Введение

Примерно через месяц, #Bitcoinподготовлен к началу своего следующего половинного сокращения. Однако автор считает, что видение Сатоши Накамото — консенсус, доступный каждому через ЦПУ — еще не было реализовано. В этом отношении итеративные механизмы Arweave могут более верно соответствовать оригинальному видению Накамото, причем версия 2.6 представляет собой значительный шаг к выполнению его ожиданий. Эта версия вносит существенные улучшения по сравнению с предыдущими, нацеленные на:

• Ограничить аппаратное ускорение, позволяя поддерживать консенсус с помощью общего процессора + механического жесткого диска, тем самым снижая затраты на хранение;
• Прямые консенсусные затраты направлены на эффективное хранение данных, а не на энергоемкое хэширование;
• Способствуйте майнерам в установлении полных копий своих данных Arweave, обеспечивая более быструю маршрутизацию данных и более распределенное хранение.

Механизм консенсуса

Исходя из вышеизложенных целей, механизм версии 2.6 примерно следующий:

• К оригинальному механизму SPoRA добавляется новый компонент, называемый Хэш Цепь, которая является упомянутым ранее алгоритмом шифрования и генерирует SHA-256 хеш для майнинга каждую секунду.
• Минер выбирает индекс раздела в разделе данных, который он хранит, и использует его вместе с хэшем майнинга и адресом майнинга в качестве входной информации для начала майнинга.
• Сгенерируйте диапазон вызова 1 в выбранном разделе и еще один диапазон вызова 2 в случайной позиции в переплетающейся сети.
• Используйте блоки данных для отзыва (Chunks) в диапазоне 1 последовательно, чтобы рассчитать, является ли это решением блока. Если результат расчета превышает текущую сетевую сложность, майнер получает право на майнинг; если неудачно, переходите к следующему блоку отзыва в диапазоне.
• Данные блоки в диапазоне 2 также могут быть рассчитаны и проверены, но их решения требуют хэша из диапазона 1.

График 1: Схема механизма консенсуса в версии 2.6

Давайте познакомимся с различными терминами и концепциями, которые появляются в этом механизме:

Данные Arweave: Также известные как «Сеть Weave». Все данные в сети разделены на отдельные блоки данных, называемые Чанками (блоки напоминают «кирпичную стену» на схеме). Эти блоки равномерно распределены по всей сети Arweave и адресуются с использованием структуры дерева Меркля (также известной как Глобальный Оффсет), что позволяет определить позицию любого блока данных в сети Weave.

Чанк: Каждый блок данных обычно имеет размер 256 КБ. Шахтеры должны упаковать и хешировать соответствующие блоки данных, чтобы выиграть право на майнинг, доказав, что они хранят копии данных во время процесса майнинга SPoRA.

Раздел: «Раздел» - новая концепция, введенная в версии 2.6. Каждый раздел охватывает 3,6 ТБ данных. Разделы нумеруются с начала сети Weave (индекс 0) до общего количества разделов, охватывающих всю сеть Weave.

Диапазон отзыва: Диапазон отзыва - еще одно новое понятие в версии 2.6. Он представляет собой серию смежных блоков данных (Чанков) в сети Weave, начиная с определенного смещения и имеющий длину 100 МБ. Поскольку каждый блок данных составляет 256 КБ, Диапазон отзыва включает 400 блоков данных. В этом механизме есть два диапазона отзыва, о которых подробно рассказано ниже.

Потенциальные решения: Каждый 256KB блок данных в пределах диапазона Recall считается потенциальным решением для выигрыша права на майнинг. В рамках процесса майнинга каждый блок данных хешируется для проверки его соответствия требованиям сложности сети. В случае успеха майнер выигрывает право на майнинг и получает майнинговые награды. В случае неудачи майнер продолжает попытки с следующим блоком 256KB в пределах диапазона Recall.

Хэш-цепочка: Хэш-цепочка - ключевое обновление в версии 2.6, добавляющее зашифрованные часы к предыдущему SPoRA, ограничивая максимальную скорость хэширования. Хэш-цепочка генерирует последовательность хэшей путем последовательного хэширования части данных с использованием функции SHA-256. Этот процесс не может быть параллельным (легко достижим с помощью процессоров потребительского класса), достигая задержки в 1 секунду за счет выполнения определенного количества последовательных операций хэширования.

Хэш-добыча: После достаточного количества последовательных операций хэширования (т.е. после задержки в 1 секунду) Цепь Хэша создает хэш-значение, считаемое допустимым для майнинга. Следует отметить, что майнинговый хэш согласуется у всех майнеров, и все майнеры могут его проверить.

Теперь, когда мы представили все необходимые термины, мы можем лучше понять, как работает Версия 2.6, обсудив оптимальные стратегии для ее получения.

Лучшие стратегии

Общая цель Arweave была представлена несколько раз, которая заключается в максимизации количества реплик данных, хранящихся в сети. Но что хранить? Как хранить? Здесь возникает множество требований и тонкостей. Здесь мы обсудим, как принять стратегию лучших практик.

Реплики против копий

С версии 2.6 я часто сталкиваюсь с двумя терминами в различных технических документах: Реплики и Копии. Оба концепции могут быть переведены как "копии" на китайский, но на самом деле между ними есть значительные различия, что также создало для меня некоторые препятствия в понимании механизма. Для лучшего понимания я предпочитаю переводить Реплики как "копии" (реплики) и Копии как "резервные копии" (резервные копии).

Копии относятся к простому копированию данных, где нет различий между резервными копиями одних и тех же данных.

Реплики, с другой стороны, подчеркивают уникальность. Это относится к акту сохранения данных после того, как они прошли процесс уникальности. Сеть Arweave поощряет хранение реплик, а не просто резервных копий.

Примечание: В версии 2.7 механизм консенсуса изменился на SPoRes, что означает Краткие Доказательства Репликаций, основанные на хранении реплик. Я предоставлю дальнейшую интерпретацию в будущем.

Упаковка уникальных реплик

Уникальные реплики имеют ключевое значение в механизме Arweave. Шахтёры должны упаковывать все данные в определенном формате, чтобы сформировать свои уникальные реплики в качестве предпосылки для права на майнинг.

Если вы хотите запустить новый узел и думаете об прямом копировании данных, которые уже упаковали другие майнеры, это не сработает. Сначала вам нужно загрузить и синхронизировать оригинальные данные из сети Arweave Weave (конечно, вы не хотите загружать все, загрузка только части также возможна, и вы можете установить свои собственные политики данных, чтобы фильтровать рискованные данные). Затем используйте функцию RandomX для упаковки каждого блока оригинальных данных, превращая их в потенциальные решения для майнинга.

Процесс упаковки включает предоставление ключа упаковки функции RandomX, что позволяет ей генерировать результаты через множественные вычисления для упаковки исходных блоков данных. Процесс распаковки уже упакованных блоков данных идентичен — предоставление ключа упаковки и использование результатов, полученных через множественные вычисления, для распаковки блоков данных.

В версии 2.5 резервное копирование ключа упаковки - это хэш SHA256, связанный с chunk_offset (смещение блока данных, также понимаемое как параметр позиции блока данных) и tx_root (корень транзакции). Это обеспечивает, что каждое добытое решение находится в уникальной реплике блоков данных в пределах определенного блока. Если у блока данных есть несколько резервных копий в разных местах в разорванной сети, каждую резервную копию необходимо резервировать отдельно как уникальную реплику.

В версии 2.6 этот резервный ключ расширен до хэша SHA256, связанного с chunk_offset, tx_root и miner_address (адресом майнера). Это означает, что каждая реплика также уникальна для каждого адреса майнинга.

Преимущества хранения полных реплик

Алгоритм предполагает, что шахтеры должны строить уникальную полную реплику, а не частично реплицированные, что обеспечивает равномерное распределение данных по всей сети.

Как нам следует понимать это? Давайте поймем через сравнение следующих двух изображений.

Сначала давайте предположим, что вся фрагментированная сеть Arweave произвела в общей сложности 16 разделов данных.

Сценарий 1:

• Майнер Боб нашел слишком долгой загрузку данных, поэтому он загрузил данные только из первых 4 разделов сломанной сети.
• Для максимизации добычи реплик в этих 4 разделах Боб придумал хитрую идею. Он создал 4 копии данных из этих 4 разделов и сгруппировал их в 4 уникальных ресурса реплик, используя разные майнинговые адреса. Теперь у Боба 16 разделов в его пространстве хранения. Это нормально и соответствует правилам уникальных реплик.
• Затем Боб может проводить тесты на нарушение для каждого блока данных в каждом разделе каждую секунду при получении хэша майнинга. Это позволяет Бобу иметь 400 * 16 = 6400 потенциальных решений для майнинга за одну секунду.
• Но сообразительность Боба имеет свою цену, потому что он должен упустить одну возможность для майнинга на каждом диапазоне повторного вызова. Видите эти «вопросительные знаки»? Они представляют собой второй диапазон повторного вызова, который Боб не может найти на своем жестком диске, поскольку это отмечает разделы данных, которые Боб не сохранял. Конечно, с некоторым везением, есть относительно низкие показатели, символизирующие то, что Боб сохранил лишь 25% из 4 разделов, что означает 1600 потенциальных решений.
• Таким образом, эта стратегия позволяет Бобу иметь 6400 + 1600 = 8000 потенциальных решений в секунду.

Рис. 2: "Умная" стратегия Боба: первый сценарий

Второй сценарий:

Теперь давайте посмотрим на второй сценарий. Из-за размещения двух диапазонов вызовов более оптимальной стратегией является хранение уникальных реплик данных с большим количеством проблем. Это показано на рисунке 3.

• Майнер Алиса, в отличие от “продуманного” подхода Боба, прилежно загружает данные разделов для всех 16 разделов и использует только один адрес для майнинга, чтобы сформировать уникальную реплику с 16 резервными копиями.
• Поскольку у Алисы также 16 разделов, общее количество потенциальных решений для первого диапазона повторного вызова такое же, как у Боба, то есть 6400.
• Однако в этом сценарии Алиса получает все потенциальные решения для второго диапазона вызова. Это дополнительно 6400.
• Итак, стратегия Элис дает ей 6400 + 6400 = 12800 потенциальных решений в секунду. Преимущество очевидно.

Рисунок 3: Стратегия Элис имеет большие преимущества

Роль диапазонов отзывов

Возможно, вы задаетесь вопросом, почему до версии 2.5 один отступ блока отзыва случайным образом хешировался функцией, чтобы позволить майнерам искать и предоставлять доказательства хранения, в то время как в версии 2.6 он хэширует диапазон отзыва.

Причина довольно проста: диапазон вызова состоит из смежных блоков данных, и эта структура служит одной основной цели - минимизации движения считывающей головки механических жестких дисков (HDD). Этот метод физической оптимизации позволяет считывать производительности HDD быть на уровне более дорогих твердотельных накопителей (SSD). Это похоже на то, что у SSD связана одна рука и одна нога; конечно, у него все еще может быть небольшое преимущество в скорости, поскольку он может передавать четыре диапазона вызова в секунду. Однако по сравнению с более дешевыми HDD, их количество будет ключевой метрикой, определяющей выбор майнеров.

Проверка цепочки хэшей

Теперь давайте обсудим верификацию нового блока.

Для принятия нового блока валидаторам необходимо проверить новый блок, полученный от производителя блоков, что можно сделать, используя их сгенерированный майнинг-хэш для проверки майнинг-хэша нового блока.

Если проверяющий не находится в текущем начале цепочки хэшей, каждый хэш для майнинга включает 25 40-миллисекундных контрольных точек. Эти контрольные точки представляют собой последовательные результаты хеширования в течение 40 миллисекунд и вместе представляют собой интервал в одну секунду, начиная с предыдущего хэша для майнинга.

Перед распространением только что полученного блока на другие узлы валидаторы быстро завершат проверку первых 25 контрольных точек в течение 40 миллисекунд. Если проверка прошла успешно, это вызовет распространение блока и продолжение проверки оставшихся контрольных точек.

Полные контрольные точки завершаются путем проверки всех оставшихся контрольных точек. После первых 25 контрольных точек идут 500 контрольных точек проверки, за которыми следуют еще 500 контрольных точек проверки, с удвоением интервала для каждой последующей группы из 500 контрольных точек.

Хотя цепочка хэшей должна продолжаться последовательно при генерации хэшей для майнинга, валидаторы могут выполнять проверку хэша при проверке контрольных точек, что может сократить время проверки блоков и улучшить эффективность.

Рисунок 4: Процесс верификации цепочки хешей

Семя цепи хэша

Если у майнера или майнинг-пула есть более быстрые возможности хеширования SHA256, их цепочка хешей может продвигаться вперед по сравнению с другими узлами в сети. Со временем это преимущество скорости блока может накапливаться в значительное смещение цепочки хешей, что приводит к тому, что добытые хеши не синхронизированы с остальными участниками проверки. Это может привести к серии неконтролируемых вилок и реорганизаций.

Для снижения вероятности подобных сдвигов цепочек хэшей Arweave синхронизирует глобальную цепочку хэшей, используя токены из исторических блоков через фиксированные интервалы. Это регулярно обеспечивает новые начальные значения для цепочки хэшей, обеспечивая синхронизацию цепочек хэшей среди различных майнеров с проверенным блоком.

Интервал для семян хэш-цепочки составляет каждые 50 * 120 добытых хэшей (50 представляет собой количество блоков, а 120 представляет собой количество добытых хэшей в блоке за цикл производства блока в 2 минуты), чтобы выбрать новый блок семян. Это означает, что блоки-семена появляются приблизительно каждые ~50 блоков Arweave, но из-за вариаций времени блоков блоки-семена могут появиться чуть раньше или позже, чем через 50 блоков.

Рисунок 5: Метод генерации семян хэш-цепи

Вышеприведенный отрывок из спецификации версии 2.6 от автора показывает, что Arweave реализовал низкопотребляющие, более децентрализованные механизмы для работы всей сети, начиная с версии 2.6. Видение Сатоши Накамото находит практическое воплощение в Arweave.

Arweave 2.6: https://2-6-spec.arweave.dev/

Утверждение:

1. Эта статья, изначально названная «Arweave 2.6 也许更符合中本聪的愿景», воспроизводится из[PermaDAO]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [Arweave Оазис]. Если у вас есть возражения против перепечатки, пожалуйста, свяжитесь Учить Gateкоманда, команда обработает это как можно скорее.

2. Отказ от ответственности: Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, представляют собой только личные взгляды автора и не являются инвестиционными советами.

3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.