譯：Lawrence @ Contributor of PermaDAO
整理：Orange @ Contributor of PermaDAO
審閱：Scarlett Li @ Contributor of PermaDAO
好的，讓我們開始這個主題。今天的話題我將談論Arweave 的機制如何運作。所以今天，我們將討論如何擴展Arweave 以及比特幣到Arweave 的鏈上歷史擴展。為此，我們將深入探討在區塊鏈上儲存人類歷史的過程，解鎖鏈上數據，並探索我們接下來的發展方向。
區塊鏈上儲存人類歷史的過去
人類的歷史始終是區塊鏈的一部分。想要了解這一點，我們必須回溯到第一個去中心化的區塊鏈的第一個區塊，那就是比特幣的創世區塊。比特幣的創世區塊中有一個交易，被稱為幣基交易（coinbase transaction）。這個特殊的交易在協議中獎勵了區塊的生產者區塊獎勵。在這種情況下，它獎勵了中本聰（Satoshi Nakamoto）50 個比特幣。幣基交易的另一個特殊屬性是它允許區塊的生產者向區塊鏈寫入100 位元組或100 個字元的資訊。在這種情況下，中本聰利用這次機會寫下了以下引文：「2009 年1 月3 日泰晤士報，財政大臣即將為銀行實施第二輪救助。」透過這樣的方式，他將人類的歷史錒刻到了首個區塊鏈的第一個區塊。
比特幣於2009 年1 月啟動，並隨後進行了許多更新和改進。甚至在這段時間裡，中本聰本人也從協議中退了出來，這些更新和改進一直持續到了大約2015 年為止。在此期間，比特幣社群內部開始產生一場爭論。社群內一半的人想要增加區塊大小，以便在比特幣中進行更多的交易，而另一半人則想保持它的小型性，以保持網路的去中心化特性。這場爭論導致有關比特幣的所有開發工作處於停滯狀態，這種狀態維持了大約兩年，這段期間被稱為區塊大小之戰。這場戰爭以大區塊的支持者分離出去並創建了一個名為比特幣現金的新鏈作為結束，而比特幣的現有主線則繼續進行了一個名為隔離見證（SegWit）的軟分叉。
那麼，SegWit 到底做了什麼呢？如您在下圖的左邊可以看到，在SegWit 出現之前，比特幣的區塊有它們的幣基交易，然後是一系列從一個地址移動到另一個地址的交易，以及它們的簽名。
在SegWit 出現之後，他們竟然透過一個軟分叉做到了這一點，這意味著它與現有的挖礦軟體向後相容（那裡有某種魔法）。 SegWit 將所有的交易移動到了區塊的頂部，並增加了整體的區塊大小，同時仍將交易部分限制在1 兆字節，保留了協議的原始意圖。它所做的是將簽名資料和元資料移動到了見證資料中，增加了比特幣可以儲存的非純交易資料的資訊量。這最終導致了一些非常有趣的事情，例如在比特幣區塊鏈的見證數據中添加了壓縮很小的圖像。
回溯到2017 年，一個名叫Sam Williams 的博士生正在閱讀一些非常讓人感到壓抑的書籍，如《古拉格群島》和《1984》。他看的得非常投入，並決定創建一個區塊鏈來永久保存世界的知識。他閱讀這些書是關於如何由於權威主義政權透過操縱歷史來操縱他們的社會。所以，Sam 在2017 年的某個時候組建了一個團隊，一年後，Arweave 主網發布了。如果你以為我說Sam Williams 看這些這些令人壓抑的書是開玩笑的，但實際上，Arweave 在2018 年6 月發布的時間正好是喬治·奧威爾的《1984》出版的第39 週年紀念日。
當Arweave 發佈時，它有著令人印象深刻的統計數據效能。每個區塊有1000 筆交易，且每個區塊用時為2 分鐘。每筆交易大小可達5.8 兆位元組。這意味著單一的Arweave 交易可以儲存整個比特幣區塊—— 包括見證資料和交易資料。 Arweave 在接下來的幾年裡就像比特幣一樣都在進行更新和改進，此次更新和改進一直持續到2020 年3 月。
在那個時候，Arweave 解鎖了很大的交易額。最大的交易額大小變成了2 的256 次方減1，這是一個理論上的限制，僅受已知宇宙中的原子數量的限制。從協議的角度來看，此次改進是一個重要的擴展。然而，由於礦工提供給網路的資料量和可用頻寬存在實際限制，現有的頻寬確實限制了規模。但從協議的角度來看，它可以擴展以容納非常大的交易。
那麼，他們是如何實現這一點的呢？好吧，沒有動畫演示的話，這裡可能解釋起來有點複雜。為了理解Arweave 是如何做到的，我們需要查看兩種不同的安全機制。其中之一是共識，網路中的所有參與者在協議中都需要就協議的當前狀態達成一致。另一個機制是挖礦，傳統上是由個人礦工進行的，在比特幣中有名的工作是工作證明，這只是為了能夠參與網路。
所以我們可以在這裡看到，對於比特幣而言，共識機制就是最長鏈，這是網路中的參與者如何就比特幣區塊的當前狀態和見證資料達成協議的方式。並且眾所周知，挖礦機制是工作證明，所以他們計算很多SHA-256 哈希值。因此，這是最長鏈的一個例子。由於挖礦中的隨機性，兩個區塊偶爾可以同時生成，在這個時候，網路中的參與者需要決定使用哪個區塊。他們做決策的方式是等待其中一個鏈變得比另一個更長，然後使用那個更長的鏈作為網路的官方狀態。
非常有趣的是，我們這裡有我們的比特幣區塊；它們有它們小小的幣基交易。您可以看到位於頂部的灰色區塊的交易數據，以及位於底部藍色區塊的見證數據，它們的大小都在4 兆位元組左右。
在比特幣上發生的情況是，您可以看到它逐漸消失，但是一旦節點，礦工，使用了見證數據來驗證交易，他們可以直接丟棄它。他們沒有理由在處理區塊的第一次之後再保留它，這是故意設計的。這是為了保持運行節點的系統需求較低，這樣Arweave 或比特幣上就可以有很多節點。但我們正在解決這個問題。對於一個想要儲存人類，例如，您知道的，所有世界知識的協議，它需要有更強的激勵來儲存數據，對吧？
那麼Arweave 是如何解決這個問題的呢？有什麼變化？ Arweave 的關鍵創新之一是它改變了挖礦機制。 Arweave 不僅僅是盲目地使用哈希，而是使用了所謂的SPoRa，即「同步隨機存取證明」。這是礦工做的一種密碼學證明，用來證明他們正在儲存Arweave 資料的小塊，每次256 千位元組。這允許協議將安全性從數據以及從需要網路中的每個人都擁有的共識機制移動到挖礦機制，這意味著礦工都可以單獨證明他們正在存儲數據，從而大大改善了系統。
這是Arweave 區塊的一個例子，您可以看到區塊的資料部分大小不一。 Arweave 上的每一個區塊都可以儲存不同量的資料。 Arweave 協議所做的是每秒鐘協議都會發生一次變化；它為礦工提供了一個新的挖礦範圍。所以這就是數據部分中的這些小藍色矩形，他們每秒鐘都有一個新的數據範圍用於檢查證明。就像我們在這裡看到的，偶爾有一個小粉紅色的區塊是允許礦工生成新區塊的證明。當礦工獲得一個勝利的證明時，它會產生一個新的區塊並獲得區塊獎勵。
您可以看到其中的問題，或者不是問題，但值得注意的有趣之處是，網路對交易達成了共識，但數據還沒有到位，這有點令人驚訝。
所以您可以看到這是一個灰色的框，隨著時間的推移，隨著挖礦的繼續，數據開始從網路的不同區域流入，每產生一個新的區塊，礦工都會與其他礦工交易以獲得那些數據並全部填入。
您可以看到，隨著新資料的流入，Arweave 上的挖礦機制開始允許礦工從那些新資料中產生證明。
所以當區塊被添加時，您可以看到第三個區塊現在已經被添加，礦工能夠完全挖掘那些數據。當新的區塊被添加時，您還可以看到資料會開始在新的區塊上流入。
在所有規模上解鎖鏈上數據
這樣做的目的是激勵礦工之間進行數據交易，因為這允許他們進行更多的證明並有更好的機會獲得獎勵，所以他們都想要新的數據。因此，由於挖礦機制的原因，添加到Arweave 的資料在整個網路中被複製了數百次。
所以這就是Arweave 如何在所有規模上解鎖鏈上資料。它還激勵數據的複製，使Arweave 的數據和交易能夠抵禦審查。所以你可能會說，“看，DMac，我之前用過Arweave；我只是發布交易，然後它就被發送給其他礦工。我不懂你說的分離交易數據以及其他類似的事件。”
實際上，您可能是將您的交易發佈到了像arweave.net 這樣的網關，該網關為了給於您方便，它在後台幫您進行了相關步驟。該網關將交易發佈到一個新的區塊，一旦被挖出，它就將數據發送給網路中的所有礦工，雖然這很不錯，但這也引入了被審查的可能性。
如果網關不喜歡這筆交易，它看到您的資料中的某些內容並認為：“我不想發布這個。”，網關可以直接將其刪掉。如果以上就是Arweave 的整個運作方式，那麼其就會存在一個對其協議的中心化的監督人，而這樣的運作方式並不是完全去中心化的。但是好消息是, Arweave 是去中心化的，因此你可以跳過網關並且不必使用它。你可以直接將你的交易發佈到網絡，一旦你的交易被包含在一個區塊中，你就可以添加數據，它將在整個網絡中被複製。
我們的未來在何方？
這個過程非常重要，因為它確保建立在Arweave 之上的網關和服務都保持誠信。因此Arweave 的開發需要繼續進行，並在大型交易推出一個月後，Arweave 推出了ANS-102 捆綁包（抱歉圖片上被遮擋住了一部分資訊）。推出捆綁包的目的是允許這些非常大額的交易涵蓋許多其他交易。因此，Arweave 開始從兩個方面擴展：大額交易和大量交易，這樣做雖然很有用，但直到一年後ANS-104 出現為協議帶來了巨大的進展。因為該協定優化了ANS-102 標準，提高了捆綁包的效能、它們的空間效率以及創建它們所需的計算。
ANS-104 捆綁包在Solana 的NFT 夏季左右發布，當時人們正在上傳包含10,000 個NFT 的大型收藏數據，並使用捆綁包來做到這一點。從那時起，您就可以看到Arweave 資料集的成長。
因此這才成就我們的今天。我想說，我們離Arweave 的2.7 升級只有幾週的時間了。再次強調，該更新將包括優化捆綁包以及降低生產計算成本，並且還為捆綁包引入了與區塊交易一樣的抵抗機制來抵禦審查。
那麼，我認為我想在這裡強調的一點是，自從引入捆綁包和大額交易以來，Arweave 的資料模型在過去三年中一直保持穩定。我們看到的Arweave 的更新都是關於提高效能、抵抗審查和最終協議的去中心化。
讓我們回顧一下，記錄人類歷史這件事自區塊鏈誕生之初就成為其一部分，但現在，這個前沿憑藉其可擴展的鏈上數據，真正地從比特幣轉移到了Arweave。從2020 年四月開始，憑藉捆綁包和大額交易，Arweave 已經能夠在多個維度上擴展，成為鏈上資料的終極位置。展望未來，我期望看到更多的相同的對Arweave 性能和去中心化的增量更新。非常感謝！
