Arweave 与存储共识范式的发展简史

文章作者:  熊炜 everFinance 创始人兼 CEO

文章来源:  PermaDAO 社区投稿

在这十余年的区块链发展历程中诞生了非常多的应用，DeFi 和 NFT 如火如荼，牵动着每一个 Crypto BUIDL 的心。区块链 1.0 的代表是 Bitcoin，开启了去中心化支付时代；2.0 则是以 Ethereum 为代表的链上计算智能合约，掀起了 DeFi 和 NFT 的热潮；未来区块链将扩展到更多应用场景，踏入大规模应用的时代，区块链 3.0 将面向更多的用户群体，和 Web3 合二为一。

Arweave 是一条为共识数据提供存储服务的区块链，将成为 Web3 和区块链大规模应用最重要的基础设施。共识的本质就是存储共识，不可篡改和可追溯的数据将改变人类的协作方式。

序幕

2020 年 7 月 25 日，一场技术 Meetup 中正在火热的讨论着区块链技术。曾汨使用了一篇 11 页的 PPT，花了 5 分钟的时间介绍了 Arweave 的永存机制，该 PPT 已经存储到了 Arweave。

尔后 30 分钟的时间里，喵叔详细的介绍了在永存区块链上的智能合约机制 SmartWeave，并在现场演示如何使用 SmartWeave 撰写智能合约，如何进行 Token 转账。

此次 Meetup 之后，MyNFT 的创始人新星将 Arweave 的故事转述了刘毅老师，自此诞生了第一篇 Arweave 的深度报道——《Arweave 的潜力是复兴亚历山大图书馆，而非 Filecoin 替代品》。自此正式开启了 Arweave 的存储共识范式探索之旅。

SCP 的诞生

Meetup 过后一周，我约喵叔、曾汨在咖啡厅进行了第二次的讨论。假设有一个序列化的、不可篡改、随时可以下载数据的源头，我们可以做什么？在 Web2 的世界，我们下载软件会去官网，虚假网站通常会提供携带病毒的危险客户端。

而 Arweave 则为用户提供正确可验证的下载源，从此无需再和病毒打交道。如果未来的网络带宽非常高效，用户是不是可以丢掉自己的硬盘， 从 Arweave 上下载和运行操作系统，用户只需要一个非常轻量的可进行计算的客户端就可以完成大量的任务。不可篡改等特性，云上的操作系统是不是比原来的操作系统更加安全。

最后甚至用户的数据也通过这个无限大的数据源进行存储和加载。不可篡改的特性将让所有的客户端成为一个可验证可信的终端设备。

咖啡厅讨论后，我和星火矿池的科研小伙伴们进行了大量关于 Arweave、ETH 2.0、Rollup 和分片技术的讨论。所有人都能感受到 Arweave 所提出的 Blockweave 模型的新颖。非常巧妙的设计，Sam 首先从经济学角度阐述了永久存储的可行性，二是使用了 PoW + PoA 的挖矿机制实现数据永久存储。

关于可行性，Arweave 统计了过去几十年存储成本变化，存储成本在以每年 30% 左右的速率下降，假设科技持续发展存储成本仍然按照该速率下降，则无穷多年后的存储成本将是一个常数。Arweave 的收费则依赖了该假设，目前在 Arweave 上存储 1 GB 数据仅需要 2 美金。

关于永存的机制，Arweave 不强制任何矿工进行存储，无需矿工提供存储证明。在 Arweave 网络中，存储数据越多将获得越高的收益，同时网络也为稀有数据提供了更高的收益。网络不会关心每个矿工存了多少，存了哪些数据，这些都是矿工自己的事情。在该激励下矿工会尽可能的多存数据，并尽可能的存稀有数据，稀有数据的更高激励权重也会让稀有数据变得不稀有。

最后在整个网络中，数据将会均匀的分布到所有节点上。如何保障数据不丢失就成为了一个概率问题，假设有 200 个节点，20 万个块，每个节点的区块复制率是 50%，可以计算出单个区块不可访问的概率是 6.223 的 10 的负 61 次方，数据丢失率远远低于目前的云存储服务设施。

由此，我们可以确定 Arweave 能保证我们可以获得一个不可篡改、可追溯的数据源。在此基础上，开始拓展思维到计算和智能合约。

传统的链上计算模型中，同样的计算在上万台服务器重复执行，导致大量到冗余和浪费。不同于以太坊，SmartWeave 仅仅是将智能合约的源程序和该程序的所有入参（Input）存储到区块链上。由于 Arweave 的存储具备顺序，则智能合约的入参也会具备顺序。确定性的程序加上确定性的入参经过计算一定只会产生确定性的状态。

SmartWeave 不再关心链上状态，SmartWeave 更关心的是可验证性，使用了 Arweave 存储程序，程序就具备了不可变的特性。使用了 Arweave 存储合约的入参，入参也会具备不可变的特性。此时不可变的程序和入参将产生唯一的状态输出。这样，任何个人和机构都可以安装 SmartWeave 客户端生成和验证唯一的状态。

SmartWeave 模型可以抽象为一个标准的图灵机模型，即程序和入参出参都放在一条无限长的纸带上。更进一步，我们可以认为 Arweave 就是一条图灵机的纸带。由于这条无限长的存储纸带具备不可篡改和可追溯的特性，将让所有使用 Arweave 进行存储的应用程序变成不可篡改和可追溯的应用。我在这个思索的过程中，提出了存储共识范式（SCP）的概念。

最早的 SCP 的英文版于 2020 年 11 月 23 日发布在 Medium，原名是存储计算范式，在 2021 年 10 月 11 日更名为存储共识范式。

SCP 英文版本：

https://medium.com/everfinance/a-storage-based-computation-paradigm-enabled-by-arweave-de799ae8c424

存储共识范式：https://mirror.xyz/0xDc19464589c1cfdD10AEdcC1d09336622b282652/KCYNKCIhFvTZ1DmD7IpXr3p8di31ecC283HgMDqasmU

我将 SmartWeave 的概念进一步拓展为范式，SmartWeave 成为该范式的一种实现。脱离固定的开发框架，可以认为 SCP 是一种开发思想，任何开发者可以在没有任何开发语言限制下，使用 Arweave 存储让应用获得去信任化的共识。这种不可改变的存储可以成为共识底层基础，即——数字共识的本质是存储共识。

应用

2020 年 10 下旬，我离开 imToken 开启对 SCP 应用的探索之旅。经过两个月的开发，第一个基于 SCP 的应用 everPay 问世，2020 年底，发布了关于 everPay 的介绍：可信跨链支付协议。everPay 是一个实时金融协议，会将其他公链上的加密资产锁定在智能合约中，并将其映射到协议上为用户提供实时的支付结算。

可信跨链支付协议：https://medium.com/everfinance/everpay-a-trusted-cross-chain-payment-protocol-eba4a0af7d66

everPay 交易成本非常低，1美金可以进行百万笔交易。此外，everPay 使用存储共识范式打造，没有区块链的性能限制问题，协议的 TPS 大小取决于应用架构和服务器性能，具备和传统互联网应用媲美的 TPS 性能。之后一篇关于 zkSync vs xDai vs everPay 对比的文章深度的对比了 SCP 和现有链上解决方案。

zkSync vs xDai vs everPay 对比文章：https://medium.com/everfinance/digital-currency-payment-protocol-zksync-vs-xdai-vs-everpay-590a38f5909d

随着 Arweave 生态得发展，更多的应用涌入。2021 年生态中诞生了 koii、redstone、KYVE 等项目。我们可以发现大多数的项目都是符合 SCP 理论。

2022 年 1 月 Arweave 创始人 Sam 进行了一场关于 Arweave 未来的 AMA，当用户问到 SCP 和 Arweave 是否能取代 Ethereum 的问题时，Sam 回答道：“这非常令人着迷！很明显，智能合约可扩展性的关键在于数据可用性——交易执行实际上是一个更容易、更简单的游戏。来自 everFinance 的 @outprog 是最早意识到这一点的人，outprog 还将其写成了一篇非常棒的文章。这篇文章绝对值得一看！”

如今 Arweave 生态已经非常壮大，由 everFinance，Redstone，3em（th8ta）三家团队构建的 Arweave 基础应用层越来越完善。这些基础设施和应用采用了 SCP 的思想，SCP 已经在业界形成共识。2022 年 8 月 18 日 everFinance 团队正式发布了 Web3Infra ，将开源的 Arweave 轻节点 Arseeding 升级支持 ANS-104，并提供轻节点存储服务。Web3Infra 将作为 SCP 的基础设施，为开发者提供共识数据的存储服务。

2022 年 9 月 8 日，年仅 19 岁的 Tate 所创建的风投工作室 Community Labs 获得了 3000 万美元的融资，这是迄今为止 Arweave 生态项目获得最大的一笔投资。随着 Arweave 生态的底层设施的完善，DEX Permaswap Network 等项目的上线，生态将快速蓬勃发展。

现今

对 SCP 上进行两年的探索后，我们认为基于 Arweave 上的共识数据将成为 Web3 的基石，甚至可能改变人类的协作方式。人类的历史、知识典籍、法律合同、会计账目和货币都是数据，人们的工作量通过帐本转化为货币，货币的流通让人们更容易分工和协作。

在过去几千年里，人类一直在构建基于帐本数据协作的制度。但是近几十年数据以爆炸式的、几何级的速率增长，如今人类所有的数据已经是一个庞然大物，所有的历史、知识，帐本，货币都在这个巨大的数据库中流转不息，为了在庞大的数据上进行生产协作，衍生了更加复杂的制度和规则。依托如此复杂的制度和规则，才能让人们可以辨识这些数据的真伪，让劳动力得到合理正确的分配，工作量得到正确的验证。

如果制度和规则无法保障分配的合理性，终将走向毁灭。或许原有的制度已经不能满足大量数据的治理需求，难以再进行合理的价值分配。区块链则打开了数据治理的新途径，这就是 SCP 所强调的具备共识的数据。

比特币是共识数据的子集，比特币帐本不可篡改和可追溯的特性是它能具备巨大共识的基本要素。未来 Web3 都将使用共识数据进行承载，不可篡改和可追溯的特性如此重要，是工作量证明和价值沉淀的基本要素。

设想我们的工作将沉淀到不可篡改的帐本中，这样的工作量记录是不是就等价于货币？具备共识数据属性的工作量证明是否是可以成为新的货币？成为新的通证？那么一切就明晰起来了，协作模式或许就会从这里开始改变。

最后

Token 2049 将在 9 月底在新加坡举办，在此期间我们也筹划了 Arweave 生态目前最大的会议「Arweave in Asia 2022」，届时 Arweave 创始团队、Arweave 生态项目都会齐聚新加坡。关于共识数据的故事，关于 SCP 存储范式的故事将在 Arweave in Asia 2022 继续撰写。

活动信息链接：https://www.eventbrite.com/e/arweave-in-asia-2022-tickets-415096774627

关于我们

everFinance 是专注于为 Web3 提供基础设施的科技公司，以支持 10 亿用户进入 Web3 网络作为愿景，采用全新存储共识范式（SCP），探索提高用户体验，降低开发⻔槛，增强网络性能的全新 WEB3 开发范式。

PermaDAO 是由 everFinance 发起的共建者社区。所以参与的人都能在这里找到自己的角色来贡献 Arweave 生态，任何关于 Arweave 的提案与任务都可以发布于此，并得到整个社区的支持与回馈。加入PermaDAO，建设 Web3！

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