一文详解 Arweave：一次支付，数据永存

撰文：链茶馆

1. 项目简介

Arweave 是一个去中心化的数据存储解决方案，通过其区块编织（Blockweave）技术和原生加密货币 AR 代币，提供永久且不可变的数据存储服务。用户可以支付一次性费用，以永久存储数据，并通过贡献未使用的存储空间来获得奖励。

作为一个帮助任何人永久存储数据的工具，Arweave 通过将信息分布在一个称为节点或矿工的计算机网络中来工作。这种方式与传统互联网不同，因为今天的互联网由少数公司的服务器控制，这些服务器可能会随时瘫痪或悄悄地改变内容。

Arweave 通过一个广泛的节点网络为一个平行的互联网（称为 Permaweb）提供服务。所有这些节点通过长时间提供现有数据存储，并根据客户要求存储新数据的方式来赚钱。Arweave 使用其原生加密货币 AR 来运行服务，当人们花费代币来存储数据时，会支付 AR 给矿工，并将一部分 AR 储存在一个捐赠基金中，以保证无限的永久存储。

2. 工作原理

Arweave 通过一种名为区块编织（Blockweave）的创新数据结构运行，该结构将每个区块链接到前一个区块和一个历史区块（回忆区块）。矿工在添加新区块之前，必须提供访问证明（Proof of Access, PoA），以确保所有数据的完整性和不可变性。用户只需支付一次性费用，即可永久存储数据，费用的一部分用于初始存储成本，另一部分进入捐赠基金用于未来的存储费用。随机访问的简洁证明（Spora）进一步提升了网络的效率和安全性。捆绑技术（Bundling）则通过将多个交易合并成一个大交易，提高了数据上传的效率和网络性能。通过这些机制，Arweave 实现了一个去中心化的、永久的数据存储网络。

3. 核心机制

3.1 区块编织（Blockweave）

区块编织（Blockweave）是 Arweave 的核心数据结构，改进了传统区块链的设计，实现了高效、可靠和永久的数据存储。以下是对区块编织的详细分析：

3.1.1 基本结构

区块编织与传统区块链的主要区别在于其链接结构。传统区块链每个区块只链接到前一个区块，而区块编织中的每个区块不仅链接到前一个区块（父区块），还链接到一个历史区块（回忆区块）。这种双重链接结构增加了数据存储的冗余性和安全性。

• 父区块：与传统区块链一样，区块编织中的每个区块都链接到其直接前一个区块，形成基本的链式结构。

• 回忆区块：每个区块还链接到一个随机选择的历史区块，这个链接是随机的，目的是为了增加数据的冗余性和访问性。

3.1.2 数据验证过程

在区块编织中，矿工在生成新区块之前，需要验证一个随机选择的历史区块。这种验证机制被称为访问证明（Proof of Access, PoA）。PoA 确保了所有存储的数据块都能被访问和验证，矿工为了增加获得挖矿奖励的机会，会存储更多的历史数据块，从而增加了数据的冗余度。

• 随机选择：通过随机选择历史区块进行验证，确保了矿工无法预见需要验证的具体数据块，从而必须存储大量历史数据。

• 数据完整性：这种机制确保了数据的完整性和不可篡改性，增加了数据的安全性。

3.1.3 数据存储的冗余性

区块编织的双重链接结构大大增加了数据的冗余性。由于每个区块都链接到多个区块，即使某些节点失效或丢失数据，其他节点仍然可以通过冗余链接恢复数据。这种设计提高了数据的持久性和抗故障能力。

• 多重链接：通过父区块和回忆区块的双重链接，数据在网络中的存储具有高度冗余性。

• 数据恢复：在节点失效或数据丢失的情况下，其他节点可以利用冗余链接恢复数据，确保数据的高可用性。

3.1.4 区块编织的构建和挖矿

矿工在 Arweave 网络中通过生成新区块来获得奖励。为了生成新区块，矿工必须能够访问并验证指定的历史区块。这种机制激励矿工存储更多的历史数据，提高了网络的整体数据存储量和安全性。

• 挖矿过程：矿工需要验证随机选择的历史区块，生成新区块并获得 AR 代币奖励。

• 激励机制：这种机制促使矿工存储更多数据，增加数据的冗余度和网络的安全性。

3.1.5 数据的不可变性和安全性

由于区块编织中的每个区块都链接到多个区块，并且通过 PoA 机制进行验证，确保了数据一旦存储便不可更改和删除。这种不可变性提供了高安全性，防止数据被恶意篡改或删除。

• 不可变性：一旦数据存储在区块编织中，便不可更改或删除，确保数据的完整性。

• 安全性：多重链接和随机验证机制提高了数据的安全性，防止恶意篡改。

3.2 随机访问的简洁证明（Spora）

随机访问的简洁证明（Spora）是 Arweave 用于提升其网络效率和安全性的重要共识机制。通过 Spora，Arweave 能够在确保数据完整性和安全性的前提下，提高数据存储和访问的效率。以下是对 Spora 详细分析的几个关键方面：

3.2.1 基本原理

Spora（Succinct Proofs of Random Access）是一种改进的访问证明（Proof of Access, PoA）机制。其核心思想是通过随机选择历史数据块来验证新数据块，从而确保数据的完整性和安全性。这种随机性减少了矿工作弊的可能性，同时增加了网络的安全性和数据的冗余性。

3.2.2 数据验证过程

在 Spora 中，矿工在添加新区块之前，需要验证一个随机选择的历史数据块。这个随机选择过程使得矿工无法预见需要验证的具体数据块，从而无法有选择性地存储数据。通过这种方式，Spora 确保了矿工必须存储大量的历史数据块以增加他们的挖矿机会，从而提高了数据的冗余度和网络的整体安全性。

3.2.3 提升矿工的激励

Spora 增强了矿工的激励机制。由于矿工必须存储更多的历史数据块以增加挖矿成功的概率，这促使他们投入更多资源来存储和维护数据。矿工不仅通过验证和存储数据获得挖矿奖励，还通过增加数据存储量提高了其在网络中的竞争力。

3.2.4 能源效率的提升

与传统的工作量证明（Proof of Work, PoW）机制相比，Spora 更加节能。PoW 需要矿工通过复杂的计算来验证交易，这导致了大量的能源消耗。而 Spora 通过随机访问和验证历史数据块，大大减少了计算资源的消耗，从而提高了网络的能源效率。这种高效的验证过程不仅降低了能源成本，还减少了对环境的影响。

3.2.5 安全性和抗攻击性

Spora 通过其随机性和数据冗余性，增强了网络的安全性和抗攻击性。由于矿工无法预测需要验证的数据块，这使得恶意攻击者很难进行有针对性的攻击。此外，矿工存储的大量历史数据块也增加了攻击者需要破坏的数据量，从而提高了网络的整体安全性。

3.3 捆绑技术（Bundling）

Arweave 的捆绑技术（Bundling）是其提高数据上传效率和网络扩展性的关键创新之一。通过这一技术，Arweave 能够有效地处理大规模数据上传，提升用户体验和网络性能。以下是对捆绑技术的详细分析：

3.3.1 基本原理

捆绑技术的核心思想是将多个小交易合并成一个大交易，然后将这个大交易上传到区块编织（Blockweave）中。这种方法减少了单个交易的频繁上传操作，从而减少了网络拥堵，提高了数据传输的效率。

3.3.2 数据上传的效率提升

在没有捆绑技术的情况下，每次上传交易都需要单独处理和记录，这不仅增加了区块链的负担，也导致了数据上传过程中的效率低下。通过捆绑技术，多个小交易被打包成一个大交易后上传，减少了链上交易的数量，从而大幅提升了数据上传的效率。

3.3.3 网络扩展性

捆绑技术显著提高了 Arweave 网络的扩展性。在大规模数据上传场景中，如非同质化代币（NFT）项目、媒体文件存储等，捆绑技术能够有效处理大量的并发上传请求，避免了网络拥堵和性能瓶颈。例如，Arweave 曾在一次捆绑操作中成功上传了 47GB 的数据，这在传统的链上数据存储方案中是难以实现的。

3.3.4 交易确定性和开发者体验

通过捆绑技术，开发者和用户可以更确定地知道数据上传的结果，因为大交易的上传成功率高于多个小交易分别上传的成功率。这种确定性提升了开发者的体验，使得他们可以更专注于应用开发，而不必担心底层数据存储的复杂性。

3.3.5 成本效益

捆绑技术不仅提高了数据上传的效率，还带来了显著的成本效益。在传统的链上数据存储模型中，每个交易都需要支付费用，而捆绑技术通过合并交易，减少了交易次数，从而降低了整体的交易成本。这对于需要存储大量数据的用户来说，是一个重要的优势。

3.3.6 数据完整性和安全性

捆绑技术确保了数据的完整性和安全性。尽管多个交易被合并成一个大交易，但每个小交易的数据依然保持完整且不可篡改。这样，即使在上传过程中出现问题，也可以通过重新打包和上传来确保数据的安全和完整。

3.4 Wildfire 机制

Wildfire 是 Arweave 网络中的一种激励机制，旨在通过优化数据传播和提高网络性能来提升整体用户体验。以下是对 Wildfire 机制的详细分析：

3.4.1 基本原理

Wildfire 机制通过一种排名系统来激励节点快速响应和满足数据请求。节点根据其在网络中传播数据的速度和效率进行排名，排名越高的节点将获得更多的请求和奖励。这种机制确保了数据在网络中的快速分发，提高了网络的整体性能。

3.4.2 数据传播效率

Wildfire 机制的核心在于提高数据传播的效率。节点在网络中接收到新数据后，会尽快将其传播给其他节点。传播速度快、响应迅速的节点会在排名中占据优势，从而获得更多的请求处理机会和相应的奖励。

• 快速传播：节点在接收到新数据后，迅速将其传播给其他节点，确保数据在网络中的快速流动。

• 效率优先：通过排名机制，鼓励节点优化数据传播效率，提高网络整体性能。

3.4.3 节点排名系统

Wildfire 机制通过对节点的表现进行排名来激励节点提高数据传播效率。排名系统根据节点响应数据请求的速度和可靠性对节点进行评分。评分高的节点在网络中享有更高的优先级，获得更多的请求处理机会和奖励。

• 响应速度：节点响应数据请求的速度是排名的重要指标，速度越快，排名越高。

• 数据可靠性：节点提供数据的可靠性也是排名的关键因素，数据提供越稳定，排名越高。

3.4.4 激励和奖励机制

Wildfire 机制通过奖励高排名节点来激励节点提升数据传播效率。节点通过快速、可靠地传播数据，获得更高的排名和更多的奖励。这种奖励机制确保了节点在网络中的积极参与，提升了网络的整体性能和数据的可用性。

• 排名奖励：高排名节点获得更多的请求处理机会和相应的奖励。

• 经济激励：节点通过提供快速、可靠的数据传播服务获得经济回报，激励节点持续优化性能。

3.4.5 网络健康和鲁棒性

Wildfire 机制不仅提高了数据传播的效率，还增强了网络的健康和鲁棒性。通过激励节点快速响应和传播数据，Wildfire 机制确保了网络在高负载和高需求情况下的稳定性和高效运行。

• 高负载适应：在高负载情况下，Wildfire 机制确保数据能够快速、高效地在网络中传播。

• 鲁棒性提升：通过优化节点的表现，Wildfire 机制增强了网络的整体鲁棒性和可靠性。

4. AR 代币

AR 代币是 Arweave 网络中的原生加密货币，扮演着多个关键角色，从激励矿工到支付数据存储费用，再到维持整个生态系统的经济平衡。

以下是对 AR 代币的详细分析：

4.1 AR 代币的基本功能

• 支付数据存储费用：用户在 Arweave 网络上存储数据时，需要使用 AR 代币支付一次性存储费用。这些费用保证了数据的永久存储。

• 激励矿工：矿工通过存储和验证数据来获得 AR 代币作为奖励。这个机制激励矿工积极参与数据存储和维护，确保网络的安全性和可靠性。

4.2 一次性支付模式

Arweave 的商业模式与传统的订阅服务不同，用户只需支付一次性费用即可永久存储数据。这些费用的一部分用于支付初始存储成本，另一部分进入捐赠基金（Endowment Fund），用于未来的存储费用。

• 初始存储成本：支付的费用立即用于支付数据的初始存储和访问。

• 捐赠基金：约 86% 的费用进入捐赠基金，该基金用于长期激励矿工并确保数据的持久性。

4.3 存储捐赠基金（Endowment Fund）

捐赠基金的设计类似于传统的经济捐赠结构，旨在通过利息和增值来支付未来的存储成本。用户支付的初始费用产生的利息用于支付矿工的长期存储费用，确保数据能够永久保存。

• 基金运作：捐赠基金积累的资金和利息确保矿工在未来多年内获得持续的经济激励。

• 成本下降预期：随着数据存储成本预计持续下降，捐赠基金的利息收入足以覆盖长期存储费用。

4.4 代币供应

• 初始供应量：6600 万枚 AR 代币。

• 流通供应量： 5500 万枚 AR 代币

• 逐步减半：类似于比特币的减半机制，确保代币供应的稀缺性和长期价值。但与之不同的是，AR 代币采用的是逐步减半机制，这意味着代币的发行量会在每一个小周期内逐步减少。

4.5 AR 代币分配

• 种子销售：9%。

• 私人出售：13.42%。

• 公开发售：（ICO）：3.75%。

• 战略合作伙伴：5.42%。

• 顾问：2.42%。

• 团队：10.83%。

• 科技初创公司：0.5%。

• 采用激励：15.92%。

• 项目：22.07%。

• 挖矿奖励：16.67%。

4.6 代币的经济激励

AR 代币通过多种方式激励网络参与者：

• 矿工奖励：矿工通过存储和验证数据获得 AR 代币奖励，增加他们的参与积极性。

• 用户支付：用户支付 AR 代币以存储数据，确保他们的数据能够永久保存。

• 收益分享：Arweave 引入收益分享代币（Profit Sharing Tokens, PST），开发者通过构建和运营应用程序来获得微小的分红，促进生态系统的发展和创新。

4.7 代币的市场表现

AR 代币在市场上的表现受多种因素影响，包括存储需求的增加、生态系统的发展以及市场对去中心化存储解决方案的认可。AR 代币的价值随着网络的增长和用户需求的增加而增加。

• 市场需求：随着 Arweave 网络的增长和用户需求的增加，AR 代币的市场价值也相应提高。

• 生态系统发展：更多的开发者和项目加入 Arweave 生态系统，推动了 AR 代币的需求和价值增长。

截至当前，AR 代币的市场表现如下：

• 价格：$46.83，最近 7 天上涨了 16.10%。

• 市值：$3,065,146,793，最近下降了 2.26%。

• 24 小时交易量：$172,123,630，最近增长了 104.49%。

• 交易量 / 市值比：5.38%。

• 流通供应量：65,454,185 AR，占总供应量的 99.17%。

• 完全稀释市值：$3,090,706,704。

5. 团队 / 合作 / 融资情况

5.1 团队

Arweave 是一个去中心化的数据存储协议，其核心团队由经验丰富的技术专家和行业领导者组成。创始人兼 CEO Sam Williams 毕业于诺丁汉大学，具备深厚的区块链技术背景。首席运营官（COO）Sebastian Campos Groth 毕业于乔治敦大学，曾在 Techstars 工作，负责项目的日常运营。法务主管 Giti Said 毕业于维也纳大学，负责处理法律事务。团队还包括多名技术和业务专家，如 Liquity 的联合创始人 Richard Pardoe 和 Movement Labs 的工程主管 Andy Bell 等，他们共同推动 Arweave 的发展和创新。

5.2 合作

1. KYVE

简介：KYVE 是一个基于 Arweave 构建的区块链存储中间件，提供标准化的验证和存档框架。

合作亮点：

KYVE 主网启动，上传了超过 2000 TB 的数据。

KYVE 与 19 个项目建立了战略合作伙伴关系，并计划在 2024 年举办社区增长活动。

2. Irys（前身为 Bundlr）

简介：Irys 是 Arweave 的一个扩展解决方案，通过捆绑交易增加 Arweave 的永久数据吞吐量。

合作亮点：

2023 年 9 月，Irys 完成了 10 亿笔交易的处理。

2023 年 10 月，Irys 与 Solana Mobile 合作存储 DApp Store 应用程序。

3. ArDrive

简介：ArDrive 是一个去中心化的云存储应用程序，类似于 Web3 的 Dropbox 或 Google Drive。

合作亮点：

2023 年 2 月，ArDrive 完全去中心化，并存储在 Arweave 上。

2023 年 5 月，ArDrive 2.0 推出，新增了暗黑模式、钱包生成和大文件上传功能。

5.3 融资情况

Arweave 自成立以来，通过多轮融资，成功筹集了 3730 万美元的资金，主要投资方包括 Andreessen Horowitz（a16z）、Union Square Ventures、Multicoin Capital、Coinbase Ventures 等知名机构。以下是一些主要的融资事件：

1. 种子轮融资

• 时间：2017 年

• 金额：500 万美元

• 主要投资方：Andreessen Horowitz（a16z）

2. 私募轮融资

• 时间：2019 年

• 金额：830 万美元

• 主要投资方：Multicoin Capital、Union Square Ventures、a16z、Coinbase Ventures、Arrington XRP Capital

3. 公募轮（ICO）

• 时间：2018 年

• 金额：1570 万美元

• 说明：通过首次代币发行（ICO）进行公募，吸引了大量早期投资者。

4. 后续融资

• 时间：2020 年

• 金额：830 万美元

• 主要投资方：Andreessen Horowitz（a16z）、Union Square Ventures、Coinbase Ventures

5. 最新融资

• 时间：2023 年

• 金额：830 万美元

• 主要投资方：a16z、Coinbase Ventures、Multicoin Capital

6. 项目评估

6.1 赛道分析

Arweave 属于去中心化数据存储赛道，通过其创新的区块编织（Blockweave）技术，实现了永久存储数据的功能。该项目的核心目标是提供一个高效、安全且可扩展的数据存储解决方案，使数据能够永久保存且不可篡改。

以下是一些与 Arweave 类似的去中心化数据存储项目：

1. Filecoin

• 简介：Filecoin 是一个去中心化存储网络，利用 IPFS（星际文件系统）技术，通过经济激励机制驱动存储节点。

• 核心技术：证明复制（Proof of Replication）和时空证明（Proof of Spacetime）。

• 特点：用户按需支付存储费用，支持大规模数据存储和检索。

2. Siacoin

• 简介：Siacoin 是一个去中心化存储平台，通过区块链技术实现安全、低成本的数据存储。

• 核心技术：智能合约和存储证明。

• 特点：用户支付 Siacoin 代币来租用存储空间，提供低成本的分布式存储解决方案。

3. Storj

• 简介：Storj 是一个基于区块链的去中心化云存储平台，用户可以通过分布式网络存储数据。

• 核心技术：分片技术和分布式哈希表（DHT）。

• 特点：数据被分片加密后存储在全球各地的节点上，确保数据的安全性和隐私性。

6.2 项目优势

1. 永久存储：用户只需支付一次性费用，即可将数据永久存储在 Permaweb 上，无需每月订阅费用。

2. 去中心化：通过去中心化的方式存储数据，减少了依赖中心化服务器的风险。

3. 强大的支持：Arweave 获得了包括 a16z、Coinbase Ventures 和 Union Square Ventures 等知名投资者的支持。

4. 广泛应用：被 OpenSea 和 Solana 的 NFT 项目 Metaplex 用作默认元数据存储平台，确保了 NFT 数据的长期有效性。

6.3 不足之处

1. 初始成本高

• 一次性支付：虽然 Arweave 的一次性支付模式可以确保永久存储，但相较于按需支付的模式，初始成本可能较高。这对于一些用户，尤其是小型企业或个人用户，可能会造成资金压力。

• 费用透明度：一次性支付的费用结构可能不如按需支付模式透明，用户在决定使用 Arweave 之前需要对其费用结构有全面的了解。

2. 网络效应不足

• 用户和开发者的吸引力：尽管 Arweave 的技术优势明显，但其用户和开发者生态系统仍在发展中，与一些成熟的去中心化存储项目相比，吸引力可能不足。

• 市场认知度：Arweave 的市场认知度相较于 Filecoin 等竞争对手可能还不够高，需要更多的市场推广和社区建设来提升其知名度和用户基础。

3. 技术和开发挑战

• 开发复杂性：Arweave 的区块编织和其他技术对于开发者来说可能具有一定的复杂性，开发者需要投入较多的学习成本来理解和应用这些技术。

• 技术瓶颈：尽管 Arweave 提供了高效的存储解决方案，但在面对大规模数据存储和处理时，仍可能遇到技术瓶颈，需要持续的技术改进和优化。

7. 结语

Arweave 作为去中心化数据存储领域的创新者，通过其独特的区块编织（Blockweave）技术和强大的经济激励机制，实现了数据的永久存储和高效管理。其一次性支付、永久存储的商业模式，不仅解决了传统存储系统中数据丢失和成本高昂的问题，还为用户提供了可靠和长期的数据存储解决方案。尽管 Arweave 在技术和市场推广上仍面临一些挑战，但其不断扩展的生态系统和多样化的合作伙伴关系为其奠定了坚实的基础。随着区块链技术和去中心化存储需求的不断增长，Arweave 有望在未来成为这一领域的领导者，为全球用户提供更加安全、透明和高效的数据存储服务。通过持续的技术创新和市场拓展，Arweave 正在朝着成为全球领先的去中心化存储解决方案提供商的目标稳步迈进。