jakiro
著者：arweave出典：x、@aarweaveoasis
Arweaveエコシステムは、2018年の発売以来、分散型ストレージトラックで最も価値のあるネットワークの1つと考えられています。しかし、その技術的な主要な属性のために、瞬く間に、多くの人々はArweave/ARに馴染みがあり、不慣れです。この記事は、Arweaveのすべての人を強化するための設立以来、Arweaveの技術的発展の歴史から始まります。
Arweaveは、5年以内に10以上の主要な技術的アップグレードを受けています。
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Arweave 1.5：メインネットワークスタートアップ
Arweaveのメインネットワークは、2018年11月18日に発売されました。当時の織りネットワークのサイズはわずか177ミブでした。いくつかの点で、Arweaveは現在に似ています。各ブロックの上限は1,000です。さらに、各トランザクションのサイズ制限はわずか5.8 MIBであるなど、より異なる側面があります。また、Accessの証明と呼ばれるマイニングメカニズムを使用します。
次に、問題は、アクセス証明書（POA）とは何ですか？
簡単に言えば、新しいブロックを生成することであり、鉱夫はブロックチェーンの歴史の中で他のブロックにアクセスできることを証明する必要があります。したがって、アクセス証明書はチェーンからランダムに選択され、歴史的なブロックを選択し、鉱山労働者にその履歴ブロックを生成しようとした現在のブロックにrecalousブロックとして配置するよう求めます。そして、これはこの遡及的なブロックの完全なバックアップになります。
当時、鉱山労働者はこれらのブロックにアクセスできることを証明できる限り、すべてのブロックを保存する必要がないという考えでした。（DMACは、レースレースをビデオの比phorとして使用して理解を促進します。ここに引用されています。）
まず、このゲームにはフィニッシュラインがあります。これが、2分間のブロック時間です。
第二に、この競争は2つの部分に分かれています。
・最初の部分は資格コンテストと呼ばれることができ、鉱夫は歴史的なブロックにアクセスできることを証明する必要があります。手に指定されたブロックがあると、ファイナルに入ることができます。マイナーがブロックを保存しない場合、それは問題ではなく、仲間からそれを訪問することもできます。また、ゲームに参加することもできます。
・2番目の部分は、予選の試合後のファイナルに相当します。
マイナーがフィニッシュラインを越えると、ゲームは終了し、次のゲームが始まります。鉱業の報酬は勝者が所有しているため、鉱業は非常に激しくなります。その結果、Arweaveは急速に成長し始めました。
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arweave 1.7：randomx
初期のArweaveの原則は非常にシンプルで簡単なメカニズムでしたが、研究者が発生する可能性のある悪い結果を実現するのにそれほど時間はかかりませんでした。つまり、鉱山労働者はインターネットにいくつかの不利な戦略を採用するかもしれません。そして、私たちはそれを変性戦略と呼びます。
主に、一部の鉱山労働者は、指定された高速アクセスブロックを保存しない場合、他の鉱山労働者のブロックを訪問しなければならないため、ブロックを保存して開始ラインで負ける鉱夫よりも1ステップ遅くなります。ただし、ソリューションは非常に単純です。ストレージをブロックし、高速アクセスを維持します。この戦略が主流になった場合、鉱夫はブロックを保存して共有しなくなり、コンピューティング電源機器の継続的な最適化でそれを置き換え、競争の勝利に勝つために多くのエネルギーを消費します。最終結果は、ネットワークの実用性の大幅な減少になり、データは徐々に集中化されます。これは明らかにストレージネットワークの退化した出発です。
この問題を解決するために、Arweave 1.7バージョンが表示されました。
このバージョンの最大の機能は、RandomXと呼ばれるメカニズムの導入です。これは、GPUまたはASICデバイスで実行するのが非常に困難なハッシュフォーミュラです。これにより、マイナーはスタッキングGPUコンピューティングパワーを放棄し、一般的なCPUのみを使用してハッシュコンピューティング競争に参加させます。
Arweave 1.8/1.9：10 MIBトランザクションサイズとSQLライト
鉱夫にとっては、履歴ブロックにアクセスする能力があることを証明することに加えて、対処する必要がある、つまり、ユーザーが公開するために公開されたトランザクションに対処する必要があるより重要な問題があります。
すべての新しいユーザートランザクションデータは、パブリックチェーンの最小リクエストである新しいブロックにパッケージ化する必要があります。在arweave网络中、当一个用户向一个矿工提交一条交易数据时、这个矿工不仅会将数据打包进自己即将提交的区块中、还会将它分享给其它矿工、以此让所有矿工都能将このトランザクションデータは、提出されようとしているブロックに詰め込まれています。なぜ彼らはこれをするのですか？ここには少なくとも2つの理由があります。
・ブロックに含まれる各トランザクションデータがブロックの報酬を増加させるため、彼らは経済的にそれを行うように動機付けられています。トランザクションデータを互いに共有する鉱山労働者は、誰が外出する権利を勝ち取っても、最大の報酬を得ることができることを保証できます。
・ネットワーク開発を防ぐための死のスパイラル。ユーザーのトランザクションデータがブロックにパッケージ化されない場合、ユーザーはますます少なくなり、ネットワークがその価値を失い、マイナーの利点は少なくなります。
そのため、鉱山労働者は、この相互利益に対する自分の利益を最大化することを選択します。しかし、これにより、ネットワークスケーラビリティのボトルネックになっているデータ送信に問題が発生します。トランザクションが多いほど、ブロックが大きくなり、5.8 MIBのトランザクション制限は役割を果たしていません。したがって、Arweaveは、ハードフォークを介してトランザクションサイズを10 MIBに増加させ、したがって、ある程度の緩和を獲得しました。
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しかし、それでも、ボトルネックを送信する問題は解決されていません。Arweaveはグローバルで分散したマイナーネットワークであり、すべての鉱夫を同期する必要があります。また、各マイナーの速度接続が異なるため、ネットワークの平均接続速度が速くなります。ネットワークが2分ごとに新しいブロックを生成できるようにするために、接続速度では、この2分でアップロードするのに十分なデータを必要とします。ユーザーによってアップロードされたデータがネットワークの平均接続速度を超えた場合、混雑を引き起こし、ネットワークのユーティリティを減らします。これは、Arweave開発のつまずきのブロックになります。したがって、その後の1.9アップデートバージョンは、SQL Liteなどのインフラストラクチャを使用して、ネットワークのパフォーマンスを改善します。
Arweave 2.0：Spoa
2020年3月、Arweave 2.0の更新により、ネットワークに2つの重要な更新が導入されました。
最初のアップデートは簡単な証拠です。これは、メルケルの木の暗号化構造に基づいています。これにより、鉱夫は、単純なメルケルのツリーベースの圧縮ブランチパスを提供することにより、すべてのバイトをブロックに保存したことを証明できます。それがもたらす変更は、マイナーがブロックに1キブ未満の単純な証明を梱包するだけで、10 gibを持つ可能性のある回顧ブロックを梱包する必要がなくなるということです。
2番目の更新は「Format 2トランザクション」です。このバージョンは、トランザクションの形式を最適化します。「Format 1トランザクション」と比較して、トランザクションのモデルを同時にデータに追加する必要があり、「Format 2トランザクション」により、トランザクションヘッダーとデータ、つまり情報と情報とデータを分離できます。マイナーノード間のデータ共有伝送。レトロスペクティブブロックの簡潔な証明を除き、すべてのトランザクションはブロックにトランザクションヘッドを追加する必要があり、トランザクションデータは競合後にブロックに追加できます。これにより、マイナーノードのブロックでの取引中の送信要件が大幅に削減されます。
これらの更新の結果、それは過去よりも軽量で簡単にブロックを送信し、ネットワーク内の過剰な帯域幅を解放することです。この時点で、鉱山労働者はこれらの過剰な帯域幅を使用して、「フォーマット2トランザクション」のデータを送信します。これは、これらのデータが将来レトロスペクティブブロックになるためです。その結果、スケーラビリティの問題が解決されます。
Arweave 2.4：Spora
これまでのところ、Arweaveネットワークのすべての問題が解決されましたか？答えは明らかにそうではありません。別の問題は、新しいSPOAメカニズムから導き出されます。
GPUコンピューティングパワーを積み重ねるマイナーと同様のマイニング戦略が再び登場しました。今回はGPUスタックの集中コンピューティングパワーではありませんが、より中心的な主流戦略をもたらします。それは、ストレージプールにすばやくアクセスすることの出現です。すべての履歴ブロックは、これらのストレージプールにあります。アクセスプルーフがランダムなレトロスペクティブブロックを生成すると、鉱夫間の非常に速い速度で同期することができます。
これにはそれほど問題はないようですが、データはそのような戦略で十分なバックアップとストレージを取得する可能性があります。しかし、問題は、この戦略が鉱山労働者の焦点を微妙に変更することです。データストレージではなく、ハッシュ操作のワークロード証明書。この別の形の変性戦略ではありませんか？
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その結果、Arweaveは、データインデックスの反復、ウォレットリスト圧縮（ウォレットリスト）、トランザクションデータ移行のV1バージョンなど、いくつかの機能アップグレードを受けました。最後に、ランダムアクセスの単純な証明である、別の大規模バージョンの反復-Sporaを案内しました。
Sporaは本当にArweaveを新しい時代に紹介し、ハッシュコンピューティングからマイナーの注意をデータストレージに繰り返すメカニズムを渡しました。
では、ランダムアクセスの単純な証明の違いは何ですか？
最初に2つの前提条件があります。
・インデックス付きデータセット。バージョン2.1のインデックス機能のおかげで、グローバルオフセットを使用して、各データブロックがこのグローバルオフセットで迅速にアクセスできるように、織りネットワークの各データブロック（チャンク）をマークします。これにより、Sporaのコアメカニズム – データブロックの連続検索がもたらされます。ここに記載されているデータブロックは、大きなファイルが分割された後の最小データユニットであり、そのサイズが256 KIBであることを思い出させる価値があります。ブロックブロックの概念ではありません。
遅いハッシュ。このハッシュは、候補チャンクをランダムに選択するために使用されます。バージョン1.7で導入されたRandomXアルゴリズムのおかげで、マイナーはコンピューティングパワースタッキング方法を使用することはできず、CPUを計算にのみ使用することができます。
これらの2つの前提条件に基づいて、Sporaメカニズムには4つのステップがあります
最初のステップは、乱数を生成し、乱数とフロントブロック情報を使用して、ランダムなハッシュを生成することです。
2番目のステップは、このスローハッシュを使用して、単一のトレーシーバイト（データブロックのグローバルオフセットであるリコールバイト）を計算します。
3番目のステップでは、マイナーはこのトレースメントバイトを使用して、対応するデータブロックをストレージスペースから見つけます。マイナーがデータブロックを保存しない場合は、最初のステップに戻って再び開始します。
4番目のステップは、最初のステップを使用して、見つかったデータブロックを使用して高速ハッシュを生成することです。
5番目のステップでは、計算されたハッシュ結果が現在のマイニングの難易度よりも大きい場合、ブロックの掘削と分布が完了します。それどころか、最初のステップに戻って再び開始します。
したがって、これにより、鉱山労働者は、空から遠く離れたストレージプールではなく、非常に高速なバスを介してCPUに接続できるハードディスクにできるだけデータを保存するように促します。マイニング戦略を完了して、コンピューティングの向きからストレージの向きに逆転します。
Arweave 2.5：梱包とデータの急増
Sporaは、鉱夫が採掘効率を向上させる最低の果物であるため、データをクレイジーに保存し始めました。次に何が起こったのですか？
一部のスマートマイナーは、このメカニズムの下のボトルネックが実際にハードディスクドライブからデータを取得できることを認識しています。ハードディスクから取得されたデータブロックが多いほど、計算できる単純な証明が多いほど、実行できるハッシュ操作が増え、鉱山を掘る可能性が高くなります。
したがって、マイナーがハードディスクドライバーに10倍のコストを費やし、たとえば、より速い読み取り速度でSSDを使用してデータを保存する場合、マイナーのハッシュ能力は10倍高くなります。もちろん、これはGPUコンピューティングパワーと同様の武器競争にも表示されます。RAMドライバーなどのRAMドライブなどの高速ストレージフォームも、より速いトランスミッション速度で表示されます。しかし、これは完全に入力 – アウトプット比に依存します。
現在、ハッシュを生成する鉱山労働者の最速速度は、SSDハードディスクの読み取り速度であり、これはPOWモードと同様のエネルギー消費の下限を設定します。これは、より環境に優しいものです。
これは完璧ですか？もちろん違います。技術スタッフは、これに基づいてより良くできると考えています。
大量のデータをアップロードするために、Arweave 2.5がデータバンドルパッケージメカニズムを導入しました。これは真のプロトコルのアップグレードではありませんが、ネットワークのサイズが爆発する原因となったスケーラビリティ計画の重要な部分でした。最初に言及した1,000のトランザクションの上限を破るからです。データバンドバッグは、これらの1,000のトランザクションのいずれかを占めています。これにより、Arweave 2.6の基礎が築かれました。
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Arweave 2.6
Arweave 2.6は、Spora以来のメジャーバージョンのアップグレードです。以前の基準に基づいて、それはそのビジョンに向けて一歩を踏み出し、より分散型の鉱夫を促進するためにArweaveマイニングを採掘しています。
それの違いは何ですか？長さの長さのため、ここでは将来の簡単な紹介のみが、Arweave 2.6のメカニズム設計をより具体的に解釈します。
簡単な理解、Arweave 2.6は、Sporaの速度速度バージョンを導入しました。
・毎回マイニングハッシュが生成されます。
・マイナーは、採掘に参加するために保存したデータパーティションのインデックスを選択します。
・このマイニングハッシュインデックスと組み合わせて、鉱夫が選択した選択したデータパーティションでレトロスペクティブ範囲を生成できます。このレトロスペクティブ範囲に加えて、マイナーが十分なデータパーティションを保存する場合、レトロスペクティブ範囲2にランダムに再現されます。勝利の。これは、マイナーがデータパーティションの十分なコピーを保存するように促すのは非常に良いことです。
・マイナーは、レトロスペクティブ範囲内のデータブロックを1つずつテストします。
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これは、最大数のハッシュが1秒あたり生成されることを意味し、2.6バージョンは、通常の機械的ハードディスクの性能も処理できる範囲内でこの数量を制御します。これにより、SSDハードディスクドライバーの最大速度が1秒あたり数千万ハッシュまで、家具になり、1秒あたり数百ハッシュの速度で機械的なハードディスクとのみ競合することができます。これは、ランボルギーニの利点が大幅に制限されているランボルギーニとトヨタプリウスのようなものです。したがって、マイニングパフォーマンスへの最大の貢献は、データセットに保存されている鉱夫の数です。
上記は、Arweaveの開発プロセスにおけるいくつかの重要な反復マイルストーンです。POAからSpoa、Spora、Arweave 2.6 Spora、それは常に元のビジョンに従います。2023年12月26日、Arweaveはホワイトペーパーバージョン2.7を正式にリリースしました。これは、これらのメカニズムに基づいて、単純な複製証明書を胞子にするコンセンサスメカニズムを進化させるために多くの調整を行いました。
