Arweave 出块流程详解

本文详细解释了Arweave网络从用户提交数据到区块被全网保存的整个出块流程。我们将一步步解析这个过程，包括数据存储、矿工打包、验证与共识以及最终的数据永久保存。

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1. 用户提交数据存储请求

1.1 用户发起交易

• 用户准备数据：用户使用Arweave钱包或其他与Arweave集成的应用程序上传想要永久存储的数据（例如文件、图片、文本等）。

• 打包成交易：用户提交的数据会打包成一个“交易”（Transaction），包括以下内容：

  • 数据：实际要存储的内容（文件、文本、音频等）。
  • 交易信息：包括交易发起者的公钥、交易费用等。
  • 存储费：用户支付一次性永久存储费用（AR代币），费用根据数据大小动态确定。

• 签名交易：用户用私钥对交易进行数字签名，确保交易的合法性。

1.2 广播交易

• 广播到网络：签名后的交易被广播到Arweave网络，成为待处理交易（Unconfirmed Transaction），等待矿工打包进区块。

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2. 矿工监听并打包交易

2.1 矿工监听交易池

• 矿工节点监听交易池：Arweave网络中的矿工节点持续监听未确认交易池，挑选合法的交易打包。

2.2 矿工进行工作量证明（Proof of Work, PoW）

• 工作量证明机制：矿工需要通过计算找到符合一定难度的哈希值，确保出块速度保持在每两分钟左右。

2.3 矿工选择引用历史区块（Block Weave）

• 区块依赖性链（Block Weave）：矿工在创建新区块时，不仅引用前一个最近区块，还引用多个历史区块，确保数据的可访问性和安全性。

• 引用策略：矿工根据激励机制选择不同历史区块，引用较老的区块可获得更高奖励，因为这些数据可能被其他矿工抛弃。

2.4 打包交易进新区块

• 打包过程：矿工将用户交易与其他未确认交易一起打包进新区块。新区块包含：
  • 区块头：包括前一区块哈希、工作量证明、时间戳等。
  • 交易列表：用户提交的交易。
  • 数据引用：历史区块的引用信息。

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3. 新区块的验证与广播

3.1 新区块广播到网络

• 矿工节点广播新区块：矿工完成工作量证明后，将新区块广播到全网。

3.2 其他节点验证新区块

• 多层验证：
  • PoW验证：其他节点验证新区块的工作量证明是否有效。
  • 交易验证：验证每笔交易的签名和费用。
  • 存储证明验证：检查新区块中引用的历史区块数据的有效性。

3.3 达成共识

• 网络共识：当大多数节点确认新区块有效后，新区块正式加入Arweave区块依赖性链。

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4. 数据的永久存储与全网确认

4.1 区块永久存储

• 区块加入Block Weave：一旦新区块被确认，它会永久存储在Arweave的Block Weave结构中。引用机制确保历史区块数据的有效性。

• 数据不可篡改性：数据一旦存储，任何修改都会导致整个链条的哈希失效，确保数据不可篡改。

4.2 矿工获得奖励

• 矿工奖励机制：矿工成功打包区块后，获得AR代币奖励，激励矿工参与网络并维护存储数据。

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5. 长期数据存取与维护

5.1 存储证明机制（Proof of Access, PoA）

• 存储证明机制：矿工需证明自己保留了过去区块的数据，未来生成新区块时展示过去区块的一部分数据。

5.2 数据的持续访问

• 用户数据的永久可访问性：一旦数据存储，任何人都可以通过交易ID在Arweave网络永久访问这些数据。

5.3 无需持续支付

• 一次性存储费用：用户只需支付一次费用，数据就会永久保存，无需持续付费。

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六. 总结

Arweave通过其独特的Block Weave结构，确保用户数据从提交到永久存储的每个过程安全、不可篡改、可访问。用户只需支付一次费用，数据就能永久存储，并且通过引用历史区块，矿工参与维护数据的长期可用性，形成了一个去中心化的永久存储网络。