アーウィーヴ第17回白書解説（I）：時空を旅する

著者：Arweave Oasis Chinese; 出典：著者のTwitter

手前味噌

Arweaveコンセンサスメカニズムの反復に関するいくつかの過去記事の「前戯」の後。Arweaveに関心を持つ人は、このプロトコルのコンセンサスメカニズムについて比較的直感的に理解しているに違いないと思います。しかし、私自身はいつも小さな疑問を抱いている。バージョン2.6がこれほど画期的なものであるにもかかわらず、なぜコンセンサスメカニズムに特定の名前がないのだろうか？(私はSPoRAメカニズムの速度制限版を使って命名した）。この疑問を胸に、私はArweaveの公式コアコンセンサスエンジニアと徹底的に議論し、SPoRes Simple Replication Proofが、実はArweaveの2.6のコンセンサスメカニズムの名前でさえあることを知りました。

ということは、2023/12/26に発表された公式ホワイトペーパー「Arweave: The Permanent Information Storage Protocol」の第17版が、Arweave 2.6の公式説明ということになります。0。良いニュースは、以前の「Arweaveの反復的合意メカニズム」「Arweave2.6はサトシ・ナカモトのビジョンにより沿っているかもしれない」の2つの記事は、基本的にArweaveのメカニズムの重要な側面をカバーしている。表面的に味わいたい人には、これらで十分です。

しかし私は、Arweave上級者に必要なホワイトペーパー第17版を、章ごとにもう少し深く読んでみることにしました。というのも、もし読んでしまったなら、あの数式とモデリングの議論の落とし穴は気が遠くなるようなものですが、おそらくそれがプロトコルの美しさを表現する最良の方法だからです。

ホワイトペーパーは、https://www.arweave.org/files/arweave-lightpaper.pdf

時空を超える

印刷機は人類の文明に大きな影響を与えました。20世紀末のインターネットの出現でピークに達するまで、情報の普及と拡大を劇的に増大させた。効率的な情報発信は、社会の透明性を高め、個人の意識を覚醒させることにつながった。とはいえ、インターネットは依然として中央集権的な機関によって管理・検閲されており、情報の流れを操作することを意図した中央集権的な流通によって引き起こされる情報の繭は、現在、個々の人間が直面している最大の問題である。その結果、毎年一定の割合で有益な情報が失われている。

Arweaveは、この問題を解決することを使命として誕生した。

空間的・時間的次元の情報を、仲介されない形で伝送するためのプロトコルです。

ここでは空間と時間という2つの次元が挙げられている。地球上の99％のデータ保存サービスとは異なり、情報データを運ぶだけでなく、それに時間という重要な次元を加えた「タイムカプセル」のようなものです。

この2つを組み合わせることで、Arweaveプロトコルは永続的な情報保存システムの形をとる。オックスフォード英語辞典では「無期限に存在し続けること、または変化しないこと」と定義され、Wechsler's Dictionaryでは「基本的または重要な変化なしに継続すること、または持続すること」と定義されています。

これら2つの永続性の定義に基づき、アーウィーブは、可能な限り最大化され、データがいかなる形でも変化しないような継続期間の範囲でデータを保存することになっています。これを達成するために、Arweaveのプロトコルは、必要とされる3つの中核原理から構成されています。

• Cryptographic Proof-of-Storage：データの複製とアクセス可能性を検証するための簡潔な暗号概念実証システム。レプリケーションとアクセシビリティを検証するための簡潔な概念実証システムです。

• ストレージ保険基金: 予測可能で、自己実行可能な保険基金で、時間の経過による技術進歩のデフレ効果を利用して、恒久的なストレージの代金を支払います。

• Incentivised Evolution: プロトコルは、強制的ではないネットワークのアップグレードを生成し、それに報酬を与えることで、時間の経過とともに健全な反復メカニズムを持つことができます。

そして、これらを実現する主な方法は、「Proof of Succinct Replication SPoRes」という新しいブロックチェーンのコンセンサスメカニズムであり、計算コストと帯域幅の要件を最小限に維持しながら、分散化の度合いを最大化できるプロトコルです。それに付随するストレージ保険基金とともに、データの複製ストレージにインセンティブを与えるモデルを構築し、ネットワークが完全に自律的で透明性のある予測可能な方法で何百年も運用し続けることを可能にします。

サトシ・ナカモトのコンセンサスへの調整

分散型コンセンサスは、分散コンピューティングのサブフィールドであり、ネットワーク内の参加者が、たとえ競合していたとしても、ある状態について全会一致の合意に達する能力に関する重要な研究を包含しています。このサブフィールドは、ビットコインの「サトシ・ナカモト・コンセンサス」の出現によって広く注目されるようになった。この技術革新の結果、ビットコインは通貨政策を管理する中央集権的な人間に依存しない初のデジタル通貨を生み出し、10年以上にわたってうまく機能している。

Arweaveは、ビットコインのプルーフ・オブ・ワークの仕組みからコンセンサスのヒントを得て、ネットワーク内の情報の永続的な保存という目標に合致するよう、いくつかの調整を加えました。

Arweaveは、システムにアップロードされたすべてのデータの複数のコピーを集合的に保存する「ノード」で構成されるグローバルな分散型コンセンサスシステムです。Arweaveに情報を保存したいユーザーは、ネットワークのストレージファンドに1回限りの保存料を支払い、ネットワーク内のノードに送信することで適切なデータをアップロードします。ブロックがノードによって採掘（確認）されるたびに、ノードはグローバル分散データベースネットワークに入ってくる新しいデータについて定期的にコンセンサスに達する。ブロックにはトランザクションのリストが含まれ、各トランザクションにはネットワークに保存される新しいデータ、デジタル通貨ARの送金トランザクション、またはその両方が含まれる。マイニングは、各ノードが新しいデータをネットワークに受け入れながら、以前にアップロードされたデータの保存を確認するプロセスである。ノードがトランザクションを含むブロックを確認すると、ネットワーク内の他のノードからマイニング用にコピーしたいデータを「引き出す」。

• Minimalism: プロトコルは直接的で、主観的な判断を最小限に抑えるように設計されています。Arweaveは、データ構造とアルゴリズムの構築において、十分にテストされた暗号プリミティブのみを使用しています。

• インセンティブによる最適化：望ましい行動を規定するのではなく、プロトコルの第一の目標は、参加者が望ましい結果を達成するようにインセンティブを与えることです。そのため、それらの成果を達成するための具体的なメカニズムは、自然に発生し、時間とともに進化していく。

Arweaveプロトコルは、永続的でスケーラブルなデータストレージのビジョンに焦点を当てており、このミニマリストで集中的な設計原則により、プロトコルの上に構築されるアプリケーション層は非常にスケーラブルでコンポーザブルになり、ネットワークのアプリケーションの範囲ははるかに広く多様になりました。このため、近年では多数の分散型スマートコントラクト・プラットフォーム、データベース、アプリケーションが誕生している。さらに、Arweaveの効率的な概念実証システムは、最小限のハードウェアと帯域幅しか必要とせず、ネットワークの参加と分散化を最大化します。