Arweave：Web3.0存儲破局者

作者：Nicole Cheng (Investment Manager of OFR), Mstone (Analyst of OFR)

Advisor: JX (Partner of OFR)

新年伊始，Ryan Selkis 在Messari 2022 論文中寫道：”在 Web3 硬件堆棧的各種組件中，去中心化存儲可以說是最強大的。”與 IPFS 和 Sia 提供的短期服務相比，該報告承認 Arweave 是長期區塊鏈存儲的關鍵參與者。那么Arweave究竟如何來扛起存儲板塊的重任呢？

永久存儲

Arweave是一個區塊網絡，其目標是為數據實現去中心化的永久存儲。一次付費，終生使用也解決了用戶需要不斷訂閱的繁瑣過程。Arweave承諾可以為用戶提供至少200年的存儲服務，並且伴隨着每年存儲成本的下降，這一目標變得更越來越清晰。

為什么需要永久儲存？

早在Web3.0之前，人們就已經探索到數據的永久存儲是一件很重要的事情。現如今，用戶是否還能訪問10年前的某個URL地址或是瀏覽和下載存儲在中心化服務器上的數據呢？在加密世界中，動輒數千萬美金的NFT作品，存儲在傳統的中心化服務器中，都不可避免地產生極大的隱患。

依靠中心化存儲的互聯網是脆弱且割裂的，一邊是數據呈指數級增長，另一邊則是舊數據丟失或被盜事件頻發。過去20年，98.4%的網絡鏈接遭受腐爛，造成了我們所熟悉的“404 Not Found”。拉長時間线看，區塊鏈上的數據永久性將是一種全新的價值主張，而實現數據的永久存儲將是未來互聯網發展和Web3.0時代令人興奮的一場革新。

為什么Arweave可以永久儲存 ？

Arweave利用BlockWeave的數據結構以及SPoRA的共識機制，為永久存儲的問題提供了新的解決方案。Blockweave的紡狀架構自帶分片屬性和高可擴展性，而SPoRA的共識機制確保了礦工接受足夠的激勵去存儲稀有的數據，實現數據的永久存儲。

那么礦工是如何實現永久存儲的呢？共識層面的SPoRA機制可以理解為三個概念的集合：1. PoW 2.PoA 3. 數據訪問速度。Arweave的出塊需要先前的一個隨機區塊（recall block）的參與，這個共識機制便是Proof of Access (PoA)。另外，在PoA的基礎上，為了防止所有礦工存儲全部數據而無法決定記账權的情況下，又引入了PoW機制來保證最快計算出隨機數的礦工擁有記账權。但如果大量的礦工為了降低成本，會不約而同地選擇成本低廉的地區運行節點，這種地域中心化的存儲格局會增大某些用戶的數據訪問速度。因此，數據訪問速度也是決定礦工獎勵的一個因素。

在PoA的機制下，也隱藏了另外一個激勵礦工存儲意愿的特點-recall block的概率是一致的。所以對於存儲稀有區塊的礦工來說有更大的概率去競爭獎勵。這樣會使全部數據被均勻地存儲在Arweave上。

雖然礦工主觀上的存儲意愿可以滿足永久儲存，但是客觀的數據丟失會不會影響永久存儲的可實施性？即某個區塊恰巧沒有被礦工存儲導致永久丟失。

以上面的復制率50%，節點數量100為例，我們可以看到在礦工只存儲全部數據的一半時，丟失區塊的概率已經十分小了。但實際的情況是，Arweave網絡中的節點數量在1000個以上，而復制率可以達到90%。可以說，永久丟失的概率微乎其微。

除此以外，存儲成本也是維持Arweave永久存儲的重要因素。大家已經習慣了生活中幾乎所有領域的價格上漲，但數據存儲是少數幾個與這一趨勢背道而馳的領域之一。在過去的 50 年裏。數據存儲的成本平均每年下降 30.5% 以上。而Arweave永久存儲經濟可行的工作假設非常保守：Arweave 假設數據存儲成本每年僅下降 0.5%。用戶將數據上傳到 Arweave 網絡的初始成本涵蓋了前 200 年的存儲。如果數據存儲量每年下降超過 0.5%，將會增加數據的存儲年限。

同時，Arweave也設立了自己的捐贈基金會——每當用戶支付存儲費用，費用中的86%會進入捐贈基金會。隨着時間的推移，這筆捐贈中的費用將獲得價值收益，就像銀行账戶中的現金積累利息一樣。旨在根據需要提供支出，以保持存儲數據的獎勵高於存儲成本。

在最近更新的硬分叉中，v2.5硬分叉對 Arweave 網絡的用戶產生了直接的積極影響，在永存網絡上存儲數據的 AR 成本已經減少了接近一半。本次分叉將逐步實現HDD存儲來替代SSD存儲，從而降低初始存儲費用。

Arweave生態

單從數據上看，Arweave上线後三年後才擁有最高600M的交易量，反觀Solana和Avalanche上线僅一年就擁有了等量的交易。

縱觀公鏈發展史，我們不難發現：公鏈的發展往往是自上而下的。應用層的繁榮會帶動底層基礎設施的建設，進而推進公鏈生態發展的良性循環。Uniswap和Opensea作為燃燒以太最多的兩個重量型應用，為以太坊增加了大量的交易和活躍地址數，一前一後支撐起了以太坊的這一輪牛市；以Serum和Raydium為首的DEX推動了Solana的早期發展，GameFi的崛起帶動了BSC的活躍，而Anchor, Mirror等極具特色的Defi資產協議則為Terra帶來了資金與增長動能。

反觀Arweave，盡管目前已經萌生了不少優秀的應用，但還未爆發出類似上述護城河級別的存在。以下按照基礎設施和應用羅列了Arweave上目前的部分生態項目：

• Bundlr：提到Bundlr，不得不講到Arweave的一項新技術-Bundles。Bundles將Arweave的可擴展性又上升了一個維度可以將任意數量的數據通過L2壓縮成單個可被L1處理的區塊技術。它的出現，使得Arweave 的交易容量可以线性增加。用戶因此可以上傳大量的單一數據而不用擔心數據無法有效上傳的問題——它解決了每個區塊鏈都有的一個問題，即在其他人提交的交易對礦工獎勵更多的情況下，交易可能會被拒絕的情況。

  Bundlr 在第一個月就處理了超過 10,000,000 筆交易，而 Arweave 僅處理了 1,000,000 筆。隨着 Bundlr 的擴展，網絡將能夠處理多個數量級的數據。據統計，現在70%的交易均屬於捆綁數據。

• RedStone（中間層）：Arweave上的預言機解決方案。同時，RedStone旨在成為Web3領域的Chainlink：將驗證後的數據上傳至Arweave（staking token），任何人都能在上面取得正確的數據。同時，所有通過 SCP 構建的應用，都是鏈下計算。用戶在使用預言機時，可以直接去讀存儲器區塊鏈上的數據。而這些數據會被 RedStone 的經濟機制來保證正確性。

• Kyve Network（應用層/中間層）：利用Arweave的存儲功能，KYVE為不同的區塊鏈提供結構化的數據存儲、驗證與訪問服務，幫助不同鏈完成數據跨鏈存儲。數據上傳者負責從源頭獲取數據，並在將其存儲在 Arweave 內，而驗證者通過一系列的激勵和懲罰機制確保Arweave上的數據有效性和可靠性，從而保障應用層的可用性。數據存儲後，用戶可以使用 KYVE的查詢界面檢索數據，或直接在 Arweave 中訪問。 經過 KYVE 的驗證和 Arweave 的永久存儲，確保了對下流用戶供給數據的完好性。

• ArDrive：作為Arweave網絡優秀的前端應用程序，ArDrive極大地簡化了用戶使用Arweave網絡的難度。在ArDrive出現以前，用戶需要用CLI（命令行界面）來與Arweave網絡進行交互，從而實現上傳內容的存儲。但是，ArDrive的出現使用戶只需點擊鼠標就能上傳自己的內容。

• AR I/O：AR I/O作為與ArDrive同團隊的產品，起到了信息中樞的作用。通過Ardrive上傳至Arweave的作品將首先經過AR I/O，再傳至Arweave網絡，反之亦然。AR I/O的存在將大大提升用戶對ArDrive的使用效率和體驗。

• everPay（中間層）: 基於Arweave开發的鏈上支付結算協議，用戶可以通過everPay實現以太坊和Arweave上的實時代幣轉账，無需gas費。 everPay它的目的是為每個人提供一個可信的、去中心化的支付應用程序，以及為开發者提供一個SDK，使其能夠更加簡單地建立DEXs。

• Pianity (應用層）：作為NFT鑄造和交易平臺，Pianity 中使用的是基於 Arweave 構建的全新的 NFT 標准，從根本上解決了 NFT 元數據鏈外存儲的問題。鑄造 NFT 的過程是在 Arweave 上向 NFT 合約發送一筆交易，在鑄造新的 NFT 的同時將歌曲的音頻文件保存到了鏈上。享受低成本鏈上存儲的同時，也進一步降低了用戶在交易 NFT 過程中的信任成本。用戶不再需要了解元數據以及各類存儲方式等復雜概念，使得交易過程實現了所見即所得，真正達到了交易的去信任化。

不難看出，Arweave作為基礎設施級別的協議，其敘事、邏輯和價值支撐皆與其他公鏈有着極大的差異。也正因此，不同於多數公鏈自上而下的發展歷程，Arweave生態在過去的三年多裏似乎將絕大多數力氣花在了底層設施上，試圖另闢蹊徑走出自己獨特的、自下而上的發展路线。迄今生態已有超過400個項目，比去年同期翻了將近一倍。Web3.0的敘事下，會有大量的原生的區塊鏈dApp傾向於使用鏈上存儲。底層設施逐漸成熟後，也一定會有更多的應用層項目湧現，帶來增量用戶與資金進入Arweave生態。

Arweave通過在存儲板塊所獨有的永久存儲一舉成為該領域的佼佼者。用戶實現數據永久存儲，一次付費，永久使用；同時，基於自己的存儲服務，逐步實現SmartWeave合約和PermaWeb相互協同的生態環境。但在未來Web3的探索中，數據的所有權這一重要特點不僅僅是通過永存來體現，還需要更多的賦能來幫助Arweave把故事講述下去。

最後拋磚引玉我們看好的幾個應用場景供大家參考：

1. NFT元數據存儲，目前使用程度最高的用例，未來影音NFT崛起後也勢必會持續其需求的增長。

2. 類似上文提到的Kyve Network，將其他公鏈數據備份在Arweave上，將公鏈歷史數據永久存儲，並提供便於檢索與訪問的界面入口，做公鏈的Layer 0。

3. Web3.0技術棧及代碼的存儲，譬如Uniswap和Compound已經將其前端程序存放在了Arweave上

4. 去中心化的社交平臺，可以承載大量數據，而Arweave天然的具備高度的可擴展性。

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