https://arxiv.org/html/2402.05709v1

这篇论文是关于Nostr生态系统的探索性研究，Nostr是一个去中心化的社交网络，于2022年推出。它类似于Twitter这样的微博服务，但在基础设施上有很大的不同。Nostr引入了“中继”的概念，作为开放的存储服务器，接收、存储和分发用户的帖子。每个用户通过公钥唯一标识，并通过数字签名确保帖子的真实性。因此，用户可以安全地通过各种中继发送和接收帖子，这使他们摆脱了对单一服务器的依赖，并增强了帖子的可用性（例如，使其更抗审查）。

研究者们对Nostr生态系统进行了首次大规模测量，时间跨度从2023年7月1日到12月31日。研究集中在两个关键方面：Nostr中继和帖子复制策略。研究发现，与传统的Fediverse应用程序相比，Nostr实现了更优越的去中心化。然而，中继的可用性仍然是一个挑战，尤其是对于免费使用的中继，其财务可持续性是一个影响因素。研究还发现，跨中继复制帖子增强了帖子的可用性，但也引入了显著的开销。为了解决这个问题，研究者们提出了两项设计创新：一是控制帖子复制的数量，二是减少检索帖子期间的开销。通过数据驱动的评估，展示了它们在不负面影响系统的情况下的有效性。

Nostr生态系统的关键特点包括：

1. 去中心化：用户和帖子高度分布在中继上，大多数（93%）帖子可以在多个中继上找到。

2. 中继分布：中继分布在44个国家和151个自治系统中，没有单一国家或自治系统承载超过25%的中继。

3. 可用性挑战：尽管去中心化程度高，但中继的不稳定可用性仍是一个问题，20%的中继超过40%的时间处于停机状态。

4. 财务可持续性：特别是对于免费使用的中继，95%无法通过比特币小费或捐赠覆盖其运营成本。

5. 帖子复制：Nostr通过在多个中继上放置帖子来增强帖子的可用性和审查抵抗力，但这也带来了存储和中继-用户通信的开销。

6. 帖子检索：由于Nostr协议，用户可能需要从不同的中继多次检索相同的帖子，导致带宽的浪费。

为了解决这些问题，论文提出了以下设计创新：

1. 帖子发布时的优化：通过引入一个新功能来控制帖子复制的数量，有效减少了380百万次帖子复制，同时保持了相同的帖子可用性水平。

2. 帖子检索时的优化：通过减少不必要的检索，将浪费的检索从98.2%降低到11.7%，同时确保99.4%的帖子可以被找到和检索。

论文的主要贡献是：

1. 编制了Nostr生态系统的第一个大规模数据集，包括17.8百万个帖子，616百万个帖子复制，150万用户和712个中继。

2. 通过综合数据集，观察到Nostr和Fediverse作为去中心化社交网络之间的显著差异。

3. 提出了两个设计创新，旨在控制帖子复制的数量和最小化帖子检索期间的开销。

最后，论文指出了未来工作的方向，包括试点和部署系统创新，以及研究在Nostr之上构建的次级应用程序的使用情况。