的定价模型对于存储价格的估计相当保守(预估存储成本每年仅下降 0.5%),更使得捐赠池模型的 长期可持续性得到了保障。

数据密度和存储价格成反比– 数据密度越高,存储成本越低。事实上,数据密度从50 年前开始就一直在以15% 至50%(年均30%)的速度增长,而这意味着arweave 仅追加的硬体容量就将增长15% 至50%。因此,即使是以当前的速度,理论上,Arweave 至少也需要400 多年才会达到理论极限。也就是说,Arweave 有几个世纪的时间,用科技进步来解决这一问题。

借鉴经过市场验证的的博弈论策略

于2001 年问世的BitTorrent,是世界上最大的P2P 文件共享协议,一度占全球互联网流量的60%以上。它的成功很大程度上归功于一种称为「以牙还牙」(Tit-for-Tat) 的博弈论策略:在多轮囚徒困境的情况下,BitTorrent 节点在初始时,会乐观地与其他节点合作,但是也会报复连续多轮不合作的节点。同时,为了避免陷入彼此永无止境互相报复的怪圈,随机地选择一个之前不合作的节点,释放友好讯号。

Arweave 借鉴了这个经过验证的框架,其网络中的每个矿工都会根据一个专有算法对其他节点进行排名,并根据这个排名来决定稀缺资源的分配方式。为了获得更好的资源,节点们就会有动力以友好的方式来对待其他节点,使得自己的排名靠前。因此,Arweave 具有很强的弹性和适应新环境的能力。

例如,今年3 月,Arweave 侦测到有一部分矿工使用不利于数据复制最大化的池化软件(pooling software)。其他矿工对此修改了他们的排名算法,降低这部分矿工的优先级,阻止了只收钱不办事的行为,从俄日改善整体网络的健康状况。

捆绑销售带来的快速增长,来源:Viewblock

市场格局

Arweave 常常被拿来与著名的去中心化存储平台Filecoin 比较。

Filecoin 由 Protocol Labs 于 2014 年创立。而Protocol Labs 也是星际文件系统(IPFS) 的幕后团队。IPFS 是基于内容寻址的去中心化存储技术协议。与中心化网络根据服务器位置来定位不同,IPFS 通过数据内容寻址。通过一些内容标识符,用户可以彼此之间共享文件。Filecoin 则充当IPFS 的经济层,用来激励节点托管IPFS 数据。

Arweave 和Filecoin 之间的经济模型在很多方面都不同。Filecoin 采用即用即付模式,与AWS 和Google Cloud 非常相似。并且与Arweave 不同的是,Filecoin 主要提供临时存储解决方案而不是永久解决方案。

此外,在Filecoin 的协议中,用户和节点之间有数千种不同的合约,每一种都有不同的存储条款(例如价格、持续时间、复制次数等)。相比之下,Arweave 就只有一种合约:数据永久保存。


Arweave 与Filecoin 经济模型的差异

因此,我们不认为Arweave 会直接与Filecoin(以及其它类似的协议)竞争。甚至,我们还认为他们的解决方案可能还可以互补。在某些情况下,一次性付费来永久存储会更划算;而在其他情况下,为短期存储付费更有意义。

事实上,很难找到另一个与Arweave 价值主张类似的平台。IPFS 最接近,但如果没有经济激励,文件就会从IPFS 的网络中删除。例如,Infura 的IPFS 固定服务会删除六个月内未访问的用户的数据。

Arweave, Filecoin 与Sia 三者的对比,来源:Web3 Index, Viewblock, Siastats, Filecoin, Chronobot, CoinGecko网站的新闻稿

Web3 堆栈中的用例

Arweave 在主网刚启动时增长缓慢,但今年却凭借着web3 应用程序,获得了显著的市场吸引力。下面,我们会概述一些例子,来展示Arweave 是如何找到市场契合点,并介绍Permaweb 带来的独特机遇。

为NFT 提供安全性

NFT 的购买者常以为NFT 是永久且不可变的。然而,由于基本上没有NFT 是完全储存在区块链上的– 大多数NFT 都只是将实际内容存储在一个简单的令牌URI 中,再指向数字对象实际所在的互联网地址。因为对于大多数NFT 项目来说,链上存储的成本高得令人望而却步。

这其中有一个重要的问题:大多数URI 不能保证永久性或不变性。例如,World of Women NFT 项目将图像文件存储在 Amazon Web Services 上,以便将来更改和删除这些文件。然而,@pencilflip 在对前 22 个 NFT 项目调查时发现,50%的项目将他们的文件存储在中央服务器上。

50% 的顶级NFT 项目托管在中央服务器上,来源:Pencilflip

即使是 IPFS 也不能保证永久性。比如,CheckMyNFT 就发现过一些託管在 IPFS 上的蓝筹艺术家的资产发生过短暂离线的情况(涉及包括 Grimes、Deadmau5 和 Steve Aoki)。再比如, nft.storage 曾宣称可以将数据「无限期地存在于 IPFS 网络中」。但是,其服务条款又规定,「数据将无限期地继续存留,直到 Protocol Labs 决定结束 NFT.storage 项目为止。」

由于这个问题越来越突出,包括Beeple 和Jay-Z 在内的艺术家们开始更多地使用Arweave 的NFT 存储平台。

这个NFT 的持久性被评为优秀。与此NFT 相关联的元数据高于当前的行业标准。它的元数据存储在智能合约中,并且符合被各个NFT 平台采用的以太坊改进提案(EIP) 中的所有标准。与此NFT 相关的媒体数据存储在最强大的分布式文件存储系统Arweave 上。

来自苏富比关于 Jay-Z 的第一个 NFT《王位继承人》的状况报告。

除图像之外,Mirror(文本型NFT)和Pianity(音频NFT)等媒体平台也将文件托管在Arweave 上。由于Arweave 可以提供去中心化的永久性和不变性,我们预计它将在NFT 和创作者经济中继续增长。

用户界面– 中心化的隐藏点

DeFi 的爆炸式增长说明,可以通过为用户提供自由自主访问、且透明的平台,来解锁创新的数量密码。然而,这些平台面临着一个隐藏的中心化风险:前端用户界面。云服务提供商具有停止和审查DApp 的权利,即使大多数用户更喜欢旧版本,开发人员也可以强制前端「更新」。

这已经是发生过的事了。今年7 月,Uniswap 出于对美国监管的担忧,从其前端删除了代币化股票。尽管用户的智能合约存还在,开发人员仍然想把它隐藏起来。作为回应,用户在 Arweave 上上传了 Uniswap 审查之前、允许用户访问的 UI。而其他平台,诸如 Sushiswap、Compound 和 1inch 也可以在永久网上使用,从而最大限度地减少了审查的威胁。

区块链存储

区块链是不断增长的电子记录列表。这些电子记录列表应该被永远保存,但很少有人愿意存储旧链数据。而随着区块链的发展,这个问题只会越来越严峻– 尤其对于像Solana 这样的高性能区块链来说。

目前,Solana 的区块数量是以太坊、比特币、Polkadot、Algorand 和Cosmos 的区块数量总和的两倍多。

有趣的是,Solana 的开发人员并没有通过设计内部方案来解决这个问题,却转而寻求Arweave 的技术支持。

构建高性能智能合约平台的挑战之一是,确保账本数据具有高度容错、分散的存储解决方案……在多链未来,区块链应该变得越来越专业化,且可以互相操作。当一个完美的解决方案已经存在,并且比我们可以构建的任何东西在经济上更合理时,构建一个专用的存储网络、强加给验证者的负担,是没有意义的。

– Anatoly Yakovenko,Solana Labs 的联合创始人。

除了 Solana 外,Arweave 还已经与 Cosmos、Polkadot、Avalanche、NEAR 和 Skale 合作。并且,区块链索引协议 Graph,也将支持 Arweave,从而允许用户更有效地访问存档的区块链数据。

其他用例

我们在上面只展示了几个例子,但Arweave 的技术解决了几个Web3 和现实世界的问题,例如财务审计、媒体发布和讯息存档。此外,我们相信通过创造新的特性和功能,Arweave 的技术将创造新的市场和用例,扩大可用市场的总量。

代币经济学

Arweave 以5500 万个AR 币的创世供应量发布,其最大供应总量为6,600 万AR。新AR 币的发行模型与比特币类似:发行的代币将定期减半。区别只是Arweave 在持续不断地将发行率减半,而比特币是不定时地减半。

目前,Arweave 总共发行了约6,400 万个AR 币,其中,约22%由其顾问和项目团队持有, 用于将来的使用和开发。这表明,当前公众最多只能持有其中24%的稀释(22%已释放的代币+ 2%剩余生命周期的通货膨胀)。

Arweave 代币供应计划,来源:Arweave 黄皮书,Amber Group 预测

随着永存需求的增加,AR 币的价格预计会上涨。另外,由于大部分的交易费用被发送到捐赠池,AR 币也在不断退出公共流通。举个简单的例子,如果Arweave 的总网络增长到10 PB,每TB 的费用约为200AR(当前成本约为480AR/TB),那么将约有170 万个代币退出公共流通。而这些代币最终还是会被重新引入流通(毕竟矿工需要将它们卖掉来支付存储成本),但这个重新流通的过程是随着时间的推移渐进发生的。

因此,AR 币的价格升值潜力来源于固定AR 币产量下的永存需求增加,以及进入到捐赠池部分的交易费用。

结语

Arweave 团队通过全方位的思考,平地打造起一个永存网络。它引入了利润分享机制,使得应用程序开发者们可以在应用构建完成并启动时,通过出售代币来获取他们未来的部分利润。同时,Arweave 还定期举办Open Web Foundry。这一项为期六周的计划,旨在帮助企业家将他们的想法在Arweave 的平台上推向市场。所有这些都有助于Arweave 生态系统的蓬勃发展。

Arweave 生态(2021 年10 月),来源:Vetro 协议

当前,Arweave 还在早期阶段,还会面临各种风险和挑战。尽管如此,Arweave 是有无限潜力的。如果它成功的话,将会充当Web3 应用程序的去中心化数据平台。它的愿景,是建立起一座真正永久的人类知识图书馆。

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发布于 2022-09-06 16:09:59
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