什么是永存网络?

新手Nov 21, 2022
永存网络 (Permaweb) 提供一种新方式来存储、发送和共享 Arweave 网络上托管在区块纺 (Blockweave) 协议中的诸多文档和应用程序。
什么是永存网络?

前言

互联网和 Web 1.0 的创建彻底改变了我们与在世界各地的同伴之间交流和共享信息的方式。互联网创建于 1960 年代,主要用于冷战期间军事信息的发送,随后在 1969 年缔造了发送第一封电子邮件的里程碑。在此期间的互联网相当原始,通过被称为 HTTP 的协议显示静态页面,今日的互联网仍继续采用 HTTP 协议。

1992 年,提姆·柏内兹-李(Tim Berners-Lee)创建了 Web 1.0。事实上,Web 1.0 和我们目前所知的互联网非常相似,差别仅在于其向用户显示信息的技术是静态页面,而今日的互联网则是更具交互性的动态呈现。

起初,互联网的目的是为所有人服务,而且是去中心化,不受组织或政府的控制。然而,由于大公司通过基础设施和互联网改进的投资垄断了互联网,使得随时、自由获取信息的目标变得不再可行。

在这样的背景下,永存网络试图通过区块链的技术来解决这些问题。区块链是一系列包含信息、交易和数据的区块验证,这些区块与许多网络上先前的其他区块连接,当这些区块经过验证后就无法被任意窜改。在本文中,我们将看到永存网络与当前的互联网相比在整体上有哪些差异,以及关于 Arweave 网络计划的实施和优势等细节。

永存网络与目前网络的区别

要了解永存网络,需要了解当前的互联网到底长什么样子,以及它与永存网络的不同之处。除了一般的概念外,我们可以进一步划分永存网络与现今互联网不同的几个要点,并且关注永存网络所欲解决的问题:经济关系、信息存储问题及信息的永久性。

数据共享且内容审查去中心化

第一个使永存网络创新的基础概念是基于成为全球化、不可变和集中式存储网络。永存网络由使用它的人维护和拥有。数据共享的原则是去中心化的,并且由用户自己的自由空间提供支持。此外,永存网络名副其实,任何内容一经发布,就会永久地保存在网络上。为了避免上传恶意文件或数据等滥用永存网络的行为,社群用户组成民主管理者,将内容政策和监管权移交到使用者手中。

服务端更加去中心化,用户掌握数据主权

当前的网络由数百万台服务器和超级计算机支持,它们接收来自用户的信息,并以其所存储的数据或资讯给予回应。当用户试图访问网站时,用户的信息会通过网络中多层发送直到抵达这些服务端,它们会在收到信息后对数据进行加载并向用户显示所需的页面。

这样的超级计算机并不便宜,就连存放它们的巨大仓库也不是免费的。通常来说,当前的互联网大公司如 Google、Amazon和 Facebook 等,会维持这些服务器处在开机状态,并且不断改良使其性能更强大、速度更快。所有的这一切都是需要付出成本的,而这些公司是通过出售用户的数据和个人信息来获得收入。

在永存网络中,通常存储在这些服务器上的数据会被分配给数百人,他们将硬盘驱动器作为永存网络的服务器。这种情况下可以降低建构网络的成本,避免大公司滥用使用者的个人数据,并且让信息的共享更加透明和去中心化。由于政府和组织只需要封锁一个集中式服务器就能限制其所包含的任何信息,让信息被分布式地储存在多个硬盘驱动器中便可以避免审查。使用永存网络,信息将无处不在,几乎不可能被阻挡。

维持网路服务成本及激励方式差异

如先前所述,维持互联网运行不是免费的,这甚至算不上是廉价的事情。大公司、市场领导者,甚至政府部门,都愿意为这个系统付费,以换取用户的个人信息,而这些信息又可以转化为收入。对他们来说这笔交易其实很简单也很划算:用户可以访问网络上的所有信息,作为代价用户将失去隐私和匿名性。

此外,网站创建者向这些公司支付费用以将网站上线。通常他们支付的价格包含了不太可能完全使用掉的超额服务器空间。为了使用一项服务而支付了许多费用,但未必有如此高的实际需求。另一方面,存取该网站服务的用户数据被悄悄地收集,在未经使用者适当同意的情况下出卖其隐私以当作货币使用。

现在想象一下这个情景:您想存储数据,且想要支付一次费用后即可确保该数据被永久存储,而这个数据将可从任何地方访问,无论过程中经历了多少次服务器共享或传输,它都将与原始数据相同。或者是另一种情况:您的硬盘驱动器上有额外的空间,您并不介意让这些多出来的空间与其他网络使用者共享从而换取报酬,如果可以实现的话这不是很有趣吗?

这正是永存网络所提出的理念。数据共享和存储需要占用记忆体,记忆体可作为一则信息被保存、交换或是访问所需使用的空间。目前,数据的共享和存储过程是通过大公司资助的中心化服务器来完成。但就像 Uber 和 Airbnb 创建的共享经济模型一样,通过永存网,可以使用其他网络用户提供的空间来存储数据。这个系统系基于一个称作区块纺(Blockweave)的平台,旨在以经济高效的方式提供可扩展的链上存储。随着系统中存储数据量的增加,区块纺达成共识所需的哈希量会减少,从而降低每单位的数据存储成本。

除了降低数据存储的成本外,根据协议原生代币(AR)的分配情况,用户会有经济诱因提供他们的硬盘驱动器空间和参与挖矿。在撰写本文时,AR 代币的价格约为 13 美元。这种奖励模式持续地推动此系统,并且激励用户维持永存网络的运行,从而提供去中心化、低维护成本的数据共享网络。

信息自由

目前,我们发现 URL 的超链接内容在短期内以临时化的方式良好运作,但是当拥有数百个新的网站时,所有网站都在发布和更新内容,事情就开始发生了变化。人们开始引用一则信息并连接到其他参考信息。这就是 URL 超链接架构很快崩溃的原因,在某个时间点,用户可以访问大量数据,例如诉讼文件、新闻文章和相关主题的其他讨论内容,这些数据在整个网络上相互关联。但几年后,同一篇文章被转移了、网站被删除不复存在。所以现在我们遇到了这样的一种情况,这些庞大的知识体系都是自我参照的,一旦与之相关的链接被破坏后,信息就不再那么容易访问,至少不是与第一次访问时所采用的方式相同。

这就是当今的网络所发生的事情。当信息变得过时或人们不再有兴趣访问它时,这些信息丢失的可能性是相当高的。这意味着当前网络中永久存在的信息受到社群先前可用内容的更改和操纵(甚至删除)影响。政治话语、历史文献和科学文章可能会在某个时间出现,而在另一个时间点则被删除、丢失或从网络中所有人都可以访问的公开区域被转移到仅限少数人阅览的区域。大型组织和政府对信息在政治及经济上的控制,很大程度促成了这种普遍现象。

为了克服这个问题,永存网络让所有的信息存储于其中后就可以随时随地访问,无论施加多少的审查都无法阻止信息的可及性。

永存网络技术概念

Arweave 项目是基于一些技术如区块纺(Blockweaves)和访问证明(Proof of Access)的实现来解决当前互联网的问题。 Arweave 的区块纺工作方式与传统的区块链网络系统非常相似。然而,在区块链中,一个区块只连接到前一个区块和下一个区块。在区块纺中,链中的每个区块通过两个历史区块连接到它的下一个区块,这两个历史区块分别是前一个区块和另一个随机的历史区块,又称作召回区块(recall block)。

至此引入了访问证明的概念,矿工若要挖出一个新区块,就需要对召回区块拥有访问证明,然后才能将新的区块添加到链上。通过这种方式,访问证明确保矿工为了获得挖矿奖励必须去访问其他旧数据,从而使区块纺中链状架构的数据得以长期存储。因此,Arweave 创建了一个能使已存储数据不会被窜改、删除或遗忘的地方,并且可以通过永存网络轻松访问。

区块纺通过矿工来维护,他们将硬盘空间分配给永存网络,以进行数据传输或创建。作为回报,Arweave 给予矿工 AR 代币的奖励。这种独特的共识机制,加上 AR 代币奖励方式、访问证明的概念和区块纺架构,成为了 Arweave 项目运营的基石,从而创造一种可靠、永久和去中心化的存储方式。

在这种情况下永存网络将成为基于 Arweave 机制的基础层之一运作。它充当区块纺和 Arweave 的出入口,是我们在访问浏览器、页面和内容时所看到的部分。永存网络是建立在 Arweave 硬盘上的一个协议层,就像是 HTTP 是互联网的协议一般,它本身是建立在 TCP/IP 之上的。

永存网络中的所有内容都是永久性的,能够快速地存取和去中心化,并且永远无法窜改数据,即便是发布者也无法修改。任何更改实际上都会创建一个新区块,而不是删除原始区块。因此只要协议继续维持运作,就可以通过一些附加工具和普通的浏览器访问页面、内容以及各种应用程序。

匿名性也是一个关键因素。在永存网络上发布的所有内容都可以匿名完成,无需共享个人或位置数据。一切都通过钱包签名,且可以追溯起源。考量到所有的内容都可以永久匿名发布,这一切看起来似乎很危险,但社群可以组织一个由管理者和监视者组成的团队,负责执行永存网络中内容的分析。这种分析可以由一系列基于内容政策的工具加以支持,来确保永存网络不会被滥用或充满非法信息,就如同 Airweave 协议中其所描述的愿景。

考虑到所有的优点和特点,可以想象这种模型的成本将高得吓人。然而 Arweave 服务的收费结构也是其一项特点。在目前云端服务的商业模式中,用户支付月费或年费以将数据存储在云端数据库是很常见的,随着时间的推移用户的成本也会累积增加。

在 Arweave 称作存储基金(Storage Endowment)的模型中,用户只需要预先支付一笔款项,这笔款项将存入一个捐赠基金,用户可以用该捐赠基金的利息来支付存储成本。这怎么可能做到呢?因为随着技术的进步,存储的成本会逐渐降低。近年来,存储数据的平均成本是每年下降大约 30%,这使得预付款更接近于投资而非费用本身。 Arweave 做的事情是估算往后 200 年的存储数据成本,并且抓取一个安全边际值,因此计算出的存储成本每年下降幅度仅为 0.5% 而不是 30%,在撰写本文时大约是每 GB 存储空间 3 美元的价格。存储基金的其中一部分会用于存储捐赠,另一部分则用于奖励节点。

同样地,为了保持去中心化,在 Arweave 上进行的所有付款都是通过原生代币 AR 进行的。这可以鼓励挖掘新数据,并且创建可永续运行的代币生态系统,以及避免因为 Arweave 被收购而失效。

永存网络在多个领域都可以被应用。对于个人而言,可以拿来存放照片和其他家庭的回忆,确保这些珍贵的数据得以流传下去。对于公司而言,可以存储法律文件与合同,而无需担心任何一方进行修改。对于大学和学术机构而言,论文、评论和其他出版物将永远可供同行和公众使用,从而使科学与知识的传播更容易取得且更加安全。

Arweave、Filecoin 和 Sia 之间的差异

尽管 Arweave 为去中心化存储领域带来了巨大的创新,但必须了解到它并非加密货币领域中最古老、也不是唯一的去中心化存储协议。说到 Arweave 的其他竞争对手,可以稍微谈谈 Filecoin 和 Sia Network 这两个项目。

Filecoin 的运作方式与 Arweave 项目大致相同,在 Filecoin 区块链上提供多余的存储空间可以换取代币奖励,从而增加会员资格并取得更高的存储容量。 Filecoin 区块链也能用作搭建去中心化应用程序(dApps)的基础设施,像是 Web3.Storage。通过存储证明(Proof of Storage)共识算法,Filecoin 区块链网络可以保证数据得到维护。该算法使用户不仅可以确定 Filecoin 矿工声称的存储信息能够访问,也能确保这些数据将持续地被维护。

尽管与 Arweave 有许多相似之处,但 Filecoin 未能成为一个完善的项目,主要是其存储成本仍然高于中心化的存储方式,导致缺乏竞争力。此外,目前 Filecoin 的运作模式是不可持续的,因为缺乏对存储数据的重要性和有效性的验证,这会鼓励用户存储没有用途的数据,创造出人们对服务需求增加的假象。

至于在 Sia Network 项目中,不支持永久地购买存储,而是租用 Sia 区块链上的存储和托管模型。通过智能合约,承租的用户决定存储的使用容量和时间,以及区块链上主机与承租用户之间的关系等其他细节。就其代币经济学而言,原生代币 SC 没有固定的最大供给量。目前 SC 代币的总量和流通供给量均为 510 亿枚,市场上的交易价格为 0.004 美元。

Sia Network 正在开发一种燃烧证明(proof of burn)机制,目的是让节点证明用户是活跃和真实的区块链网络参与者。节点必须烧掉其持有 SC 代币数量的 4%,这会减少 SC 代币的循环供给。然而 SC 代币的总量仍然会持续通膨增加,因为 SC 代币会被分配给 Sia 基金的拥有者。

总结

在本文中,我们解释了 Arweave 项目所提出称为永存网络的一项新技术——一个去中心化、经过加密验证,建立在称为区块纺的新型区块存储技术和挖掘算法上的档案网络。区块纺技术能够扩展至传统区块链系统所无法达到的规模,以搭建一个全新的信息存储和共享系统。
为了提出具有更高成本效益、安全性和数据保护的去中心化数据存储网络,Arweave 这个项目已经在科技上带来了重大的发展和投资。即使最后未能真正成为永存网络,像 Arweave 这样提出一个现代化、不可窜改、更优秀和人人可及的亚历山大图书馆,也是互联网发展历程中的一项重大里程碑。这一切都将回归到最初互联网诞生时的伟大初衷:成为去中心化和可扩展的信息共享网络,来者不拒也随时可用。

作者: Gabriel
译者: Piccolo
文章审校: Hugo
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