Arweave 第 17 版白皮書解讀（五）：更多的衍生激勵

發表於 2024-04-03 11:11 作者： 金色精選

作者：Gerry Wang @ Arweave Oasis，原文首發於 @ArweaveOasis 推特

本文內容將會繼續把 #Arweave 第 17 版白皮書中的第四節「協議機構」給解讀完。

如何從網絡參數中測算分區總數？

通過使用前文描述的方程表達式和 Arweave 網絡提供的部分信息，我們能夠計算出網絡正在存儲的副本總數。每當礦工挖掘出一個新區塊時，我們能夠判斷該區塊的解決方案哈希是來自第一回溯範圍還是第二回溯範圍的 SPoA 挑战。在一個存儲了完整副本的網絡中，這個比例基本上是 1:1。但是，如果礦工存儲的是不完全的數據分區或者是重復的分區（從而受到效率上的懲罰），那么這個比例會小於 1。

我們可以通過計算觀察到的 SPoA 來源比例來計算每個分區的平均哈希值。假設在過去的 1,000 個區塊中，有 n1 個第一範圍 SPoA 和 n2 個第二範圍 SPoA。這意味着平均副本完整性是 n2/n1，因此，每個分區的挖礦效率爲：

公式注解：在這個公式中，如果 n1，n2 的數量比例爲 1:1 的話，那么 e_m 就爲 1。

使用上述表達式，我們可以准確估計網絡中分區的總數。當難度參數爲 d 時，嘗試的哈希數量的預期值由以下給出：

當每個分區的效率僅爲 e_m 時，在 120 秒的時間內生成這么多嘗試所需的預期分區數量爲：

公式注解：E[trials] 是網絡嘗試哈希數量的總預期值，800 是一個分區每秒最大的哈希數量，乘以 e_m 是在該挖礦效率下的哈希數量，再乘以 120 是一個挖礦周期中（通常是 2 分鐘左右）在該挖礦效率下的總哈希數量。

考慮到一個分區的大小爲 3.6 TB，我們可以推導出網絡的部署存儲容量：

有關存儲數據集和平均副本完整性的所有這些指標都可以從網絡中觀察到的值來自行計算出來。

優化數據路由的激勵

激勵礦工去構建完整副本來提高挖礦效率這個機制，會引發對協議有益的一系列激勵機制。其中包括，爲了在點對點網絡中快速傳輸數據，會促使礦工开發出優化的數據路由解決方案，這是這類復雜且關鍵的挑战的有力驅動力。因爲節點必須能夠快速地將網絡中的任何數據塊進行傳輸，這就要求維持可以重復使用的路由能力，以便用戶和其他礦工方便地訪問數據，提高數據可用性。

對礦工來說，這個優化數據路由的新激勵可能會催生出一個競爭環境，這與比特幣礦工競相开發更高效率的專用礦機硬件的情況類似。這種競爭將促進路由基礎設施的創新，最終促成一個更加高效和強大的分布式網絡。

帶寬共享激勵

Arweave 的挖礦激勵機制對存儲復制的另一個衍生效應是，礦工獲取網絡中數據的強烈必要性。這創造了多種數據訪問的市場模型，包括：

• Karma 和樂觀的互惠原則：Arweave 網絡中的節點共同參與了一個類似於 BitTorrent 的帶寬共享遊戲。在這個遊戲中，節點之間互相共享數據。此外，節點偶爾也會隨機共享數據，樂觀地期待未來的回報。每個節點維護自己的對等方排名，無需報告這些排名是如何或爲何確定的。這樣的機制在 BitTorrent 這樣的數據共享平台中獲得過非常顯著的成功，它曾一度佔據全球約 27% 互聯網流量。

• 物理磁盤分發的收益：節點運營商可以直接購买或出售存儲了編織網絡（weave）數據的物理磁盤，以換取金錢或其他形式的支付。對於帶寬受限的礦工來說，鑑於運行 Arweave 節點所需的大量數據，這可能是一個更可取的選項。這種傳輸方式繞過了傳統的數據包過濾器和防火牆。事實上，原始數據的下載的確是很多新進礦工需要逾越的門檻，隨着全網數據的逐漸增多，這種形式的數據獲取渠道會是更加便捷且高效的。

• 支付協議：節點還可以參與允許他們在訪問數據時進行支付的協議和市場。Permaweb Payment Protocol（P3）就提供了這樣一種方式，它使用支付通道激勵 Arweave 內的多種服務（包括簡單數據訪問）。

可擴展性

Arweave 創建區塊的平均時間爲 2 分鐘左右，每個區塊包含了最多 1,000 筆交易。這一限制確保了區塊的驗證和同步保持在極爲輕量的程度，讓整個網絡能夠廣泛地去中心化。但這個交易筆數的限制並不意味着會對存儲在給定區塊中的數據大小或數量施加任何限制，因爲 Arweave 使用了一個叫「捆綁（bundling）」機制。捆綁是建立在核心協議之上的全網標准（標准號 #ANS104），用於將許多不同的數據條目合並到單個交易中。這些數據條目在功能上等同於網絡上的頂級數據存儲交易，因爲在檢索時，捆綁的交易可以被“解綁”成其組成項。

Arweave 的最大交易大小爲  2^{256}-1 字節，這可以在潛在的遞歸打包中被劃分爲任意數量的單獨數據條目。這允許網絡的吞吐量在沒有實際限制的情況下進行擴展。這種優化是可能的，因爲在 Arweave 上的數據上傳沒有參數化——網絡上的每個字節都是同一個全球性默克爾化數據集的一部分，並且由一個共享的存儲基金（endowment）支持。這個設計中的一個要素是從單個數據項到上傳打包的支付聚合。用戶可以選擇在一個打包交易中合並他們的數據項支付，或者將支付完全轉移到鏈下，由一個打包服務提供方將其數據項與其他用戶的數據項合並。

圖 1：打包允許將數據上傳遞歸地堆疊到一個頂級交易中。

在 Arweave 中，所有交易根據其總價值被選中包含在每個區塊的 1,000 個槽中，因爲礦工賺取的包含費與交易費成正比。這在區塊空間稀缺的情況下，激勵了打包服務以遞歸的方式組合交易，增加了網絡的可擴展性。因此，不管多少數量的打包者和用戶都可以在任何給定時間內向網絡寫入數據，而不會導致如其他區塊鏈那樣的區塊空間競拍機制。此外，打包者之間爲構建更大的交易而進行的競爭，將對用戶最終的費用成本產生向下壓力。這與其他區塊鏈形成鮮明對比，那裏因爲對有限的區塊空間的競爭非常激烈，導致用戶需要支付的費用不斷增加，最終使得部分用戶因費用太高而被迫停止使用該網絡。

圖 2：對更大數據包的偏好激勵了打包者對數據進行遞歸打包，從而最小化費用成本

用戶還可以通過鏈下的打包服務商來上傳數據，這樣做的好處是用戶可以通過打包服務商支持的任何支付方式爲 Arweave 存儲支付，而打包者則用 AR 來結算已分組的數據。截至目前，通過打包服務，Arweave 網絡支持至少 18 種不同的支付方式。

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