Przechowywanie dużych ilości danych, zwłaszcza takich, które mają być ogólnodostępne przez lata, wiąże się z wieloma trudnościami. Jeśli nie chcemy zajmować się utrzymaniem własnych serwerów, musimy zaufać firmie, że w zamian za miesięczną lub roczną opłatę będą odpowiednio dbać o zabezpieczenie naszych plików i że zawsze otrzymamy do nich dostęp.
Jednak dostęp do plików to jedno, a opłaty to drugie. Miesięczny abonament potrafi być nie tylko uciążliwy, ale i w długim terminie bardzo kosztowny.
Projekty przechowywania danych, z Arweave na czele, są kluczem do prawdziwej adopcji Web3 i wszystkiego co z tym związane. Przechowywanie danych w sposób zdecentralizowany jest wymagane do budowy... zdecentralizowanych ekosystemów.
„Przewodnik po” to seria artykułów, która przedstawia działania różnych protokołów blockchain. Artykuł, jak każdy inny na Blokpres, w żadnym stopniu nie stanowi porady inwestycyjnej. Pamiętaj, że więcej informacji dotyczących projektu takich jak linki do stron, cena, kapitalizacja, dostępność na giełdach, portfelach itp. znajdziesz klikając na nazwę projektu w sekcji „W artykule” po prawej stronie (wersja desktop) i pod artykułem (wersja mobilna).
Co to jest Arweave?
Dzięki temu jak działa protokół Arweave za nasze dane płacimy raz i możemy być pewni, że będą one przechowywane przez wiele, wiele lat. Ta jednorazowa opłata potrafi być krótkoterminowo wyższa niż w przypadku usług scentralizowanych, ale już po kilku latach okazuje się, że zwróciła się, a my nie musieliśmy pamiętać o opłacaniu abonamentu, a nasze pliki będą przechowywane przez kolejne dziesiątki, a według twórców Arweave, nawet i setki lat.
Arweave jest znacznie wydajniejszy od tradycyjnych rozwiązań
Głównym zadaniem Arweave jest przechowywanie danych. Tymi danymi mogą być pojedyncze obrazy, dokumenty, filmy, całe strony internetowe, a nawet łańcuchy bloków i NFT (głównie pliki graficzne NFT).
Dane są umieszczane w bloku w ramach transakcji. Te z perspektywy użytkownika dzielą się na dwa typy: transakcje danych i transakcje wartości (przesyłanie AR). Z perspektywy sieci transakcje są takie same. Każda może zawierać ładunek danych i wartości.
Oczywiście operacje w sieci kosztują AR, a ich koszt zależy od wielkości transakcji.
Opłata za przechowywanie danych jest opłacana tylko raz i kosztuje $/MB. Tylko dlaczego sieć ma przechowywać nasze dane gdy już zapłacimy?
Storage Endowment
Koszty dysków spadają co zmniejsza koszty górników
W momencie, którym użytkownik decyduje się przechować plik w sieci Arveawe, czyli wysyła transakcję, płaci on tokenami AR, jednak opłata tylko w niewielkiej części trafia do górnika danego bloku. Cała reszta trafia do Storage Endowment, który jest odpowiedzialny za wypłacanie wynagrodzenia górnikom.
Ta mechanika pozwala sieci na dystrybucję odpowiednich ilości tokenów do górników rozłożoną w czasie, aby w sposób zrównoważony zachęcać do ciągłego przechowywania danych.
Górnicy w ramach wynagrodzenia otrzymują w każdym bloku: Część opłat + Nagrody inflacyjne + endowment, czyli część z puli „fundacji”, która gromadzi opłaty z transakcji.
Kolejnym istotnym elementem działania Arweave jest to, że nagrody z puli Endowment są wypuszczane tylko w momencie gdy część opłat i inflacja nie pokryją średnich kosztów przechowywania danych. Według Arweave będzie to potrzebne dopiero gdy sieć przekroczy 10 PB danych, a do tego czasu Endowment wzbogaci się o sporą ilość AR.
W momencie pisania artykułu rozmiar puli Endowment wynosi ponad 18180 AR, a ilość danych w sieci to niecałe 11 TB.
Jak działa Arweave?
Arweave jest podobne w swoich głównych założeniach do innych projektów łańcuchów bloków takich jak Bitcoin, jednak podobieństwa kończą się na założeniach, bo samo działanie jest inne.
Succinct Proofs of Random Access (SPoRA)
SPoRA jest algorytmem konsensusu wykorzystywanym przez Arweave. Proces kopania w sieci Arweave ma na celu maksymalne zwiększenie liczby powieleń danych. Polega na tworzeniu i testowaniu dużej liczby Zwięzłych Dowodów Dostępu Losowego (SPoRA) w każdym okresie produkcji bloku.
Podczas produkcji bloku wybrana zostaje przestrzeń wyszukiwania, tzw. podprzestrzeń, czyli część łańcucha Arweave, z której węzły mają odczytać losowe dane, aby być w stanie dodać nowy blok i walczyć o nagrody. Podprzestrzeń stanowi 10% sieci.
Następnie dochodzi do haszowania przy użyciu algorytmu RandomX. Więcej o tym czym jest haszowanie w artykule o Proof of Work.
Wynik haszowania to bardzo duża liczba, która jest redukowana do zakresu określonego przez rozmiar podprzestrzeni. Ta liczba jest dodawana do podstawy przestrzeni wyszukiwania i używana jako „bajt wyzwania”, czyli punkt w zbiorze danych, do którego górnik musi posiadać dostęp.
Górnik próbuje teraz odczytać fragment zawierający bajt wyzwania z dysku. Jeśli górnik nie posiada kopii danego punktu, wznawia proces. Jeśli posiada, następują kolejne haszowania i weryfikacje, aby w końcu jeden górnik doda swój blok do sieci.
Algorytm SPoRA zachęca górników do przechowywania jak największej ilości danych, czyli po prostu jak największej części łańcucha Arweave, ponieważ aby otrzymywać nagrody za dodanie nowego bloku do sieci muszą udowodnić, że posiadają losowo wybrany punkt tych danych.
Ograniczenie przestrzeni wyszukiwania w sieci jest stosowane w celu zachęcania do przechowywania danych, które są mniej powielone w sieci. Górnicy mający dostęp do słabiej rozpowszechnionych odcinków sieci będą w stanie szybciej wyprodukować poprawną propozycję bloku niż ci, którzy nie mają dostępu do rzadkich danych, gdy zostanie wybrana podprzestrzeń wyszukiwania, która takowe zawiera.
Staking Arweave?
W Arweave nie występuje coś takiego jak staking. Projekt korzysta z algorytmu SPoRA i jest kopany za pomocą CPU oraz pamięci (najlepiej SSD).
Blockweave
W przeciwieństwie do wielu innych sieci górnicy Arweave nie muszą posiadać pełnej kopii łańcucha, aby „kopać”, ale im więcej posiadają, tym większą mają szansę na wydobycie bloku i co za tym idzie zdobycie nagrody. Górnik może także wybrać jakie dane chce przechowywać, a których nie, co w innych łańcuchach jest niemożliwe.
Możliwość szybkiego dołączenia do sieci jest kluczowa zwłaszcza gdy ta zacznie osiągać znaczne rozmiary.
Blockweave to łańcuch bloków Arweave zawierający dane, łączące się z wieloma poprzednimi blokami. Taka struktura wymusza na górnikach dostarczanie dowodów dostępu do starych danych w celu dodania nowych bloków, jak opisano wyżej. Dzięki Blockweave węzeł może ściągnąć tylko ostatni blok z sieci, ponieważ posiada on listę haszy wszystkich poprzednich bloków oraz listę wszystkich aktywnych adresów.
Blockshadows
W przypadku większości łańcuchów bloków każdy nowo wydobyty blok jest rozsyłany do każdego węzła w sieci. Arweave proponuje inne podejście do tematu wykorzystując Blockshadows.
Działa to poprzez oddzielenie transakcji od bloków i wysyłanie tylko minimalnego „blockshadow”, który jest zbiorem haszy, między węzłami, co pozwala im zrekonstruować pełny blok z otrzymanych bardzo lekkich danych, zamiast transmitowania samego bloku.
Zwiększa to szybkość dystrybucji bloków między węzłami i pozwala na szybkie osiągnięcie konsensusu.
Arweave Permaweb
Blockweave służy do przechowywania danych i transferów wartości, jednak prawdziwą rewolucją, którą serwują twórcy Arweave jest Permaweb. Jest to zbiór powiązanych ze sobą dokumentów i aplikacji podobnie jak w Internecie, ale z jednym wyjątkiem. Cała zawartość jest całkowicie trwała - permanentna. Sieć Arweave jest zbudowana w oparciu o HTTP (protokół, o którym pewnie słyszałeś skoro korzystasz z Internetu do czytania tego wspaniałego artykułu). Oznacza to, że przeglądarki mają dostęp do wszystkich danych przechowywanych w sieci. Permaweb może być używany do wszelkiego rodzaju informacji jak pliki PDF, filmy, aplikacje internetowe itd.
Co więcej, po włączeniu do sieci pliki te są zawsze dostępne, z dowolnego miejsca na świecie, w dowolnym czasie i po przesłaniu nikt (w tym oryginalny przesyłający) nie może ich w żaden sposób zmienić.
Oto przykładowa strona, która działa w Permaweb przedstawiająca aplikacje Arweave:
SmartWeave
Arweave to nie tylko pliki przechowywane „wiecznie”. Sieć może pełnić rolę dokładnie taką jak dzisiejszy Internet, leczy czym byłoby AR bez smart kontraktów. Jeśli nie wiesz czym są smart kontrakty i jak działają w większości sieci zapraszam do artykułu:
Jak możesz się domyślić również i tutaj Arweave wprowadza własne rozwiązania. SmartWeave to platforma smart kontraktów zbudowana na bazie sieci Arweave. Pozwala budować programy, których egzekucja jest zaufana i zdecentralizowana, jednak unikalną cechą SmartWeave jest usunięcie ciężaru przetwarzania inteligentnych kontraktów z węzłów na użytkowników. Oznacza to, że zamiast uruchamiania każdego kodu na każdej maszynie w sieci, stany kontraktów są obliczane lokalnie na komputerach, które wchodzą z nimi w interakcje.
Kiedy użytkownik wchodzi w interakcję ze SmartWeave, weryfikuje każdą wcześniejszą transakcję w danej zdecentralizowanej aplikacji, aż dotrze do końca łańcucha prawidłowych operacji. Gdy dojdzie do końca, użytkownik dodaje swoją transakcję, a następnie zapisuje końcowy stan w sieci Arweave. Ten proces powtarza się nieustannie, a użytkownicy sprawdzają swoje transakcje za każdym razem.
Takie podejście pozwala na pisanie smart kontraktów w znanych programistom językach jak JavaScript i wykonywanie dużych ilości obliczeń bez ponoszenia dodatkowych kosztów, jednak wymagają zaufania użytkowników do twórców danej aplikacji. Użytkownicy będą korzystać tylko z tych DApps, którym ufają.
PST
Kolejnym ciekawym konceptem Arweave są Profit Sharing Tokens (PST). Ich działanie jest dość proste. Gdy programista buduje aplikację, może dodać mechanizm, który wysyła drobne napiwki (w postaci tokenów AR) za każdym razem, gdy użytkownik wchodzi w interakcję z aplikacją w sposób, który generuje transakcję w sieci. PST działają jak akcje firm, które wypłacają dywidendy.
Jako że wszytko w Arweave jest permanentne, PST generują pasywny dochód dla ich posiadaczy właściwie wiecznie. Oczywiście PST można sprzedawać. Zyski zależą od tego jak często aplikacja jest używana.
Kryptowaluta Arweave (AR)
Natywną walutą sieci zasilającą wszystkie transakcje jest AR i dzieli się na „Winstony” (odpowiednik Satoshi). 1 AR = 1,000,000,000,000 Winstonów.
Maksymalna podaż została ograniczona do 66 milionów AR. 55 milionów zostało wybite na początku działania sieci, a 11 milionów trafia do górników w ramach nagród inflacyjnych.
Jeśli przeczytałeś cały artykuł powinieneś znać już przeznaczenie AR, ale przypomnijmy. Każda transakcja niezależnie od jej ładunku wymaga AR. Czy jest to przesłanie AR na inny adres, czy integracja z aplikacją SmartWeave, czy wgranie pliku, który będzie przechowany przez Arweave. Każda z tych operacji jest zasilana przez AR.
Podsumowanie
Arweave jest kolejnym ciekawym projektem wspieranym przez gigantów rynku kryptowalut. Wbrew panującemu przekonaniu Arweave to nie tylko przechowywanie plików, ale także cały ekosystem zdecentralizowanych aplikacji działających w sieci i wykorzystujących AR.
Co ciekawe już teraz projekt ma wiele zastosowań i nie jest jedynie wykorzystywany do przechowywania pamiątkowych zdjęć, ale korzystają z niego inne projekty i blockchainy, np. Solana poprzez SOLAR Bridge. Jest to połączenie między Solana i Arweave, które stopniowo i automatycznie przechowuje dane z łańcucha bloków Solana w Permaweb, zapewniając, że cała historia Solany będzie zawsze dostępna.
