Arweave：一次支付資料永存

來源：鍊茶館

1. 專案簡介

Arweave 是一個去中心化的資料儲存解決方案，透過其區塊編織（Blockweave）技術和原生加密貨幣AR 代幣，提供永久且不可變的資料儲存服務。用戶可以支付一次性費用，以永久儲存數據，並透過貢獻未使用的儲存空間來獲得獎勵。

作為一個幫助任何人永久儲存資料的工具，Arweave透過將資訊分佈在一個稱為節點或礦工的電腦網路中來運作。這種方式與傳統網路不同，因為今天的網路由少數公司的伺服器控制，這些伺服器可能隨時癱瘓或悄悄地改變內容。

Arweave 透過一個廣泛的節點網路為一個平行的網際網路（稱為Permaweb）提供服務。所有這些節點透過長時間提供現有資料存儲，並根據客戶要求存儲新資料的方式來賺錢。 Arweave 使用其原生加密貨幣AR 來運行服務，當人們花費代幣來儲存資料時，會支付AR 給礦工，並將一部分AR 儲存在一個捐贈基金中，以保證無限的永久儲存。

2. 工作原理

Arweave 透過一種名為區塊編織（Blockweave）的創新資料結構運行，該結構將每個區塊連結到前一個區塊和一個歷史區塊（回憶區塊）。礦工在新增區塊之前，必須提供存取證明（Proof of Access, PoA），以確保所有資料的完整性和不可變性。用戶只需支付一次性費用，即可永久儲存數據，費用的一部分用於初始儲存成本，另一部分進入捐贈基金用於未來的儲存費用。隨機存取的簡潔證明（Spora）進一步提升了網路的效率和安全性。捆綁技術（Bundling）則透過將多個交易合併成一個大交易，提高了資料上傳的效率和網路效能。透過這些機制，Arweave 實現了一個去中心化的、永久的資料儲存網路。

3. 核心機制

3.1 區塊編織（Blockweave）

區塊編織（Blockweave）是Arweave 的核心資料結構，改進了傳統區塊鏈的設計，實現了高效、可靠和永久的資料儲存。以下是對區塊編織的詳細分析：

3.1.1 基本結構

區塊編織與傳統區塊鏈的主要區別在於其連結結構。傳統區塊鏈每個區塊只連結到前一個區塊，而區塊編織中的每個區塊不僅連結到前一個區塊（父區塊），還連結到一個歷史區塊（回憶區塊）。這種雙重連結結構增加了資料儲存的冗餘性和安全性。

• 父區塊：與傳統區塊鏈一樣，區塊編織中的每個區塊都連結到其直接前一個區塊，形成基本的鍊式結構。

• 回憶區塊：每個區塊也連結到一個隨機選擇的歷史區塊，這個連結是隨機的，目的是為了增加資料的冗餘性和可訪問性。

3.1.2 資料驗證過程

在區塊編織中，礦工在產生新區塊之前，需要驗證一個隨機選擇的歷史區塊。這種驗證機制稱為存取證明（Proof of Access, PoA）。 PoA 確保了所有儲存的資料區塊都能被存取和驗證，礦工為了增加獲得挖礦獎勵的機會，會儲存更多的歷史資料區塊，從而增加了資料的冗餘度。

• 隨機選擇：透過隨機選擇歷史區塊進行驗證，確保了礦工無法預見需要驗證的特定資料區塊，從而必須儲存大量歷史資料。

• 資料完整性：此機制確保了資料的完整性和不可篡改性，增加了資料的安全性。

3.1.3 資料儲存的冗餘性

區塊編織的雙重連結結構大大增加了資料的冗餘性。由於每個區塊都連結到多個區塊，即使某些節點失效或遺失數據，其他節點仍然可以透過冗餘連結恢復數據。這種設計提高了資料的持久性和抗故障能力。

• 多重連結：透過父區塊和回憶區塊的雙重鏈接，資料在網路中的儲存具有高度冗餘性。

• 資料恢復：在節點失效或資料遺失的情況下，其他節點可以利用冗餘連結恢復數據，確保資料的高可用性。

3.1.4 區塊編織的建構與挖礦

礦工在Arweave 網路中透過產生新區塊來獲得獎勵。為了產生新區塊，礦工必須能夠存取並驗證指定的歷史區塊。這種機制激勵礦工儲存更多的歷史數據，提高了網路的整體數據儲存量和安全性。

• 挖礦過程：礦工需​​要驗證隨機選擇的歷史區塊，產生新區塊並獲得AR 代幣獎勵。

• 激勵機制：這種機制促使礦工儲存更多數據，增加數據的冗餘度和網路的安全性。

3.1.5 資料的不可變性和安全性

由於區塊編織中的每個區塊都連結到多個區塊，並且透過PoA 機制進行驗證，確保了資料一旦儲存便不可更改和刪除。這種不可變性提供了高安全性，防止資料被惡意篡改或刪除。

• 不可變性：一旦資料儲存在區塊編織中，便不可更改或刪除，確保資料的完整性。

• 安全性：多重連結和隨機驗證機制提高了資料的安全性，防止惡意竄改。

3.2 隨機存取的簡潔證明（Spora）

隨機存取的簡潔證明（Spora）是Arweave 用於提升其網路效率和安全性的重要共識機制。透過Spora，Arweave 能夠在確保資料完整性和安全性的前提下，提高資料儲存和存取的效率。以下是對Spora 詳細分析的幾個關鍵方面：

3.2.1 基本原理

Spora（Succinct Proofs of Random Access）是一種改進的存取證明（Proof of Access, PoA）機制。其核心思想是透過隨機選擇歷史資料塊來驗證新資料塊，從而確保資料的完整性和安全性。這種隨機性減少了礦工作弊的可能性，同時增加了網路的安全性和資料的冗餘性。

3.2.2 資料驗證過程

在Spora 中，礦工在新增區塊之前，需要驗證一個隨機選擇的歷史資料區塊。這個隨機選擇過程使得礦工無法預見需要驗證的特定資料區塊，因此無法選擇性地儲存資料。透過這種方式，Spora 確保了礦工必須儲存大量的歷史資料區塊以增加他們的挖礦機會，從而提高了資料的冗餘度和網路的整體安全性。

3.2.3 提升礦工的激勵

Spora 增強了礦工的激勵機制。由於礦工必須儲存更多的歷史資料區塊以增加挖礦成功的機率，這促使他們投入更多資源來儲存和維護資料。礦工不僅透過驗證和儲存資料獲得挖礦獎勵，還透過增加資料儲存量提高了其在網路中的競爭力。

3.2.4 能源效率的提升

與傳統的工作量證明（Proof of Work, PoW）機制相比，Spora 更節能。 PoW 需要礦工透過複雜的計算來驗證交易，這導致了大量的能源消耗。而Spora 透過隨機存取和驗證歷史資料區塊，大大減少了運算資源的消耗，從而提高了網路的能源效率。這種高效率的驗證過程不僅降低了能源成本，也減少了對環境的影響。

3.2.5 安全性和抗攻擊性

Spora 透過其隨機性和資料冗餘性，增強了網路的安全性和抗攻擊性。由於礦工無法預測需要驗證的資料區塊，這使得惡意攻擊者很難進行有針對性的攻擊。此外，礦工儲存的大量歷史資料區塊也增加了攻擊者需要破壞的資料量，從而提高了網路的整體安全性。

3.3 捆綁技術（Bundling）

Arweave 的捆綁技術（Bundling）是其提高資料上傳效率和網路擴展性的關鍵創新之一。透過這項技術，Arweave 能夠有效處理大規模資料上傳，提升使用者體驗和網路效能。以下是對捆綁技術的詳細分析：

3.3.1 基本原理

捆綁技術的核心思想是將多個小交易合併成一個大交易，然後將這個大交易上傳到區塊編織（Blockweave）中。這種方法減少了單一交易的頻繁上傳操作，從而減少了網路擁堵，提高了資料傳輸的效率。

3.3.2 數據上傳的效率提升

在沒有捆綁技術的情況下，每次上傳交易都需要單獨處理和記錄，這不僅增加了區塊鏈的負擔，也導致了資料上傳過程中的效率低下。透過捆綁技術，多個小交易被打包成一個大交易後上傳，減少了鏈上交易的數量，從而大幅提升了資料上傳的效率。

3.3.3 網路擴展性

捆綁技術顯著提高了Arweave 網路的擴展性。在大規模資料上傳場景中，如非同質化代幣（NFT）專案、媒體檔案儲存等，捆綁技術能夠有效處理大量的並發上傳請求，避免了網路擁塞和效能瓶頸。例如，Arweave 曾在一次捆綁作業中成功上傳了47GB 的數據，這在傳統的鏈上資料儲存方案中是難以實現的。

3.3.4 交易確定性和開發者體驗

透過捆綁技術，開發者和使用者可以更確定地知道資料上傳的結果，因為大交易的上傳成功率高於多個小交易分別上傳的成功率。這種確定性提升了開發者的體驗，使得他們可以更專注於應用程式開發，而不必擔心底層資料儲存的複雜性。

3.3.5 成本效益

捆綁技術不僅提高了資料上傳的效率，還帶來了顯著的成本效益。在傳統的鏈上資料儲存模型中，每個交易都需要支付費用，而捆綁技術透過合併交易，減少了交易次數，從而降低了整體的交易成本。這對於需要儲存大量資料的用戶來說，是一個重要的優勢。

3.3.6 資料完整性與安全性

捆綁技術確保了資料的完整性和安全性。儘管多個交易被合併成一個大交易，但每個小交易的數據仍然保持完整且不可篡改。這樣，即使在上傳過程中出現問題，也可以透過重新打包和上傳來確保資料的安全和完整。

3.4 Wildfire機制

Wildfire 是Arweave 網路中的激勵機制，旨在透過優化資料傳播和提高網路效能來提升整體使用者體驗。以下是Wildfire 機制的詳細分析：

3.4.1 基本原理

Wildfire 機制透過排名系統來激勵節點快速回應並滿足資料請求。節點根據其在網路中傳播資料的速度和效率進行排名，排名越高的節點將獲得更多的請求和獎勵。這種機制確保了資料在網路中的快速分發，提高了網路的整體效能。

3.4.2 數據傳播效率

Wildfire 機制的核心在於提高資料傳播的效率。節點在網路中接收到新資料後，會盡快將其傳播給其他節點。傳播速度快、反應迅速的節點會在排名中佔據優勢，從而獲得更多的請求處理機會和相應的獎勵。

• 快速傳播：節點在接收新資料後，迅速將其傳播給其他節點，確保資料在網路中的快速流動。

• 效率優先：透過排名機制，鼓勵節點優化資料傳播效率，提升網路整體效能。

3.4.3 節點排名系統

Wildfire 機制透過對節點的表現進行排名來激勵節點提高資料傳播效率。排名系統根據節點回應資料請求的速度和可靠性對節點進行評分。評分高的節點在網路中享有更高的優先級，獲得更多的請求處理機會和獎勵。

• 回應速度：節點回應資料請求的速度是排名的重要指標，速度越快，排名越高。

• 資料可靠性：節點提供資料的可靠性也是排名的關鍵因素，資料提供越穩定，排名越高。

3.4.4 激勵與獎勵機制

Wildfire 機制透過獎勵高排名節點來激勵節點提升資料傳播效率。節點透過快速、可靠地傳播數據，獲得更高的排名和更多的獎勵。這種獎勵機制確保了節點在網路中的積極參與，提升了網路的整體效能和資料的可用性。

• 排名獎勵：高排名節點獲得更多的請求處理機會和相應的獎勵。

• 經濟激勵：節點透過提供快速、可靠的資料傳播服務獲得經濟回報，激勵節點持續優化效能。

3.4.5 網路健康與穩健性

Wildfire 機制不僅提高了資料傳播的效率，還增強了網路的健康和穩健性。透過激勵節點快速回應和傳播數據，Wildfire 機制確保了網路在高負載和高需求情況下的穩定性和高效運作。

• 高負載適應：在高負載情況下，Wildfire 機制確保資料能夠快速、有效率地在網路中傳播。

• 穩健性提升：透過優化節點的表現，Wildfire 機制增強了網路的整體穩健性和可靠性。

4. AR代幣

AR 代幣是Arweave 網路中的原生加密貨幣，扮演多個關鍵角色，從激勵礦工到支付資料儲存費用，再到維持整個生態系統的經濟平衡。

以下是對AR 代幣的詳細分析：

4.1 AR 代幣的基本功能

• 支付資料儲存費用：使用者在Arweave 網路上儲存資料時，需要使用AR 代幣支付一次性儲存費用。這些費用保證了資料的永久儲存。

• 激勵礦工：礦工透過儲存和驗證數據來獲得AR 代幣作為獎勵。這個機制激勵礦工積極參與資料儲存和維護，確保網路的安全性和可靠性。

4.2 一次性支付模式

Arweave 的商業模式與傳統的訂閱服務不同，用戶只需支付一次性費用即可永久儲存資料。這些費用的一部分用於支付初始儲存成本，另一部分進入捐贈基金（Endowment Fund），用於未來的儲存費用。

• 初始儲存成本：支付的費用立即用於支付資料的初始儲存和存取。

• 捐贈基金：約86% 的費用進入捐贈基金，該基金用於長期激勵礦工並確保數據的持久性。

4.3 儲存捐贈基金（Endowment Fund）

捐贈基金的設計類似於傳統的經濟捐贈結構，旨在透過利息和增值來支付未來的儲存成本。用戶支付的初始費用產生的利息用於支付礦工的長期儲存費用，確保資料能夠永久保存。

• 基金運作：捐贈基金累積的資金和利息確保礦工在未來幾年內獲得持續的經濟誘因。

• 成本下降預期：隨著資料儲存成本預計持續下降，捐贈基金的利息收入足以涵蓋長期儲存費用。

4.4 代幣供應

• 初始供應量：6,600 萬枚AR 代幣。

• 流通供應量： 5,500 萬枚AR 代幣

• 逐步減半：類似比特幣的減半機制，確保代幣供應的稀缺性和長期價值。但與之不同的是，AR 代幣採用的是逐步減半機制，這意味著代幣的發行量會在每個小週期中逐步減少。

4.5 AR代幣分配

• 種子銷售：9%。

• 私人出售：13.42%。

• 公開發售：（ICO）：3.75%。

• 策略夥伴：5.42%。

• 顧問：2.42%。

• 團隊：10.83%。

• 科技新創公司：0.5%。

• 採用激勵：15.92%。

• 項目：22.07%。

• 挖礦獎勵：16.67%。

4.6 代幣的經濟激勵

AR 代幣透過多種方式激勵網路參與者：

• 礦工獎勵：礦工透過儲存和驗證數據獲得AR 代幣獎勵，增加他們的參與動機。

• 用戶支付：用戶支付AR 代幣以儲存數據，確保他們的數據能夠永久保存。

• 收益分享：Arweave 引入收益分享代幣（Profit Sharing Tokens, PST），開發者透過建立和營運應用程式來獲得微小的分紅，促進生態系統的發展和創新。

4.7 代幣的市場表現

AR 代幣在市場上的表現受多種因素影響，包括儲存需求的增加、生態系統的發展以及市場對去中心化儲存解決方案的認可。 AR 代幣的價值隨著網路的成長和用戶需求的增加而增加。

• 市場需求：隨著Arweave 網路的成長和用戶需求的增加，AR 代幣的市場價值也隨之提高。

• 生態系統發展：更多的開發者和專案加入Arweave 生態系統，推動了AR 代幣的需求和價值成長。

截至當前，AR 代幣的市場表現如下：

• 價格：$46.83，最近7天上漲了16.10%。

• 市值：$3,065,146,793，最近下降了2.26%。

• 24小時交易量：$172,123,630，最近成長了104.49%。

• 成交量/市值比：5.38%。

• 流通供應量：65,454,185 AR，佔總供應量的99.17%。

• 完全稀釋市值：$3,090,706,704。

5. 團隊/合作/融資狀況

5.1 團隊

Arweave 是一個去中心化的資料儲存協議，其核心團隊由經驗豐富的技術專家和產業領導者組成。創辦人兼CEO Sam Williams 畢業於諾丁漢大學，具備深厚的區塊鏈技術背景。營運長（COO）Sebastian Campos Groth 畢業於喬治城大學，曾在Techstars 工作，負責該計畫的日常運作。法務主管Giti Said 畢業於維也納大學，負責處理法律事務。團隊還包括多名技術和業務專家，如Liquity 的共同創辦人Richard Pardoe 和Movement Labs 的工程主管Andy Bell 等，他們共同推動Arweave 的發展和創新。

5.2 合作

1. KYVE

• 簡介：KYVE 是一個基於Arweave 構建的區塊鏈儲存中間件，提供標準化的驗證和存檔框架。

• 合作亮點：

KYVE 主網啟動，上傳了超過2000 TB 的資料。

KYVE 與19 個專案建立了策略合作夥伴關係，並計劃在2024 年舉辦社區成長活動。

2. Irys（前身為Bundlr）

• 簡介：Irys 是Arweave 的擴展解決方案，透過捆綁交易增加Arweave 的永久資料吞吐量。

• 合作亮點：

2023 年9 月，Irys 完成了10 億筆交易的處理。

2023 年10 月，Irys 與Solana Mobile 合作儲存DApp Store 應用程式。

3. ArDrive

• 簡介：Ar​​Drive 是一個去中心化的雲端儲存應用程序，類似於Web3 的Dropbox 或Google Drive。

• 合作亮點：

2023 年2 月，ArDrive 完全去中心化，並儲存在Arweave 上。

2023 年5 月，ArDrive 2.0 推出，新增了暗黑模式、皮夾產生和大檔案上傳功能。

5.3 融資狀況

Arweave 自成立以來，透過多輪融資，成功籌集了3,730 萬美元的資金，主要投資者包括Andreessen Horowitz（a16z）、Union Square Ventures、Multicoin Capital、Coinbase Ventures 等知名機構。以下是一些主要的融資事件：

1. 種子輪融資

• 時間：2017 年

• 金額：500 萬美元

• 主要投資者：Andreessen Horowitz（a16z）

2. 私募輪融資

• 時間：2019 年

• 金額：830 萬美元

• 主要投資者：Multicoin Capital、Union Square Ventures、a16z、Coinbase Ventures、Arrington XRP Capital

3. 公募輪（ICO）

• 時間：2018 年

• 金額：1570 萬美元

• 說明：透過首次代幣發行（ICO）進行公募，吸引了大量早期投資者。

4. 後續融資

• 時間：2020 年

• 金額：830 萬美元

• 主要投資者：Andreessen Horowitz（a16z）、Union Square Ventures、Coinbase Ventures

5. 最新融資

• 時間：2023 年

• 金額：830 萬美元

• 主要投資者：a16z、Coinbase Ventures、Multicoin Capital

6. 項目評估

6.1 賽道分析

Arweave 屬於去中心化資料儲存賽道，透過其創新的區塊編織（Blockweave）技術，實現了永久儲存資料的功能。該專案的核心目標是提供一個高效、安全且可擴展的資料儲存解決方案，使資料能夠永久保存且不可篡改。

以下是一些與Arweave 類似的去中心化資料儲存專案：

1. Filecoin

• 簡介：Filecoin 是一個去中心化儲存網絡，利用IPFS（星際檔案系統）技術，透過經濟激勵機制驅動儲存節點。

• 核心技術：證明複製（Proof of Replication）和時空證明（Proof of Spacetime）。

• 特點：使用者按需支付儲存費用，支援大規模資料儲存和檢索。

2. Siacoin

• 簡介：Siacoin 是一個去中心化儲存平台，透過區塊鏈技術實現安全、低成本的資料儲存。

• 核心技術：智能合約和儲存證明。

• 特色：用戶支付Siacoin 代幣來租用儲存空間，提供低成本的分散式儲存解決方案。

3. Storj

• 簡介：Storj 是一個基於區塊鏈的去中心化雲端儲存平台，用戶可以透過分散式網路儲存資料。

• 核心技術：分片技術和分散式雜湊表（DHT）。

• 特點：資料被分片加密後儲存在全球各地的節點上，確保資料的安全性和隱私性。

6.2 專案優勢

1. 永久儲存：使用者只需支付一次性費用，即可將資料永久儲存在Permaweb 上，無需每月訂閱費用。

2. 去中心化：透過去中心化的方式儲存數據，減少了依賴中心化伺服器的風險。

3. 強大的支援：Arweave 獲得了包括a16z、Coinbase Ventures 和Union Square Ventures 等知名投資者的支持。

4. 廣泛應用：被OpenSea 和Solana 的NFT 專案Metaplex 用作預設元資料儲存平台，確保了NFT 資料的長期有效性。

6.3 不足之處

1. 初始成本高

• 一次性支付：雖然Arweave 的一次性支付模式可以確保永久存儲，但相較於按需支付的模式，初始成本可能較高。這對於一些用戶，尤其是小型企業或個人用戶，可能會造成資金壓力。

• 費用透明度：一次性支付的費用結構可能不如按需支付模式透明，用戶在決定使用Arweave 之前需要對其費用結構有全面的了解。

2. 網路效應不足

• 使用者和開發者的吸引力：儘管Arweave 的技術優勢明顯，但其用戶和開發者生態系統仍在發展中，與一些成熟的去中心化儲存專案相比，吸引力可能不足。

• 市場認知度：Arweave 的市場認知度相較於Filecoin 等競爭對手可能還不夠高，需要更多的市場推廣和社群建立來提升其知名度和使用者基礎。

3. 技術與開發挑戰

• 開發複雜性：Arweave 的區塊編織和其他技術對於開發者來說可能具有一定的複雜性，開發者需要投入較多的學習成本來理解和應用這些技術。

• 技術瓶頸：儘管Arweave 提供了高效的儲存解決方案，但在面對大規模資料儲存和處理時，仍可能遇到技術瓶頸，需要持續的技術改進和最佳化。

7. 結語

Arweave 作為去中心化資料儲存領域的創新者，透過其獨特的區塊編織（Blockweave）技術和強大的經濟激勵機制，實現了資料的永久儲存和高效管理。其一次性支付、永久儲存的商業模式，不僅解決了傳統儲存系統中資料遺失和成本高昂的問題，也為使用者提供了可靠且長期的資料儲存解決方案。儘管Arweave 在技術和市場推廣上仍面臨一些挑戰，但其不斷擴展的生態系統和多樣化的合作夥伴關係為其奠定了堅實的基礎。隨著區塊鏈技術和去中心化儲存需求的不斷增長，Arweave 預計在未來成為這一領域的領導者，為全球用戶提供更安全、透明和高效的資料儲存服務。透過持續的技術創新和市場拓展，Arweave 正朝著成為全球領先的去中心化儲存解決方案供應商的目標穩步邁進。