تفسير الورقة البيضاء للإصدار السابع عشر من Arweave (1): السفر عبر المكان والزمان

المؤلف: Arweave Oasis Chinese؛ المصدر: تويتر المؤلف

تم كتابته من قبل

بعد العديد من المقالات السابقة حول تكرار آلية إجماع Arweave، "الإنذار الأولي". أعتقد أن الأصدقاء الذين يتابعون Arweave يجب أن يكون لديهم فهم بديهي نسبيًا لآلية الإجماع الخاصة بهذا البروتوكول. لكن المؤلف دائمًا لديه القليل من الشك: نظرًا لأن الإصدار 2.6 يمثل علامة بارزة جدًا، فلماذا لا يكون لآلية الإجماع الخاصة به اسم محدد؟ (لقد استخدمت سابقًا الإصدار محدود السرعة من آلية SPoRA للتسمية). مع أخذ هذا السؤال في الاعتبار، أجريت مناقشة متعمقة مع مهندس آلية الإجماع الأساسي الرسمي في Arweave وعلمت أن دليل النسخ المختصر لـ SPoRes هو في الواقع Arweave 2.6' اسم آلية الإجماع.

حسنًا، هذا يعني أن الإصدار السابع عشر من الكتاب الأبيض بعنوان "Arweave: بروتوكول تخزين المعلومات الدائم" الذي أصدره المسؤول في 26 ديسمبر 2023 هو في الأساس مستند الشرح الرسمي لـ Arweave 2.6. لكن وصل رقم الإصدار في ذلك الوقت إلى 2.7.0. الخبر السار هو أن المقالة السابقة "تتفهم عملية التكرار لآلية الإجماع في Arweave" " قد يكون Arweave 2.6 أكثر انسجامًا مع رؤية ساتوشي ناكاموتو" تتناول هاتان المقالتان بشكل أساسي Arweave آلية المحتوى المهم. بالنسبة لأولئك الذين يريدون أن يتذوقوا، هذه كافية.

ومع ذلك، قررت إجراء تفسير أكثر تعمقًا فصلًا تلو الآخر للإصدار السابع عشر من الورقة البيضاء، وهو أمر ضروري للمشاركين المتقدمين في Arweave. لأنه إذا كنت قد قرأته، فإن الحفرة المليئة بالصيغ الرياضية وحجج النمذجة ستكون شاقة، ولكن ربما هذا هو جمال الاتفاق الذي تم التعبير عنه بشكل أفضل.

عنوان المستند التقني: https://www.arweave.org/files/arweave-lightpaper.pdf

عبر المكان والزمان

للطباعة تأثير عميق على الحضارة الإنسانية. وقد أدى ظهورها إلى زيادة كبيرة في انتشار وتوسع المعلومات البشرية، حتى وصلت إلى ذروتها مع ظهور الإنترنت في نهاية القرن العشرين. إن النشر الفعال للمعلومات يزيد من الشفافية الاجتماعية ويعزز إيقاظ الوعي الفردي. وعلى الرغم من ذلك، لا تزال شبكة الإنترنت خاضعة لسيطرة ورقابة المؤسسات المركزية. وتشكل شرنقة المعلومات الناجمة عن التوزيع المركزي بقصد التلاعب في انتشار تدفق المعلومات أكبر مشكلة تواجه البشر حاليا. يتم فقدان نسبة معينة من المعلومات المفيدة كل عام.

ولدت شركة Arweave وكانت مهمتها حل هذه المشكلة. في بداية الورقة البيضاء، تم تعريف بروتوكول Arweave بوضوح على النحو التالي:

في كلا البعدين للمساحة و الوقت، بروتوكول لنقل المعلومات في شكل غير وسيط.

تم ذكر بعدين هنا: المكان والزمان. يختلف عن 99% من خدمات تخزين البيانات على هذا الكوكب، فهو يشبه "كبسولة زمنية" لا تحمل بيانات المعلومات فحسب، بل تحمل الوقت أيضًا. تتم إضافة الأبعاد.

قارن بين هذين الاثنين بعد الدمج ، يصبح بروتوكول Arweave نظامًا دائمًا لتخزين المعلومات. لكلمة "دائم" عدة تعريفات: يعرفها قاموس أوكسفورد الإنجليزي بأنها "مستمرة في الوجود أو تبقى دون تغيير إلى أجل غير مسمى"، بينما يعرفها قاموس ميريام وبستر بأنها "مستمرة أو مستمرة دون تغيير" تغييرات أساسية أو مهمة".

استنادًا إلى هذين التعريفين للاستمرارية، يجب تخزين Arweave ضمن أقصى نطاق ممكن لبيانات المدة، ويجب لا يمكن أن تخضع البيانات لأية تغييرات. من أجل تحقيق هذا الهدف، يحتاج بروتوكول Arweave إلى ثلاثة مبادئ أساسية:

• مشفر إثبات التخزين: نظام إثبات تشفير موجز للتحقق من النسخ المتماثل للبيانات وإمكانية الوصول إليها.

• صندوق تأمين التخزين: صندوق تأمين يمكن التنبؤ به وينفذ ذاتيًا ويستفيد من الانكماش الناجم عن التقدم التكنولوجي الذي يحدث بمرور الوقت لتغطية تكاليف التأمين. تكلفة التخزين الدائم.

• تطور الحوافز: من خلال إنشاء ومكافأة ترقيات الشبكة غير الإلزامية، يُسمح للبروتوكول بالحصول على آلية تكرار صحية على المدى الطويل.

و الطريقة الرئيسية لتحقيقها هي من خلال آلية الإجماع الجديدة لـ blockchain الخاصة بـ "SPoRes Simple Replication Proof" وهو بروتوكول يمكنه تحقيق أقصى قدر من اللامركزية مع تقليل تكاليف الحوسبة ومتطلبات النطاق الترددي. جنبًا إلى جنب مع صندوق تأمين التخزين المصاحب له، فهو يخلق نموذجًا يحفز تكرار البيانات وتخزينها، مما يسمح للشبكة بالعمل بطريقة مستقلة تمامًا وشفافة ويمكن التنبؤ بها لمئات السنين.

تعديلات على إجماع ساتوشي

الإجماع اللامركزي هو حقل فرعي من الحوسبة الموزعة يغطي التحكم في المشاركين في الشبكة، وهو بحث مهم حول كيفية قيام المشاركين المتنافسين يمكن التوصل إلى توافق في الآراء بشأن دولة معينة. وقد اكتسب هذا الحقل الفرعي اهتمامًا واسع النطاق مع ظهور "إجماع ساتوشي" الخاص بالبيتكوين، والذي سمح لأول مرة بالتوصل إلى الإجماع في بيئة تنافسية وغير مسموح بها. وبفضل هذا الابتكار، أنشأت بيتكوين أول عملة رقمية لا تعتمد على جهة فاعلة بشرية مركزية لإدارة السياسة النقدية، وكانت تعمل بشكل جيد لأكثر من 10 سنوات.

تستمد Arweave الإلهام من آلية إثبات العمل في Bitcoin وتقوم بتعديلها لتتوافق مع هدف التخزين الدائم للمعلومات داخل الشبكة.

Arweave هو نظام إجماع عالمي لامركزي يتكون من "عقد" تخزن بشكل مشترك نسخًا متعددة من جميع البيانات التي تم تحميلها إلى النظام. يدفع المستخدمون الذين يرغبون في تخزين المعلومات على Arweave رسوم تخزين لمرة واحدة إلى صندوق تخزين الشبكة ويقومون بتحميل البيانات المقابلة عن طريق نقل البيانات إلى العقد داخل الشبكة. عندما تنجح العقدة في استخراج (تأكيد) كتلة ما، تتوصل العقد بانتظام إلى توافق في الآراء بشأن البيانات الجديدة التي تدخل شبكة قاعدة البيانات الموزعة العالمية. تحتوي الكتلة على قائمة المعاملات، وتحتوي كل معاملة على بيانات جديدة سيتم تخزينها في الشبكة، أو معاملة تحويل لعملتها الرقمية AR، أو كليهما. يشير التعدين إلى عملية تقبل فيها كل عقدة بيانات جديدة في الشبكة مع التحقق أيضًا من حالة تخزين البيانات التي تم تحميلها مسبقًا. بعد أن تؤكد العقد الكتلة التي تحتوي على المعاملة، فإنها "تسحب" البيانات التي تريد نسخها للتعدين من العقد الأخرى في الشبكة.

مبادئ تصميم البروتوكول

المبدأان الرئيسيان لتصميم البروتوكول هما:

• البساطة: يهدف تصميم البروتوكول إلى الحفاظ على الحكم الشخصي المباشر والحد الأدنى من أجل تعزيز أوسع إجماع ممكن على الشبكة. يستخدم Arweave فقط أساسيات التشفير التي تم اختبارها جيدًا عند إنشاء هياكل البيانات والخوارزميات الخاصة به.

• التحسين من خلال الحوافز: الهدف الرئيسي للاتفاقية ليس تحديد السلوك المرغوب فيه، ولكن تحفيز المشاركين لتحقيق النتائج المرجوة. هدف. لذا فإن الآليات المحددة التي تحقق هذه النتائج سوف تنشأ بشكل طبيعي وتتطور مع مرور الوقت.

يركز بروتوكول Arweave فقط على رؤية تخزين البيانات بشكل دائم وقابل للتطوير. وبموجب مبدأ التصميم البسيط والمركّز هذا، تم بناء بروتوكول Arweave فوق البروتوكول. تتميز طبقة التطبيقات بأنها قابلة للتطوير والتركيب بشكل كبير، وأصبح نطاق تطبيق الشبكة أكثر شمولاً وتنوعًا. وقد أدى ذلك إلى ظهور عدد كبير من منصات العقود الذكية اللامركزية وقواعد البيانات والتطبيقات في السنوات الأخيرة. بالإضافة إلى ذلك، يتطلب نظام الإثبات الفعال الخاص بـ Arweave الحد الأدنى من الأجهزة وعرض النطاق الترددي، مما يزيد من المشاركة واللامركزية في الشبكة.

أدت حوافز التعدين الفعال في Bitcoin إلى زيادات كبيرة في سرعة تجزئة الحوسبة وتخفيضات في التكاليف.

وكان استخدام الحوافز كوسيلة لتعزيز التحسين فعالًا أيضًا. لنأخذ شبكة البيتكوين كمثال، حيث تكافئ عملة البيتكوين القائمين بالتعدين لاكتشاف رقم عشوائي (nonce) والذي ينتج، مع الكتلة المرشحة، قيمة تجزئة أقل من قيمة معينة (عامل الصعوبة). وقد حفز هذا القائمين بالتعدين على البحث باستمرار عن طرق لحساب الحد الأقصى لعدد التجزئة بأقل تكلفة، مما أدى إلى تطوير آلات التعدين المخصصة ASIC. منذ عام 2011، زاد عدد التجزئة التي يمكن حسابها في الثانية بعامل 10 ^ 13. معدل النمو أسرع من قانون مور (10^10) في نفس الفترة. بالإضافة إلى ذلك، تسبب هذا أيضًا في انخفاض تكلفة كل هاش في شبكة البيتكوين بمعامل قدره مليون خلال نفس الفترة، ويمكن رؤية المنحنى المحدد في الرسم البياني. ولذلك، مستوحاة من هذا المبدأ، قمنا بتعديل آلية الحوافز الخاصة بالبيتكوين في بروتوكول Arweave لتحفيز المشاركين على تحسين الحلول لمشكلات إثبات التخزين ونقل البيانات.

هذا هو مبدأ تصميم الآلية بناءً على اعتبارات المكان والزمان وراء بروتوكول Arweave. ستشرح المقالة التالية بشكل منهجي جزءًا أساسيًا جدًا من المستند التقني - كيفية تنفيذ دليل التشفير المخزن.