Hoo 虎符研究院 ｜ Arweave 调研报告

摘要：Arweave 是一个突破性的去中心化存储平台，该项目对去中心化存储有了新的理解，致力于打造永久保存人类知识和历史。近期，Arweave 与 Solana 达成深度合作，Solana 生态的大多数据尤其是元宇宙数据有巨大的存储需求。去中心化存储赛道有诸多项目，Solana 为何选择 Arweave？Arweave 又有哪些特点和优势？本报告将从 Arweave 的核心技术出发，调研项目机制、项目经济模式、运营实践、生态打造和行业竞争的现状。

亚历山大图书馆

亚历山大图书馆，又称古亚历山大图书馆，位于埃及亚历山大，曾是世界上最大的图书馆。亚历山大图书馆兴盛达数百年之久，托勒密时代是它的全盛时期。然亚历山大图书馆却在历史中消亡，据说是毁于两场大火，一是凯撒征服埃及亚历山大一战，焚毁了位于布鲁却姆（Brucheium）之总馆；二是安东尼（公元前 83?-30 年）将由柏加曼城图书馆掠夺之书籍 20 万卷赠予埃及女王克娄巴特拉七世（公元前 69-30 年），以赔偿凯撒所焚毁之损失，但不久复被损毁。

——维基百科

“亚历山大图书馆的历史命运”一书的作者、史学家穆斯塔法·阿巴迪（Mostafa El-abbadi）教授曾说：“在亚历山大图书馆建成之前，知识在很大程度上只是地区性的，但自从有了这第一座国际性的图书馆后，知识也就变成国际性的了。”亚历山大图书馆的历史意义与价值，不仅体现在对图书馆事业发展与工作的深远影响上，更体现在知识的创造、传播和人类文化的传承上。

本文调研的项目 Arweave 被誉为区块链版的亚历山大图书馆，其永久保存和不可篡改的存储机制被认为继承了知识传播和文化传承的使命。本报告将从 Arweave 的核心技术出发，调研项目机制、项目经济模式、运营实践、生态打造和行业竞争的现状。

项目介绍

Arweave 是一个突破性的去中心化存储平台，该项目对去中心化存储有了新的理解，致力于打造永久保存人类知识和历史。Arweave 的愿景是打造一个一次付费，永久存储，免费读取，不可篡改的数据存储平台。同时，Arweave 还开发了 REST API，可开发各种有文件存储需求的应用，借此打造属于自身的生态。

实际上，Arweave 不是一条链，而是更加复杂的图形结构。Arweave 改变了传统区块链的数据结构，不是每个节点都需要存所有区块，只是每次出块需同时验证一个以前的随机区块，这被称为 Blockweave，再配合上 Blockshadow 机制——节点可根据 blockshadow 和自己的交易文件重构完整区块链，以此达到加快共识和提供 TPS。Arweave 在 POW 上进行改进，首创 POA 共识机制，优化了 POW 电力浪费的问题。在 P2P 网络层，Arweave 使用一种 Wildfire 的评分或审查机制，保证网络的稳定性，促进节点间数据分享的效率。这便是 Arweave 项目中 4 个核心技术，也可以看出 Arweave 在技术上创新的重点在提高效率和扩大吞吐量上。

项目机制

Arweave 的项目机制整体可以大致分为三部分：

首先是构建了 Arweave 网络基础的四个核心技术：

Blockweave 和 Blockshadow：Blockweave 要求出新区块时无需验证所有区块，但必须同时验证一个以前的随机区块；Blockshadow 则是新出块发给其他节点的信息，其仅含所有先前块的哈希信息和所有交易的钱包列表，而非传统 POW 中的交易文件，然后节点可以根据 Blockshadow 和自己块中的交易文件重构完整块。Arweave 的系统让区块保持一种持续验证的状态，Blockshadow 中的数据经过持续不断的验证，新矿工则无需验证即可开始编织新的区块，以此来提高 TPS 和提升整条链的扩展性。Blockweave 的数据结构如下图，

Graph : arweave.org

Proof of Access：所以因为 Blockweave 的特性，Arweave 改进 POW 为 POA，在无需存储整条连续的区块链的情况下，矿工可以存储任意区块，并根据调用区块的信息生成新块，所以 POA 机制时 Blockweave 和 Blockshadow 技术下的自然产物。POA 可以确保矿工存储网络数据，但矿工也可以使用如 AWS 和谷歌云等远程服务器以降低成本，中心化的服务器显然有悖于 Arweave 去中心化概念，所以 POA 共识在今年 2 月被升级为 SPORA（Succinct Proofs of Random Access）。SPORA 加强了数据检索速度在区块奖励中的权重来遏制矿工使用中心化服务器，本地硬件能检索更快便能获得更高的激励（根据 Blockweave 机制，赢得区块奖励受存储的区块数据和检索调用区块数据的效率两方面影响，存储成本又比算力成本低，所以矿工会优先优化存储方式，新共识加强后者奖励权重，让矿工更倾向使用本地硬件，以此来保证网络存储数据去中心化）。所以机制的升级又进一步保证了 Arweave 数据存储的去中心化。

Wildfire：Arweave 在基础设施——节点的运营维护上采用 Wildfire 系统。 Wildfire 其实是一种保障节点带宽和服务器稳定性良好的节点间相互评级的评分机制：

如上图所示，节点与相邻节点分享数据的同时，对相邻节点的表现进行评分，评分越高表示可靠的数据越多。用户文件读取的请求通过 DAPP 上传节点后发布全网，拥有文件的节点做出回应并以一个交易的形式进入交易池，挖到新块的节点有资格从这些交易中选一个，这里便依据 Wildfire 的高评分优先，然后文件就从被选节点中读出来。这样的经济手段同时也促进了数据分享的效率。

其次，Arweave 为了长久发展保障网络的永久存储而建立了存储基金（Storage Endowment）。

当一条数据被写入 Arweave 网络时，用户需要支付预付款并同时以存储购买力的形式产生利息。随着时间的推移，这种一次性预付款的利息会被提供给哪些提供硬盘空间的人，存储可获利。

因此，Arweave 通过对存储贡献的定价并建立基金，在经济上保证项目的一个长远发展。

最后，在 Arweave 的核心数据存储层上，是 Permaweb，这是一个相互关联的文档和应用程序集合，其所有内容都是永久的。Arweave 网络本身是建立在 HTTP（传统网络协议）上，所以浏览器可以访问存储在网络中的所有数据。此外，一旦数据提交，任何人（包括上传者）都无法以任何方式更改（不可篡改）。

代币经济

AR 是 Arweave 网络中的原生代币，总供应为 66，000，000：l 55，000，000 AR 在 2018 年 6 月 8 日网络启动时在创世区块中被创建；l 11，000，000 AR 作为区块挖矿奖励，逐步流入市场。

2018.6.6，白名单初始代币发行 8，700，000 AR。2019.6.11，Arweave 从 A16z crypto、Multicoin Capital 和 Union Square Ventures 获得种子轮投资 500 万美元以换取 AR 代币。2020.5.3，Arweave 又从 Andreessen Horowitz, a16z crypto, Coinbase Ventures, and Union Square Ventures 获得种子轮投资 830 万美元以换取 AR 代币。

Profit Sharing Token：Arweave 正在开发一个利益共享社区（Profit Sharing Community）来赋能创始人、贡献者和用户，以提供更好的网络体验。PSC 可以被视为一个开源的公司，参与者可以在任何时候花任意时长做出对项目的贡献，并立即获得利润红利。用户与 Permaweb 交互需花费 AR，这笔支出包括矿工费、存储基金费和小费，而这部分小费就以 PST 的形式为社区创始人和贡献者提供收入来源。PST 可获得代币支付的股息，也可在公开市场上直接出售。

优势与劣势

了解了项目机制和代币经济之后，Arweave 的优劣也有了大致的轮廓。从项目机制上来看，一方面，Arweave 的核心技术主要是实施在优化网络效率上，不论是吞吐量还是网络稳定性都有一定的保障，根据区块律动 BlockBeats 的调研，实际上的用户体验也非常流畅，设计切合 web2 时代用户的习惯不会造成很高的区块链外用户的使用门槛，并且生态涵盖技术开发、金融应用等等领域众多能满足众多群体的需求；另一方面，Arweave 的永不可篡改是把双刃剑，优在于防止了信息被恶意更改便于建立不可篡改的去中心化数据库并对希望审查和挑战其质量的人开放，劣在于要求开发者上传的文件不能有任何错漏，这势必会造成网络上存储大量的废弃文件。

从代币经济上来看，Arweave 一切都以“长远”为目标。基于“永久存储”的标签，AR 代币目前多用于持续挖矿和项目融资，并且建立“去中心化公司”的经营模式和 PST 来让创始人、贡献者、用户和项目的利益一致，共同发展，达到长远发展的目标。

从商业模式上来看，永久数据存储是 Amazon，Google 和其他公司尚未开发的全新市场，Arweave 可以帮助机构存储完备的不可篡改的知识和信息，比如 Arweave 和美国国家海洋与大气管理局合作存储二氧化碳探测量值。然而，Arweave 只需一次性费用而非每月续费的经营模式，虽然项目方宣称自身永久存储低廉，但根据 1kx 组织研讨，其成本其实要根据存储时间来考虑，目前 AWS 费用每 TB 为 $20/月，Sia 每 TB 为最低 $1/月，而 Arweave 需要最高 $10000/TB，所以存储将近 10 年以上 Arweave 才比较划算。进而，成本高的副作用就是用户一方面未必会考虑超过 10 年的成本，另一方面可能会将“存储技术革新成本会越来越低”加入考虑，所以 Arweave 并非成本最小化的优选。

此外，Arweave 生态能够扩展到 IPFS 上，与 IPFS 向后兼容，IPFS 上构建的开发人员可以无缝过渡到 Arweave 并获得永久存储。项目方称之为 Arweave+IPFS 桥，简而言之，IPFS 用户存储文件时可以选择“上传服务”，在 IPFS 网关抓取数据后签名确认为 Arweave 的一个交易并被打包进 Arweave 区块，运行 Arweave+IPFS 桥的节点将此数据添加到自己的节点，过程如下图：

Graph : IPFS/Filecoin 社区

运行 Arweave+IPFS 系统的节点既属于 Arweave 网络又属于 IPFS 网络。所以有文章也称 Aweave 是 IPFS 的另一个激励层（第一个是 Filecoin），这样也为 Arweave 带来了更广阔的生态。

应用场景

Arweave 永久存储的应用场景在业内有一定的争议，官方给出的应用场景在于法规要求保存一定年限的文档，可证明的媒体报道，学术研究与不可更改的记录。而目前生态中发展出的诸如游戏或社交网络 DAPP 等应用的数据是否需要永久存储则被认为并非硬性的需求。近期 Arweave 的存储业务拓展到了一个爆发式增长的领域：NFT 存储。NFT 通常需要链外保存数据，如果该数据丢失或被更改，NFT 将彻底失去意义，在前文介绍中 Arweave 在这方面有得天独厚的优势。根据 Mechanism Capital 消息，Opensea 和 Mintbase 已经与 Arweave 开始战略合作，Solana 链上的 NFT 项目 Metaplex 也采用 Arweave 作为元数据存储的默认工具。部分其他区块链也用 Arweave 作为链上事实的备份，比如 Solana 在 Arweave 上记录去状态记录。应用生态现状

截至 2021 年初，基于 Arweave 协议的应用已经超过 250 个，领域包括金融、社交网络、内容分发、验证、存储归档、DAO 和基础设施工具等等，如下图：

Arweave 生态上的项目并非百花齐放，整体开发情况更贴近 Arweave 的商业模式。比如，Verto 就是专门交易 PST 的去中心化交易所，Mirror 等的发布的内容都是永久存储，Permanent Archives 建立了一个政治和历史信息的永久档案库，FOR Weave 是一种永久存储的防伪解决方案并获得 7000 多项学术认证。

Graph and resource：viewblock（2021.9）

Arweave 项目历时 3 年，项目整体一直处于一个稳定增长的状态，截至 2021 年年中，链上交易又进一步增长，整体项目目前在一个快速增长的阶段。Arweave 网关数据使用情况整体逐月上涨，但又或许因为永久存储的性质，偶尔的大规模数据使用情况突出且明显。总体而言，链上数据表明 Arweave 项目与其生态三年以来发展态势良好，目前趋势符合其“长久发展”的目标。

行业与竞争

全球云储存行业市场规模自 2015 年起一直在稳步增长，而需求决定供应，这说明对数据存储业务的需求也在一步步扩大当中。其中，去中心化存储相比中心化存储而言，能将空闲的存储空间积极地调动起来。本报告暂不做这二者的比较，而将重点放在对去中心化存储业内的现状与分析，以此来了解 Arweave 在去中心化存储市场中的地位。

目前去中心化存储主要有以下几个项目：

IPFS 是较早的主打去中心化存储的项目，其是一个分布式文件存储和分发协议，也仅仅处理文件的存储与分发，所有节点都是自愿提供存储空间，在 IPFS 系统中缺乏激励，所以就衍生出两个“激励层”Filecoin 和 Arweave。Filecoin 是 IPFS 团队自主开发的项目，对节点提供 FIL 代币的激励，延续 IPFS 基于合约的去中心化存储模式，Filecoin 甚至激励矿工存储经过验证的数据，在这一点上是优于 Arweave 的。Sia 同样是基于合约的存储，其与 Filecoin 和 Arweave 都不同的是，数据提供者不是矿工，降低了进入门槛，简单性和可用性是其项目的标签，根据 The Block 调研，其存储的文件量仅为 Filecoin 的 10%左右。而 Storj 与中心化的云存储项目更为类似，其只是一个供应侧的激励层，同样是分布式节点运营，节点用户可以免费租用空间并且以 STORJ 令牌为工作收入，该项目的主张也是比传统云存储服务更快，更便宜，更安全。那么让我们来看看相关的一些数据，

Graph and resource：The Block Research（2021.4）

除了机制与共识上的不同，Filecoin 因为容量大但门槛低的特点在去中心化存储赛道上属于后来居上，很快地占据了主要市场，这与早先 IPFS 的运营肯定也是分不开的。而 Arweave 创新的永久存储和新的激励机制，也在市场上占有一席之地，并在存储规模上与 Filecoin 不分伯仲（Arweave 兼容 IPFS 成功引流了一部分用户），但与 Sia 和 Storj 一样在资金面上是远低于 Filecoin 的。

团队

投融与合作

Arweave 是由顶级投融机构 Techstars，Multicoin，Coinbase 和 a16z 等投资的，背后资本实力雄厚。

总结

Arweave 打造了一个一次付费，永久存储，免费读取，不可篡改的数据存储同台。同时，Arweave 还开发了 REST API 接口，可开发各种有文件存储需求的应用，借此打造属于自身的生态。Arweave 的核心技术主要是实施在优化网络效率上，不论是吞吐量还是网络稳定性都有一定的保障，但“永不可篡改”是把双刃剑，优在于防止了信息被恶意更改便于建立不可篡改的去中心化数据库并对希望审查和挑战其质量的人开放，劣在于要求开发者上传的文件不能有任何错漏，这势必会造成网络上存储大量的废弃文件。Arweave 一切都以“长远”为目标，代币经济对投资者长期持有很有激励，商业模式也是存储将近 10 年以上 Arweave 才比较划算。Arweave 生态的打造，一是自身 DAPP 平台的搭建，二是与 IPFS 向后兼容即 IPFS 上构建的开发人员可以无缝过渡到 Arweave 并获得永久存储，三是生态合作即包括 Solana 和 Opensea 以及美国气象局等等机构的大规模合作。生态也一起以“长远发展”为目标，并在持续扩张中。目前去中心化存储的龙头项目依然是 Filecoin，Arweave 创新的永久存储和新的激励机制使其在存储规模上几乎与 Filecoin 不分伯仲（Arweave 兼容 IPFS 成功引流了一部分用户），而其他项目 Sia 和 Storj 在资金面上是远低于 Filecoin 的。官网：https://www.arweave.org/参考资料

Arweave 白皮书。Available at：https://www.arweave.org/technology#papersJohn Dantoni. Mapping out Arweave's ecosystem. The Block Research. Available at: https://www.theblockresearch.com/mapping-out-arweaves-ecosystem-118779风险提示 Hoo Research 所有文章都不构成投资推荐，投资有风险，须考虑个人风险承受能力，建议对项目进行深入考察，慎重做好自己的投资决策。欢迎转载，请注明文章来自 Hoo Research（Hoo.com）