فهم آلية التبرع Arweave: الاستكشاف والمحاكاة

المصدر: PermaDAO

تستخدم شبكة Arweave آلية جديدة للتبرع بالتخزين لضمان استمرارية المعلومات التي تخزنها. في هذه المقالة، سنناقش بالتفصيل كيفية عمل التبرع بالتخزين ومن ثم دراسة خصائصه وملف المخاطر من خلال محاكاة تنفيذه باستخدام سلسلة ماركوف.

دعونا نتعمق!

مقدمة أساسية: ما هو الوقف

في إصدار 2019 من مسودة ورقة Arweave Yellow Paper، نحن تم وصف بنية التبرع في Arweave (انظر القسم 3.2.2). المنطق الأساسي للتبرع في Arweave هو كما يلي:

1. ولادة تكنولوجيا ترميز المعلومات الذاتية منذ ذلك الحين، انخفضت تكلفة توفير التخزين بمعدل أسي قوي. من ورق البردي إلى طباعة جوتنبرج إلى تخزين الأسطوانات المغناطيسية والأقراص المرنة ومحركات الأقراص المحمولة، استمرت تكلفة تشفير المعلومات واسترجاعها في الانخفاض على مدى آلاف السنين. في العصر الرقمي، نسميه معدل كريدر.

2. على الرغم من أن المعدل الدقيق لانخفاض التكلفة مستمر في التغير، إلا أن النموذج موثوق به ولديه مجال كبير للنمو: الحد النظري لكثافة البيانات وحده أكبر مما نحققه حاليًا 10^51 أعلى. بالإضافة إلى ذلك، لا نتوقع أن تتباطأ الحاجة إلى تخزين البيانات بشكل أكثر كفاءة، حيث سيصبح البشر والآلات دائمًا أكثر كفاءة إذا تمكنوا من الوصول إلى المزيد من المعلومات ومعالجتها.

3. وبالنظر إلى هذه العوامل، وجدنا أنه من خلال استقراء معدل Kryder المحافظ للغاية، تمكنا من تسعير التخزين المستمر بتكلفة واحدة. نقوم بذلك عن طريق فرض رسوم أساسية على المستخدمين تعادل 200 عام من التخزين بالتكاليف الحالية، ومن ثم تزداد القوة الشرائية للتخزين التي يساهم بها هذا التبرع مع انخفاض تكاليف التخزين. وطالما ظل سعر كريدر أعلى من 0.5%، فإن القوة الشرائية للتخزين المتبرع بها ستكون أكبر في نهاية العام عما كانت عليه في بداية العام.

4. بمجرد أن يقترب البروتوكول من نهاية دورة حياته، سينخفض ​​حجم وتكلفة مجموعة البيانات إلى مستويات منخفضة للغاية. ونظرًا لصغر حجمه، نتوقع أن يتم "استيراده" بإخلاص إلى نظام تخزين المعلومات الدائم التالي، حيث سيستمر تكرار البيانات. يعكس هذا النمط الذي تظهر به أرشيفات Gopher على الويب الحديث.

تحديد معدل Kryder+

عمليًا، تستخدم شبكة Arweave معدلًا معدلاً من معدل Kryder الأصلي، والذي قمنا بتحديده سيتم الإشارة إليه في هذه المقالة باسم سعر "Kryder+". لا تشمل أسعار Kryder+ تخزين البيانات الأولية فحسب، بل تشمل أيضًا العوامل الأخرى المطلوبة للحفاظ على شبكة مثل Arweave عبر الإنترنت: النسخ المتماثل والطاقة وتكاليف التشغيل. نلاحظ أن هذه العوامل تتأثر بانخفاض تكاليف التخزين:

• النسخ المتماثل:ترث كل مجموعة بيانات النسخ الجديدة نفس تكاليف التخزين المنخفضة مثل النسخة الأولى.

• الطاقة: كثافة البيانات وموثوقيتها (التأثير الأكبر على تغييرات معدل Kryder) (في العوامل) نادرا ما تكون مصحوبة بزيادة في استخدام الكهرباء. لذلك، مع زيادة سعة وسائط التخزين، ينخفض ​​استهلاك الطاقة النسبي لتخزين كمية معينة من البيانات.

• تكلفة التشغيل: مثل استهلاك الكهرباء برقم واحد كما تزداد كفاءة وسائط التخزين، وينخفض ​​عدد الأجهزة المطلوبة لتخزين البيانات (والتكاليف التشغيلية لصيانة تلك الأجهزة).

في الإصدار الحالي من Arweave (2.5.3)، يستهدف معدل Kryder+ 45 نسخة من مجموعة البيانات، ويحتوي أيضًا على ضعف تكلفة التخزين لنفقات التشغيل والطاقة.

بعد الترقية إلى Arweave 2.6، ستستمد الشبكة تلقائيًا معدل Kryder+ بناءً على السعر الذي يرغب القائمون بالتعدين في توفير التخزين به. وبما أن القائمين بالتعدين لديهم حافز لتقليل السعر أثناء تنافسهم مع بعضهم البعض، فيمكن للشبكة تنظيم أوراكل غير موثوق به لتحديد هذا السعر.

من الجدير بالذكر أن صياغة Arweave لصيغة معدل Kryder+ لا تتضمن تكاليف النطاق الترددي. يستخدم Arweave مجموعة منفصلة من الحوافز القائمة على السمعة لحل هذه المشكلة.

محاكاة التبرعات

الآن بعد أن قدمنا ​​الخلفية النظرية لتبرعات Arweave، بالإضافة إلى تطبيقها العملي في الشبكات الحقيقية، يمكننا الآن التفكير في تتم محاكاة الآليات لمراقبة النتائج المحتملة في العالم الحقيقي. للمساعدة في تحقيق هذا الهدف، نستخدم تقنيات المحاكاة القائمة على سلسلة ماركوف. يقوم النموذج بتشغيل تكرارات منفصلة للعقود الآجلة المحتملة عدة مرات سنة بعد سنة ثم يجمع النتائج.

عوامل المحاكاة

يعد معدل Kryder+ هو العامل الرئيسي في محاكاة التبرع في Arweave. في هذا النموذج، نعتمد على مجموعة بيانات لتكاليف القرص الصلب مع مرور الوقت. ومن هذه البيانات نلاحظ أن متوسط ​​معدل كريدر يبلغ حوالي 38%. بالإضافة إلى بيانات العالم الحقيقي، أضفنا طبقة من "التشاؤم" حول التقدم في المستقبل مقابل التقدم في الماضي لاختبار مدى فعالية العطاء في الأوقات الأقل حظًا. ونحن نصف عامل "التشاؤم" هذا بأنه النسبة المئوية لانخفاض تكلفة التخزين السابقة، ونتوقع أن يستمر هذا الانخفاض في المستقبل. على سبيل المثال، يعني معدل التشاؤم بنسبة 10% أننا نعتقد أن تخفيضات تكاليف التخزين المستقبلية ستكون فعالة بنسبة 10% فقط كما كانت في الماضي.

هناك عامل مهم آخر عند تصميم تبرعات Arweave وهو تقلب سعر الرمز المميز. تستخدم Arweave الرموز ذات الأسعار العائمة لتبرعاتها، ويرجع ذلك أساسًا إلى سببين:

• من المرجح أن تنتهي العملة المستقرة المركزية على شبكة Arweave وتتعطل. أو توقف العمليات قبل فترة طويلة من تعدين الكتلة. بالإضافة إلى ذلك، فإن بنية العملة المستقرة اللامركزية المضمنة في بروتوكول Arweave نفسه عرضة لنقص الضمانات في مواجهة التقلبات الشديدة في السوق.

• في المقابل، يتمتع الرمز المميز الأصلي لـ Arweave بأداة مساعدة قوية ومستقل عن أي روابط أو خدمة خارجية. يساعد هذا النقص في الاعتماد المتبادل على ضمان استمرار بروتوكول Arweave في العمل دون أن يتأثر بالعوامل الخارجية لفترات زمنية طويلة للغاية.

ومع ذلك، فإن أحد تأثيرات تقلبات أسعار العملات الرمزية هو أن "القيمة الورقية" للتبرعات غير مستقرة. لنمذجة ذلك في المحاكاة، نفترض أن التقلبات في قيمة التبرع متشائمة ومحايدة للسعر. وهذا يعني أن التبرعات المحاكاة يجب أن تتقلب قيمتها إلى الصفر في المتوسط ​​بشكل عام، ولكنها تتسبب بشكل فردي في تقلب الأسعار لأعلى ولأسفل خلال الفترة.

للسماح لكل محاكاة فردية بالانتهاء خلال فترة زمنية معقولة، سيتوقف تنفيذ المحاكاة بعد 10000 عام أو عندما تصل قيمة الوقف إلى الصفر.

فترة التبرع

إن أبسط طريقة لفهم سلوك التبرع هي النظر إلى متوسط ​​عدد السنوات التي يعيشها التبرع في ظل ظروف خارجية مختلفة.

في الصورة أعلاه، نرى رسمًا بيانيًا لفترة التبرع، حيث يمثل المحور الأفقي مستويات مختلفة من الحد الأقصى السنوي لتقلب سعر الرمز المميز، ويمثل المحور العمودي التغيرات في معدل Kryder+ الفعال (بينما تحدد الأعمدة قيمها "المتشائمة" بالنسبة إلى البيانات الفعلية). يتم تمييز العمليات التشغيلية في كل مجموعة (20 لكل مجموعة) مما يؤدي إلى عمر يزيد عن 10000 سنة باللون الأخضر الداكن.

الخلية المهمة الأولى التي يجب ملاحظتها في هذا العرض هي التقلب بنسبة 0% والتشاؤم بنسبة 0%. المعدل المتشائم/Kryder+ البالغ 0% يعني أننا نفترض أن تكاليف التخزين لن تنخفض أبدًا مرة أخرى. وفي هذه الحالة، يجب أن تكون الشبكة قادرة على الحفاظ على بيانات المستخدم لمدة 200 عام على الأقل في ظل الظروف الاقتصادية العادية. تم اختيار هذه المعلمة للتأكد من أنه حتى الأشخاص الذين لديهم شكوك عميقة بشأن التقدم التكنولوجي المستقبلي يمكن أن يكونوا واثقين من أن بياناتهم يمكن أن تكون قابلة للتطبيق اقتصاديًا لمدة 3 أجيال على الأقل قبل الحاجة إلى التخزين الإيثاري.

هناك ملاحظة مهمة أخرى يجب القيام بها من هذا الرسم البياني وهي منطقة التقلب بنسبة 30% ومعدل Kryder+ 2/4%. في عمليات المحاكاة لدينا، يعني الحد الأقصى لتقلب سعر الرمز المميز بنسبة 30٪ أن أسعار الرمز المميز تتغير بمتوسط ​​15٪ سنويًا، وهو قريب جدًا من متوسط ​​تقلب مؤشر S&P 500 البالغ 14.4٪ سنويًا بين عامي 1950 و2015. بافتراض متوسط ​​معدل التقلب لأسعار الرموز المميزة للشبكة، يمكننا أن نرى أن معدل Kryder+ الذي يبلغ حوالي 2% فقط يمكن أن ينتج عمر تبرع يصل إلى 2000 عام تقريبًا، في حين أن المعدل الأعلى قليلاً يمكن أن ينتج عمر تبرع يزيد عن 10000 عام.

علاوة على ذلك، إذا افترض المرء أن متوسط ​​التقلب النهائي مشابه لمتوسط ​​التقلبات في السلع (وفقًا للبنك الدولي (التقديرات حوالي 2-5%)، نرى أنه حتى معدل Kryder+ أقل من 0.76% سيؤدي إلى فترة تشغيل للتبرع تزيد عن 10,000 عام.

احتمالية الانكماش

كما هو موضح أعلاه، في العديد من السيناريوهات، حتى لو انتهت المحاكاة بعد 10000 عام، سيظل التبرع يحتوي على رموز لمواصلة بيانات الحوافز تخزين. إذا بحثنا بشكل أعمق في تنفيذ كل عملية تشغيل فردية، نرى أنه تم الحصول على معظم الرموز المميزة من التبرعات في السنوات الأولى للتخزين:

بالنظر إلى هذا السلوك، يمكننا أن نلاحظ أنه عندما يقوم المستخدمون بإيداع الرموز المميزة في التبرعات لدعم بياناتهم المخزنة، فإن بعض الرموز المميزة لها حجم كبير وربما لن يتم إصدارها مرة أخرى أبدًا.

في الشكل أعلاه، نرى تشاؤمًا مختلفًا بشأن انخفاضات تكلفة التخزين المستقبلية إلى إلى الحد الذي لا يجوز فيه مطلقًا تحرير مبلغ الرموز المميزة من التبرع.