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

المؤلف: Arweave Oasis

بعد العديد من المقالات السابقة حول تكرار آلية إجماع Arweave، "الوضع 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 وضع هذا السؤال في الاعتبار، أجريت مناقشة متعمقة مع مهندس آلية الإجماع الأساسي الرسمي في Arweave وعلمت أن دليل النسخ الموجز لـ SPoRes هو في الواقع اسم آلية الإجماع الخاصة بـ Arweave 2.6.

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 حفرة الصيغ الرياضية وحجج النمذجة ستكون شاقة، ولكن ربما يكون هذا هو أفضل تعبير عن جمال البروتوكول.

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 أنه:

بروتوكول ينقل المعلومات في شكل غير وسيط في بعدين للمكان والزمان.

تم ذكر بعدين هنا: المكان والزمان. فهي تختلف عن 99% من خدمات تخزين البيانات على وجه الأرض، فهي بمثابة "كبسولة زمنية" لا تحمل بيانات المعلومات فحسب، بل تضيف إليها البعد المهم وهو الزمن.

بعد الجمع بين الاثنين، 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 للديمومة، يجب على Arweave تخزين البيانات لأقصى فترة ممكنة دون أي تغييرات على البيانات. من أجل تحقيق هذا الهدف، يحتاج بروتوكول Arweave إلى ثلاثة مبادئ أساسية:

• إثبات التخزين المشفر قوي >: 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.

الطريقة الرئيسية لتحقيق هذه الأهداف هي من خلال "Simple Replication Proof SPoRes"، وهي آلية إجماع جديدة لـ blockchain. وهو بروتوكول يمكنه تحقيق أقصى استفادة 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 ناكاموتو

الإجماع اللامركزي هو شكل من أشكال الحقل الفرعي للحوسبة الموزعة، والذي يغطي البحث المهم حول كيف يمكن للمشاركين في الشبكة، حتى المشاركين المتنافسين، التوصل إلى اتفاق توافقي بشأن حالة 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 من المعاملات، تحتوي كل منها إما على بيانات جديدة سيتم تخزينها في الشبكة، أو 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 الأساسي من الاتفاقية ليس تحديد السلوك المرغوب فيه، بل تحفيز المشاركين لتحقيق نتائجهم المثالية. 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 اتساعًا وتنوعًا. وقد أدى ذلك إلى ظهور عدد كبير من منصات العقود الذكية وقواعد البيانات والتطبيقات اللامركزية 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.

رابط الاقتباس

1. عنوان المستند التقني:

https://www.arweave.org/files/arweave-lightpaper.pdf