AR :从云存储到超级计算机

Frontier Lab 中文
18 min readMay 13, 2024

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引言

Arweave是一个去中心化的数据存储协议,旨在通过其独特的访问证明机制和代币经济模型来优化长期永久存储。近期,Arweave推出了全新的产品Arweave AO,这个产品完全改变了Arweave的发展方向,从以去中心化存储为主要技术核心升级到以并行计算为技术核心,其已经转变为一个以去中心化存储为基础的全球性并行计算机。

项目信息

基础信息

网站:https://arweave.org/

推特:https://twitter.com/ArweaveEco(粉丝9.55万)

TG:https://t.me/s/arweaveannouncements?before=108

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

上线时间:代币于2018年上线

项目团队

Sam Williams: 创始人&CEO。2014年,Sam以计算机科学一级荣誉理学士(BSc Hons)的成绩毕业后,在肯特大学攻读计算机科学专业博士,兼任肯特大学助理讲师。曾任职于Minespider、Loki 基金会。Sam在分散式系统设计和实施方面具有丰富的经验,他之前曾经开发了一个名为HydrOS 的操作系统。Sam的研究重点是分布式系统及其可扩展性。Williams被任命为 Minespider 的顾问,并且还担任了 Tech- stars加速器项目的导师。

William Jones : 首席技术开发。Jones拥有肯特大学计算机科学博士学位,并且担任肯特大学助理讲师。

India Raybould: 首席协调官。负责协调公司,帮助团队提供卓越的服务和产品。

Sebastian Campos Groth: 首席运营官。负责运营Arweave的产品推广以及社区构建。

Lan Foley: 企业发展主管,他参加了加州大学伯克利分校扩展课程。

从创始人Sam的履历可以看出其一直深耕分布式计算领域和操作系统的开发,这为AO的推出奠定了强大的技术基础。

顾问团队

Jerremy Epstein: Never Stop Marketing 首席执行官,20 年的国际营销经验,专注于让创新技术成为主流。IOTA 和其他相关加密货币项目前顾问。

Jesper Noehr:Bitbucket 创始人。

Bruno Meireles de Sousa:拥有 20 年的全球创业场景经验的顾问和熟练的商业领袖。

Julian Lenz:连续创业者(营销和技术公司),天使投资人,加密投资人和 Techstars导师。

Rob Johnson: Techstars 导师,Techstars Berlin 董事总经理;创客学院联合创始人。

Fabian Dudek: Techstars 导师、企业家和投资者;Nestpick 的前任 CEO 和创始人。

Christian Eggert: Techstars 导师,技术企业家和产品顾问。

AR的顾问团队区别于其他区块链项目,顾问的主要从业经验均集中于创业领域和天使投资领域,他们为AR在商业趋势的把握上起到了关键作用,这使得AR每次都能快速切合市场热点。

融资情况

Arweave已通过三轮融资筹集约2700万美元。

  • 种子轮:2018年6月,Arrington XRP Capita、1kx、Bixin Ventures、One Block Capital和a16z crypto投资此轮,金额为870万美元。
  • A轮:2019年11月,1kx、Andreessen Horowitz、Union Square Ventures、Multicoin Capitala16z crypto投资此轮,金额为1000万美元。
  • B轮:2020年3月,Coinbase VenturesAndreessen Horowitz、Union Square Ventures、1kx 和 a16z crypto投资此轮,金额为830万美元。

其中 a16z crypto、Coinbase Ventures和Multicoin Capital是Crypto行业内顶级的投资机构,其中 a16z crypto更是全程参与了Arweave所有的三轮融资,更可以看出机构对Arweave未来的看好。

开发实力

2018年Arweave立项,由创始人Sam Williams创立。Arweave技术更迭比较频繁,白皮书更是经过17次改动,项目发展的关键事件如表所示:

从Arweave的技术路线图来看,Arweave经过多次的升级,Arweave团队都能够做到及时的成果交付,可以看出以Sam Williams和William Jones领衔的技术开发团队的实力强劲。这为Arweave AO主网的启动打下坚实的基础,同时将Arweave从去中心化存储项目演变为世界性并行计算机的愿景带入现实。

运行模式

Arweave通过blockweave、permaweb和SPoRA共识机制,实现了数据的永久存储和高效检索。

在Arweave AO发布之后,其去中心化存储的业务现在已经成为了其运营的一个底层逻辑,Arweave AO是建立在Arweave的基础之上的一个规范消息传递与数据处理的通信协议。Arweave AO的核心目标旨在通过信息传递实现网络内不同角色的协作,从而实现一个性能可无限叠加的计算层,最终使得 Arweave能够在去中心化信任环境下拥有中心化云级别的速度、可伸缩的计算能力及具备可扩展性。

Arweave AO的工作流程是:通过消息传递的方式实现用户或其他进程的请求处理。当用户或其他进程向某个进程发送请求时,消息单元(MU)接收并将消息转发给调度单元(SU)。调度单元(SU)为消息分配一个原子递增的槽编号,并确保消息被上传到Arweave。在此过程中调度单元(SU)也可以选择缓存消息,以提高系统的响应速度和效率。与此同时消息单元(MU)向计算单元(CU)发送请求,以获取消息的计 算结果。计算单元(CU)会从调度单元(SU)或直接从Arweave获取所需的消息,并进行计算处理,最终将计算结果发送回消息单元(MU)。在这一过程中,消息单元(MU)会检查消息是否需要被推送,如果需要,将结果发送给消息的原始创建者,即用户或其他进程,如图1–6–1所示。

图1-6-1 Arweave网络运行示意图

特别需要注意的是:Arweave AO的功能是对可验证的数据状态进行呈现,最终可验证性问题是由Arweave 上的共识数据保障的。Arweave AO节点中的数据并不需要计算才能达到共识状态,理论上,只要相关数据被存储在Arweave 网络之上,则每一步状态变动都必须被记录,因此,更准确的来说,Arweave AO上的数据不需要计算就能写入网络,计算也只是数据变动的一部分。

综上所述,Arweave在发布了Arweave AO之后,Arweave的项目叙事就从Depin中的去中心化存储变为了公链。Arweave AO通过采用Actor模型,通过MU、SU和CU的协作,将各个进程的全息状态储存至Arweave主网上,为Arweave提供了无限计算资源,使Arweave变成一条高性能的并行公链。

Arweave AO的组件介绍

  1. 进程:进程是网络中的计算单位,通常由存储在Arweave上的交互日志组成,其中包含信息数据项。初始化进程时,需要定义计算环境,包括虚拟机、调度器、内存和必要的扩展。进程的状态通过满足需求的计算单元进行运算,并获得共识。除了从用户钱包接收消息外,进程还通过信使单元从其他进程接收消息。进程的开发者可以自由选择如何确定这些消息的可信度。
  2. 消息:Arweave AO中每次与进程的交互都由消息表示。从根本上讲,消息是符合ANS-104标准的数据项。用户和进程可以通过调度单元向网络中的其他进程发送消息。消息的语义定义处于UDP和TCP之间:保证只发送一次,但如果消息从未被信使单元转发,或者接收方从未实际处理它,那就相当于该消息从未发生。
  3. 调度单元(SUs):调度单元(SUs)负责为发送给进程的信息分配原子递增时隙编号,类似于以太坊的nonce。分配后,调度器需要确保数据上传到Arweave,从而永久地供其他人访问。进程可以自由选择其首选的排序器,可以是去中心化的、中心化的,甚至是用户托管的。
  4. 计算单元(CUs):计算单元(CUs)是计算进程状态的节点,其输入使用了用户和信使单元提供的信息。调度单元只会对进程消息进行排序,需要额外的计算单元进行进程的状态计算。这创建了一个点对点的计算市场,在这个市场上,计算单元提供计算进程状态的服务,并相互竞争。一旦状态计算完成,计算单元将向调用者返回一个附带签名的输出证明。计算单元也可能生成并发布签名的状态证明,其他节点可以选择加载这些证明。
  5. 信使单元(MUs):信使单元(MUs)负责在ao网络中传递消息,这些消息通过一个称为Cranking的过程进行传递。当信使单元在系统中处理一条消息时,它们会将信息发送到合适的SU进行处理,信息被SU交付给CU计算输出再返回SU,信使单元不断重复这一过程。用户和进程也可以支付费用给MU来订阅一个进程,处理由其定时计划任务交互产生的任意消息。
图1-7-1 Arweave AO工作原理示意图

自2024年2月27日上了测试网之后,在测试网上已经进行了5711万次交易,对测试网的留言已经到了5670万,Arweave AO中的进程已经达到了52176个,模型是250个。通过以上数据,可以看出Arweave AO测试网自启动以来非常活跃,仅两个月的时间里交互次数就达到了5711万,也反映出Arweave AO强大的计算能力。目前测试网正在继续当中,并没有关于Arweave AO测试网的BUG传出。

官方预计在2024年底之前会开启Arweave AO的主网。

图1-7-2 Arweave AO测试网运行数据(数据来源:https://viewblock.io/ao/txs)

Arweave通过增加了Arweave AO将项目叙事变为了公链,从而根据Arweave AO的特性可以看出Arweave现在更加适合Defi、对交易费用敏感并且需要频繁交互的项目比如Gamefi和SocialFi、AI中的算法和模型赛道的项目。

与同赛道项目相比的创新

从发布Arweave AO之后Arweave的项目叙事已经发生了改变,已经从原先的去中心化存储项目变为了想要成为世界性并行计算机,从而也可以理解为Arweave现在最主要干的就是一个公链,从而Arweave已经改变了赛道,不再是去中心化存储赛道而是公链的赛道,其竞争对手也变为了以太坊、Solana等公链项目。

  1. 超强的包容性:Arweave AO通过引入了SCP范式,可以把SCP想象一个永不停止的图灵纸带机,SCP负责将数据上传至区块链,而状态机的功能是由Arweave AO来提供,每一次的状态变动都可以存储在 Arweave 之上,再由Arweave的节点对数据进行验证达到共识。从而这样就可以包容不仅Arweave网络上的 Warp 等智能合约,EVM 等机制的智能合约也可以插入Arweave AO网络,只需要保持数据的格式一致性即可。
  2. 超并行计算能力:在Arweave AO中,任意数量的进程都可以实现并行计算,并且应用程序是由任意数量的通信进程构建而成的。Arweave AO内给每个进程都有全息状态,所以不允许进程之间共享内存,但允许它们通过本地消息传递标准进行通信。这种设计使得每个进程都可以充分利用可用的计算资源,而不会相互干扰。
  3. 永久存储:Arweave的主要竞争对手以太坊虽然刚刚经历了坎昆升级,通过引入Bolb,将费用大幅度降低,但是Bolb根据设计只能是保存一个月,在一个月后将会自动删除。Arweave采用了一种称为区块纺的类区块链新型数据结构,旨在以可持续的方式提供可扩展的永久链上数据存储。
  4. 无限计算资源:Arweave AO的无限计算资源主要体现在其能够支持并行运行任意数量的进程,并且这些进程可以无限制地利用计算资源。具体来说,AO允许在一个去中心化的环境中,通过Arweave网络来托管这些并行进程,而不受进程大小或形式的限制。这种设计使得AO能够处理大量数据和执行复杂的计算任务,同时保持高度的灵活性和可扩展性。通过官方对Arweave AO的介绍来看,足以运行AI的大语言模型。
  5. 自动化合约:在传统的智能合约环境(如以太坊、Solana、Polygon 等)中,合约必须在用户交易的请求下,才能”唤醒”以执行计算。在此环境中,除非用户与其交互,否则程序不会“活跃”,从而减少了可以在其上构建的应用程序的范围。Arweave AO通过允许合约通过计划任务来消除这一限制,这些交互可以在设定的间隔时间自动唤醒并执行计算。任何用户,或者进程本身,都可以支付费用给一个节点来“订阅”一个进程,从而以适当的频率来触发计算。

综上所述,Arweave在发布Arweave AO之后将其项目的基本叙事进行了改变,凭借其原有的去中心化存储业务为底层,加上Arweave AO巧妙的设计,使得Arweave现在成为了一条拥有低廉的费用、高速的计算能力、对数据实现永久存储和对合约部署和状态实施非常友好的公链,使Arweave在公链的竞争中获得了很大的优势。

项目模型

业务模型

由于Arweave现在的基本叙事已经由去中心化存储转变为了公链,但同时还拥有去中心化存储的功能,所以Arweave经济模型由4者角色组成:

  • 矿工:Arweave的矿工是网络的维护者和存储空间的提供者。矿工通过遵守SPoRA共识机制来起到保护Arweave网络安全的作用,矿工的关键成功因素在于硬件设备存储空间是否足够大并且尽可能多的保存数据,因为只有存储越多的数据在挖矿的过程中挖到区块的概率越大。
  • 应用开发者:因为Arweave在推出Arweave AO之后的叙事已经变为了公链项目,所以对于公链项目来说至关重要的是生态中有足够多的项目和用户来参与,根据Arweave AO特点可以分析出,Arweave现在更加适合Defi、对交易费用敏感并且需要频繁交互的项目比如Gamefi和SocialFi、AI中的算法和模型赛道的项目。
  • 区块链应用用户:用户在Arweave网络上支付的Gas费是Arweave之后的主要收入来源之一。
  • 存储用户:Arweave凭借其永久存储、存储费用低廉等优势仍然会吸引一些对存储自己数据有真实需求的用户。存储用户支付的存储费用也是矿工和Arweave的主要收入来源之一。

从以上分析可以看出Arweave的收入是:

  • 应用开发者和存储用户支付的Gas费。
  • 存储费用(扣除给矿工的奖励)。

代币模型

根据白皮书显示:AR 总量 6600 万,创世区块产生 5500万代币,这5500万分配给团队,预售,ICO 以及投资机构, 1100万通过挖矿产出,2018年6月主网上线,第一年挖出 550 万,以后每年减半,从2021年6月开始,每年挖出的代币数量为68.75万,现在AR的流通量为65454185枚,流通率为99.17%。

创世区块的5500万代币分配如下:

代币的赋能

根据白皮书显示,AR在Arweave中的用途如下:

  1. 矿工奖励:网络中的矿工获得用于挖掘新区块的AR代币,这要求他们存储和提供数据。一个钱包所有者可能既是用户又是矿工。
  2. 交易费用:在区块上进行交易的用户将必须以AR代币支付交易费用。
  3. 参与治理:持有AR代币可以参与项目的治理。

AR的价值判定

根据白皮书介绍,在Arweave网络中,AR不存在集中销毁或者定期销毁的场景。

对AR的赋能较少是Arweave项目的一个显著缺点,在其设计中并没有加入质押机制,从而减少了对AR代币锁定来增加项目价值这一个关键点,并且现在AR代币流通率为99.17%,近乎于全流通,所以对AR代币更多的价值增加是来自Arweave项目的本身价值,近两个月内AR代币涨幅达到了350%是因为Arweave推出了Arweave AO之后变成了一条公链,从而增加Arweave项目本身的价值天花板,同时又拥有了当下许多公链不具备的宏大叙事,从而市场对Arweave进行了重新的定价。

AR之后的走势还是更多的通过Arweave AO测试网效果是否能达到宣传的预期、生态内部的发展以及Arweave AO主网是否能上线等Arweave项目的基本面因素来决定。

代币价格表现

根据Coingecko统计数据,AR自2023年5月近一年以来,价格已经上涨超过11倍(最低点3.78美元,最高点43.54美元),主要交易场所为Binance,OKX,HTX等一线交易所,并且市场预期于今年2–3季度会在Coinbase上市。当前市值为:24.8857亿美元。

AR的日交易量1.41亿美元,其流通市值约为24.88亿美元,日换手率只有5.6%,属于偏低水平。

项目数据分析

合同签订数量

图3–1–1 Arweave存储业务合同签订数量统计数据来源:https://viewblock.io/arweave/stat/contractCount?time=month

由图3–1–1可以看出,Arweave的业务规模一直是处于上升态势。

数据存储费用

图3–1–2 Arweave存储业务日收入统计图数据来源:https://viewblock.io/arweave/stat/dataFee?time=month

可以看出虽然近两个月Arweave的数据存储费用收入波动较大,但是仍然处于历史的高位,从侧面反映出Arweave的存储业务正在蓬勃发展。

项目风险

  1. AR代币除作为Arweave的治理代币外,还用于矿工的奖励和存储费用的支付。虽然存储保险基金机制是收取了用户200年的存储费用,在矿工挖矿成本大于挖矿收入时补贴给矿工在一定程度上能够达到对一定代币的锁仓机制,但是由于现在Arweave的存储任务还是相对较少,所以此项设计对代币的流通影响较小,代币经济学中并没有AR代币质押的设计,所以不利于代币价格的提升。
  2. 虽然Arweave在发布Arweave AO之后产生了一定的轰动效果,使市场对其进行了重新的定价,但是目前Arweave AO仍处于测试网阶段,主网上线后的效果还未知。Arweave AO是否像宣传的那样功能强大,从现在来看还存在诸多不确定性。

总结

首先Arweave是一个去中心化的数据存储协议,旨在通过其独特的访问证明机制和代币经济模型来优化长期永久存储。其作为去中心化的云存储项目首创了一次性付费、永久性存储、SPoRA共识机制,让Arweave达到了低成本的永久性存储,其费用远低于同赛道的Filcoin等存储项目。其次Arweave的新产品Arweave AO上线改变了Arweave的基本叙事层面,将Arweave的主要叙事从去中心化存储变成了公链,并且Arweave AO具有低廉的费用、高速的计算能力、对数据实现永久存储和对合约部署和状态实施非常友好的优势,使Arweave在公链的竞争中获得了很大的优势。

Arweave本身的代币经济学过于简单,虽然现在代币基本处于全流通的状态,但是没有一套很好的质押机制,导致了代币的流通性很大,从而间接造成了对代币价格上涨的不利影响。虽然Arweave本身也有存储保险基金机制,但是由于现在Arweave的存储任务还是相对较少,所以对代币的锁仓影响较小。并且Arweave AO上测试网时间并不长,其具体效果有待观察。

总而言之,Arweave项目本身通过其独特的技术架构和技术产品,彻底改变了数据存储和访问的方式,使其在去中心化存储赛道中占据了一定的优势。并且现在又有Arweave AO的加持,如果其真能全部实现,那Arweave在公链赛道中也会占有绝对的技术优势。

参考资料

技术详解 AO 超并行计算机

arweave第十七版白皮书

ao 计算机的协议规范 — — PermaDAO 译版

AO 共识与全息态

从存储过去到计算未来:AO 超并行计算机

生态初见雏形,广受关注的超并行计算机 Arweave AO 发布一个月后有哪些看点?

AO 的未来 — 无限可扩展的应用共识交互系统,Arweave 创始人 Sam & EverVision 创始人 Outprog 对谈实录

AO — — 你无法想象的超并行计算机

一文读懂 Arweave 的共识机制迭代历程

Arweave 研究报告

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