アーウィーヴ第17回白書解説（I）：時空を旅する

Author: Arweave Oasis

Arweaveのコンセンサスメカニズムの反復に関するいくつかの以前の記事の「フロントローディング」の後です。私は、Arweaveをフォローしている人たちは、プロトコルのコンセンサスメカニズムについて比較的直感的に理解しているに違いないと信じています。しかし、私はいつも小さな疑問を抱いています。バージョン2.6はとても画期的なものなのに、なぜそのコンセンサスメカニズムに具体的な名前がないのでしょうか？(私はSPoRAメカニズムの速度制限版を使って命名した）。この疑問を胸に、Arweaveの公式コアコンセンサスエンジニアと綿密な打ち合わせをしたところ、実はSPoRes Proof of Simple ReplicationがArweaveの2.6のコンセンサスメカニズムの名前であることを知りました。

つまり、2023年12月26日に発表された公式ホワイトペーパー「Arweave: The Permanent Information Storage Protocol」の第17版が、Arweave 2.6の公式説明ということになります。0。良いニュースは、以前の「Arweaveの反復的合意メカニズム」と「Arweave2.6はサトシ・ナカモトのビジョンにより沿っているかもしれない」の2つの記事は、基本的にArweaveのメカニズムの重要な側面をカバーしている。浅く味わいたい人には、これらで十分です。

しかし私は、Arweave上級者に必要なホワイトペーパー第17版を、章ごとにもう少し深く読んでみることにした。というのも、読んでみると数式やモデリング論証の落とし穴に気が遠くなりそうですが、おそらくそれがプロトコルの美しさを表現する最良の方法なのでしょう。

時空を超える

印刷機は人類の文明に大きな影響を与えた。その出現により、人類の情報の普及と拡大は、20世紀末のインターネットの出現でピークに達するまで、劇的に増加した。情報の効率的な拡散は、社会の透明性を高め、個人の意識を覚醒させることにつながった。とはいえ、インターネットは依然として中央集権的な機関によって管理・検閲されており、情報の流れを操作することを意図した中央集権的な流通によって引き起こされる情報の繭は、現在、個々の人間が直面している最大の問題である。その結果、毎年一定の割合で有益な情報が失われている。

Arweaveは、この問題を解決することを使命として誕生した。そのホワイトペーパーの冒頭で、Arweaveプロトコルは次のように明確に定義されています：

空間的・時間的次元の両方で、仲介されない形で情報を伝達するためのプロトコル。

ここでは空間と時間という2つの次元が挙げられている。地球上の99％のデータ保存サービスとは異なり、情報データを運ぶだけでなく、それに時間という重要な次元を加えた「タイムカプセル」のようなものです。

この2つを組み合わせることで、Arweaveプロトコルは永続的な情報ストレージシステムという形をとっています。

「永続性」という言葉は、さまざまな方法で定義されています。オックスフォード英語辞典では、「永続的に存在し続けること、または無期限に変化しないこと」と定義されており、Wechsler's Dictionaryでは、「基本的または重要な変化なしに存在し続けること、または永続すること」と定義されています。

これら2つの永続性の定義に基づき、Arweaveはデータを変更することなく、最大可能な期間データを保存することになっています。

• Cryptographic Proof-of-Storage：データの複製とアクセス可能性を検証するための簡潔な暗号化保管証明システム。.

• ストレージ保険基金: 予測可能で自己実行可能な保険基金で、時間の経過による技術進歩のデフレ効果を利用して、恒久的なストレージの代金を支払います。

• 奨励された進化: プロトコルは、強制的ではないネットワークのアップグレードを生成し、それに報酬を与えることで、長期的に健全な反復メカニズムを持つことができます。

そして、それらを達成する主な方法は、"Proof of Succinct Replication SPoRes"であり、その目標を達成する新しいブロックチェーンのコンセンサスメカニズムであり、計算コストと帯域幅の要件を最小限に維持しながら、分散化の度合いを最大化できるプロトコルです。それに付随するストレージ保険基金とともに、データの複製ストレージにインセンティブを与えるモデルを構築し、ネットワークが完全に自律的で透明性が高く予測可能な方法で何百年も運用し続けることを可能にします。

サトシ・ナカモトのコンセンサスへの調整

分散型コンセンサスは、分散コンピューティングのサブフィールドであり、ネットワーク内の参加者が、たとえ競合していたとしても、特定の状態について全会一致の合意に至る能力についての重要な理解を包含しています。研究。この分野は、ビットコインの「サトシ・ナカモト・コンセンサス」の出現によって広く注目されるようになった。この技術革新の結果、ビットコインは通貨政策を管理する中央集権的な人間に依存しない初のデジタル通貨を生み出し、10年以上にわたってうまく機能している。

Arweaveは、ビットコインのプルーフ・オブ・ワークの仕組みからコンセンサスのヒントを得て、ネットワーク内の情報の永続的な保存という目標に合致するよう、いくつかの調整を加えました。

Arweaveは、システムにアップロードされたすべてのデータの複数のコピーを集合的に保存する「ノード」で構成されるグローバルな分散型コンセンサスシステムです。Arweaveに情報を保存したいユーザーは、ネットワークのストレージファンドに1回限りの保存料を支払い、ネットワーク内のノードに送信することで適切なデータをアップロードします。ブロックがノードによって採掘（確認）されるたびに、ノードはグローバル分散データベースネットワークに入ってくる新しいデータについて定期的にコンセンサスに達する。ブロックにはトランザクションのリストが含まれ、各トランザクションにはネットワークに保存される新しいデータ、デジタル通貨$ARの送金トランザクション、またはその両方が含まれます。マイニングは、各ノードが新しいデータをネットワークに受け入れると同時に、以前にアップロードされたデータの保存を確認するプロセスである。ノードがトランザクションを含むブロックを確認すると、ネットワーク内の他のノードからマイニング用にコピーしたいデータを「引き出す」。

プロトコル設計の原則

プロトコル設計の2つの主な原則は次のとおりです。strong>：このプロトコルは、可能な限り広範なネットワーク・コンセンサスを促進するために、単純明快で主観的な要素を最小限に抑えるように設計されています。arweaveは、データ構造とアルゴリズムの構築に、十分にテストされた暗号プリミティブのみを使用しています。

Arweaveプロトコルは、永続的でスケーラブルなデータストレージというビジョンに焦点を当てており、このミニマリストで集中的な設計原則により、プロトコルの上に構築されるアプリケーション層は非常にスケーラブルでコンポーザブルになり、ネットワークのアプリケーションの範囲ははるかに広く多様になりました。このため、近年では多数の分散型スマートコントラクト・プラットフォーム、データベース、アプリケーションが誕生している。加えて、Arweaveの非常に効率的な概念実証システムは、最小限のハードウェアと帯域幅しか必要とせず、ネットワークの参加と分散化を最大化します。

ビットコインにおける効率的なマイニングに対するインセンティブは、コスト削減だけでなく、ハッシュの計算速度の大幅な向上につながり、最適化を促進する方法としてのインセンティブの使用は非常に効果的でした。ビットコインネットワークを例にとると、ビットコインは、候補ブロックとともに特定の値（難易度係数）以下のハッシュを生成する乱数（nonce）を発見したマイナーに報酬を与えている。そのため、専用のASICマイナーが開発され、2011年以降、1秒間に計算できるハッシュの数が10^13倍に急増した。これは、同じサイクルにおけるムーアの法則（10^10）の成長よりも速い。さらに、グラフの曲線が示すように、同じ期間にビットコインネットワークのハッシュあたりのコストは100万分の1に減少した。したがって、この原則にヒントを得て、Arweaveプロトコルでビットコインのインセンティブを適応させ、プルーフ・オブ・ストレージとデータ転送の問題に対する解決策を最適化するよう参加者にインセンティブを与えました。

これが、Arweaveプロトコルの背後にある、空間的・時間的考察に基づくメカニズム設計原理です。次の投稿では、ホワイトペーパーの非常に中心的な部分である、ストレージの暗号証明がどのように実装されているかを系統的に説明します。

Cite link

1.白書のアドレス：

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

<