Care sunt diferențele dintre diferitele niveluri de disponibilitate a datelor? În acest articol, vom explora avantajele și dezavantajele fiecărei abordări.
În ultimii ani, stratul 2 a început să câștige tracțiune și adoptare datorită concentrării tot mai mari pe scalarea execuției. În același timp, din ce în ce mai mulți jucători se confruntă cu provocări de creștere din cauza spațiului limitat în bloc și a costurilor ridicate. Ei au început să realizeze că pentru a scala în mod eficient blockchain-ul, un nivel scalabil de disponibilitate a datelor era critic. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că au nevoie de un strat de tehnologie de bază care să fie atât rentabil, cât și să aibă un spațiu de bloc mai mare pentru a suporta diferite tipuri de pachete.
Avail și alte câteva echipe construiesc soluții scalabile de disponibilitate a datelor de la zero, în timp ce altele, precum Ethereum, încearcă să mărească capacitatea de disponibilitate a datelor a blockchain-urilor existente. Indiferent de abordare, un fapt rămâne: dezvoltatorii de nivel de bază pe care îl aleg astăzi le vor determina avantajul competitiv în anii următori.
Avail face parte dintr-un ecosistem modular în creștere rapidă, care își propune să crească disponibilitatea datelor pe blockchain. Pe lângă Avail, există și alte soluții de disponibilitate a datelor (DA), cum ar fi Celestia și EigenDA, care lucrează pentru același scop. Diverse soluții folosesc diferite strategii și căi tehnice pentru a obține scalabilitatea blockchain. Ca un exemplu în acest sens, Ethereum adoptă în prezent o tehnologie numită Proto-Danksharding, care este cunoscută și ca EIP-4844. Această tehnologie este un pas către obiectivul pe termen lung al Ethereum de a tehnologia completă Danksharding.
Acest articol va evalua avantajele și dezavantajele fiecărei abordări. Vom evidenția diferite opțiuni de design pentru a vă oferi o înțelegere cuprinzătoare. și ajută dezvoltatorii să găsească stratul DA care funcționează cel mai bine pentru ei.
Să începem cu o prezentare generală și apoi să detaliem fiecare categorie:
securitate cibernetică
Când luăm în considerare nivelul de bază, securitatea și rezistența rețelei sunt primele lucruri de îngrijorare. Iată care sunt factorii cheie atunci când verificați puterea rețelei.
mecanism de consens
În mecanismele de consens, există o dilemă fundamentală între viață și securitate. Liveness asigură că tranzacțiile sunt procesate rapid și rețeaua continuă să funcționeze, în timp ce securitatea asigură că tranzacțiile sunt exacte și sigure. Diferite sisteme blockchain fac alegeri diferite pentru cazurile lor de utilizare unice pentru a atinge echilibrul potrivit.
Avail utilizează mecanismele de consens BABE și GRANDPA ale SDK-ului Polkadot. BABE este folosit în principal pentru a genera blocuri. Pentru a asigura vitalitatea rețelei, se coordonează cu nodurile de validare pentru a determina care nod va deveni noul producător de blocuri. BUNICUL este în principal responsabil pentru confirmarea finală a blocării. Când mai mult de două treimi dintre validatori confirmă că un lanț conține un anumit bloc, GRANDPA permite blocuri care confirmă toate blocurile anterioare până la acest bloc specific. Prin combinarea acestor două mecanisme, Avail creează un registru hibrid care crește rezistența rețelei sale, permițându-i să supraviețuiască partițiilor temporare ale rețelei sau defecțiunilor masive ale nodurilor.
Opțiunile de design ale Avail sunt similare cu Casper și LMD GHOST utilizate în Ethereum. LMD GHOST este motorul de producție de blocuri Ethereum care se bazează pe finalitatea probabilistică precum BABE, în timp ce Casper FFG precum GRANDPA este un mecanism de finalizare care oferă garanții de finalitate.
Alegerea de proiectare a Celestia de a folosi Tendermint le permite să determine blocuri la momentul generației. Cu toate acestea, compromisul unei astfel de opțiuni este riscul ca lanțul să poată fi oprit dacă mai mult de o treime dintre operatori sau validatori scad. De asemenea, este important să rețineți că finalitatea blocului nu garantează disponibilitatea datelor. Celestia folosește un design rezistent la fraudă. În acest design, chiar dacă un bloc a atins rapid finalitatea (adică a fost confirmat și nu poate fi modificat), utilizatorii trebuie să aștepte până când sunt încrezători că datele relevante sunt disponibile.
Comitetele de disponibilitate a datelor (DAC) sunt un grup de organizații sau entități responsabile de asigurarea accesibilității datelor sau de verificarea disponibilității datelor. Când confirmă că datele sunt disponibile, folosesc o semnătură criptografică specifică pentru a exprima această confirmare. Aceasta înseamnă că, atunci când mai mult decât majoritatea membrilor comitetului sunt de acord că anumite date sunt disponibile, vor folosi o semnătură digitală specială pentru a dovedi acest fapt.
EigenDA este un DAC care nu este stocat direct pe lanțul principal al Ethereum, așa că este numit DAC „off-chain”. Validatorii din rețeaua Ethereum au opțiunea de a se alătura EigenDA. Atunci când membrii DAC confirmă disponibilitatea anumitor date, ei furnizează o dovadă sau o declarație bazată pe un contract inteligent. Această certificare arată că au verificat autenticitatea sau integritatea datelor. În plus, pentru a asigura ordinea sau structura datelor, membrii DAC se bazează și pe un serviciu extern, independent pentru sortarea sau organizarea datelor.
Descentralizare
Când luăm în considerare securitatea unei rețele, există doi factori cheie de luat în considerare: suma totală mizată și distribuția acelor mize. Gradul de descentralizare, adică cât de uniform este distribuită suma gajată, afectează direct securitatea unei rețele. Costul atacurilor potențiale este utilizat pentru a evalua securitatea rețelei. Acest lucru se datorează faptului că, dacă suma mizată este distribuită uniform într-un set mai mare de validatori, un sabotor care încearcă să atace rețeaua ar trebui să convingă mai multe noduri să pretindă aceeași sumă mizată.
Avail moștenește Nominated Proof-of-Stake (NPoS) de la Polkadot, ceea ce îi permite să accepte până la 1.000 de validatori. Datorită metodei sale secvențiale Phragmén, o metodă de alegere cu mai mulți câștigători, NPoS are o distribuție eficientă a recompenselor care reduce riscul centralizării mizei.
Avail este unic printre toate soluțiile de disponibilitate a datelor prin capacitatea sa de a eșantiona date din rețeaua P2P de client ușor, mai degrabă decât să se bazeze în totalitate pe noduri complete pentru a prelua date în cazul unor probleme de rețea sau blocaje ca alte sisteme. Această caracteristică diferențiază Avail de alte soluții de disponibilitate a datelor existente și viitoare. Datorită acestei caracteristici, Avail oferă un mecanism de backup eficient și fiabil care asigură disponibilitatea datelor chiar și în cazul unei defecțiuni. Acest lucru sporește și mai mult stabilitatea și imunitatea la interferențe ale rețelei de disponibilitate a datelor Avail.
Celestia folosește Tendermint ca protocol de consens, iar setul de validare poate ajunge la sute.
În timp ce Ethereum, ca un singur blockchain, servește drept standard de aur pentru securitate cu cele peste 900.000 de noduri validatoare, amploarea distribuției rețelei nu este pe deplin reflectată în acest număr.
În schimb, un DAC va include de obicei doar câteva noduri responsabile pentru confirmarea disponibilității datelor blockchain.
Este important de reținut că procesul de re-staking nu depinde de securitatea câștigată de la Ethereum, securitatea acestuia depinde în primul rând de cantitatea totală de re-staking Ether pe platformă. Acest lucru înseamnă că re-staking în sine nu ajută în mod direct la îmbunătățirea securității platformei, ci doar folosește o parte din angajamentele existente blocate pe Ethereum.
EigenDA adună semnături din nodurile sale complete. Cu toate acestea, afirmațiile sale, verificate prin contracte inteligente, nu oferă același nivel de garanții de disponibilitate a datelor (DA) în comparație cu eșantionarea disponibilității datelor. EigenLayer adoptă o strategie de re-staking, care utilizează fonduri sau active care sunt deja blocate pe Ethereum pentru a miza pentru a-și susține propria rețea. Cu toate acestea, această abordare a primit unele critici, deoarece poate reutiliza anumiți validatori și poate duce la suprasolicitarea mecanismului de consens.
Consum suplimentar de mediu de execuție
În ultimul deceniu, blockchain-urile unice cu capabilități de contract inteligente au introdus inovații inovatoare. Cu toate acestea, chiar și tehnologiile de ultimă oră ale acestei epoci, cum ar fi Ethereum, în care disponibilitatea datelor, execuția și soluționarea sunt îmbinate într-una singură, vin cu limitări semnificative de scalabilitate. Aceste limitări au stimulat creșterea tehnologiilor Layer2, care mută execuția în afara lanțului, și dezvoltarea de îmbunătățiri propuse precum EIP-4844 (cunoscut și sub numele de Proto-danksharding și Danksharding).
Contractele inteligente divine definesc statul și acționează ca o punte către rollup-uri. În această abordare, Ethereum servește drept autoritate și standard pentru verificarea acurateții rollup-urilor.
Avail decuplă execuția și decontarea de layerul de bază și permite rollup-urilor să publice date direct în Avail. Avantajul acestei abordări modulare este că acele pachete bazate pe Avail pot folosi rețeaua de clienți light P2P a Avail pentru a verifica cu ușurință starea lor. În plus, dacă această rețea este utilizată pentru a furniza dovezi de execuție, atunci rollup-urile au capacitatea de a se actualiza fără a fi nevoie să se bazeze pe contracte inteligente sau pe stratul de bază pentru a-și defini starea. Acest lucru oferă rollup-urilor o mai mare flexibilitate și autonomie. Această nouă abordare oferă dezvoltatorilor un strat de bază care poate fi extins în funcție de nevoile lor, oferindu-le opțiunea de a stabili o legătură cu orice strat acceptat la alegere.
Celestia adoptă o abordare similară față de Avail. Singura diferență este că clientul său ușor nu poate suporta încă rețeaua în cazul unei întreruperi complete a nodului.
De asemenea, EigenDA nu are un strat fix de decontare.
Potenţial de dezvoltare
Pe lângă securitatea și rezistența stratului de disponibilitate a datelor (DA), abilitatea de a face față cerințelor crescute ale rollup-urilor și blockchain-urilor construite pe deasupra este esențială pentru succesul lor. Să ne uităm la câțiva factori cheie de luat în considerare.
Dovada de eficacitate
Când discutăm despre dovezile de validitate, este esențial să înțelegem compromisurile dintre dovezile de fraudă și dovezile de validitate în nivelul de disponibilitate a datelor. Angajamentul KZG folosit de Avail este o dovadă a validității pentru asigurarea DA care reduce cerințele de memorie, lățime de bandă și stocare și oferă simplitate, ceea ce înseamnă că dimensiunea dovezii nu este fixată de complexitatea polinomială. Acest lucru face ca KZG să promite să fie ideal pentru blockchain-urile bazate pe cunoștințe zero, unde eficiența, confidențialitatea și scalabilitatea sunt importante.
În plus, clientul ușor de la Avail poate accesa rapid și eșantiona date și poate asigura codificarea corectă a blocurilor, oferind garanții de disponibilitate a datelor atunci când sunt finalizate noi blocuri, în timp ce protecția împotriva fraudei necesită așteptarea expirării perioadei de provocare. Combinația dintre angajamentele KZG și clientul ușor al Avail accelerează procesul de verificare pe Avail, permițând rollup-urilor sau lanțurilor suverane construite pe acesta să profite de procesul său rapid de verificare și creează scalabilitate și flexibilitate pentru proiectele blockchain pentru anii următori. Această abordare de verificare este un diferențiere cheie între straturile Avail și DA similar cu Celestia.
Celestia folosește o funcție hash securizată, care este mult mai rapidă decât generarea angajamentului KZG. Schimbul aici este că trebuie să se bazeze pe dovezile de fraudă pentru a confirma acuratețea codării ștergerii, ceea ce introduce potențiale întârzieri în asigurarea garanțiilor de disponibilitate a datelor.
Nodurile luminoase ale Celestia nu pot confirma în mod explicit dacă datele sunt disponibile sau dacă există dovezi de fraudă care nu au fost încă primite. Cu alte cuvinte, utilizarea dovezilor de fraudă reduce capacitatea nodurilor ușoare ale rețelei de a confirma fără ambiguitate disponibilitatea datelor după eșantionare, deoarece este necesară o perioadă de provocare necesară ca parte a verificării optimiste.
EigenDA va folosi angajamente KZG și va descărca doar cantități mici de date, mai degrabă decât blocuri complete, și va folosi dovezi de valabilitate. Abordarea lor este să folosească codificarea de ștergere pentru a împărți datele în bucăți mai mici și să solicite operatorilor să descarce și să stocheze doar o singură bucată, care este o fracțiune din dimensiunea totală a fragmentului de date.
În ceea ce privește Ethereum, în timp ce versiunea actuală nu folosește dovezi de valabilitate, EIP-4844 și Danksharding complet vor face acest lucru atunci când vor fi implementate.
Capabilitati extinse
Proliferarea L2-urilor se datorează limitărilor Ethereum, cum ar fi costurile scumpe și tranzacțiile lente. Au devenit stratul de execuție al Ethereum, generând o cerere crescută de spațiu bloc. În prezent, costul publicării datelor către Ethereum este estimat la 70% până la 90% din costul total al rollup-urilor. Acest lucru creează costuri suplimentare pentru validatoare și aplicații dezvoltate pe Ethereum.
Straturile de bază precum Avail și Celestia sunt concepute pentru a rezolva această problemă. Sunt optimizate pentru disponibilitatea datelor, cu capacitatea de a extinde dinamic dimensiunile blocurilor pe măsură ce cererea crește. Combinând clienții ușoare și eșantionarea disponibilității datelor (DAS), aceștia au avantajul de a scala dimensiunile blocurilor de disponibilitate a datelor ca răspuns la creșterea cererii în rețeaua lor. Aceasta înseamnă că, pe măsură ce spațiul blocului crește, aplicațiile construite pe deasupra rămân neafectate, deoarece clienții ușoare din aceste rețele pot executa DAS fără a descărca întregul bloc. Această capacitate unică îi diferențiază de blockchain-urile unice.
În septembrie 2023, Ethereum are cea mai mare comunitate, cu o capitalizare de piață de 191 de miliarde de dolari. În timp ce protocoalele construite pe Ethereum se bucură de economii de scară, ele se confruntă, de asemenea, cu costuri de tranzacție costisitoare din cauza spațiului limitat de bloc din ultimii câțiva ani. În creșterea rollup-urilor, numărul de utilizatori și volumul tranzacțiilor au atins apogeul, iar rollup-urile au devenit cea mai bună alegere pentru execuție. Pe măsură ce tehnologia blockchain devine mai răspândită, cererea de spațiu bloc va continua să crească.
În timp ce DAC-urile se pot scala datorită abordării lor simple centralizate, unele pachete au folosit DAC-urile ca măsură temporară până când pot proiecta o soluție DA descentralizată.
Eșantionarea disponibilității datelor
Atât Avail, cât și Celestia acceptă clienții light cu Data Availability Sampling (DAS), permițând clienților light să ofere securitate minimă de încredere. După cum am menționat mai devreme, principala diferență este modul în care se realizează validarea și modul în care rețeaua P2P de client light a Avail înlocuiește nodurile complete pentru a sprijini rețeaua în cazul unei întreruperi sau blocaj.
În schimb, Ethereum post-EIP-4844 nu va include DAS. Aceasta înseamnă că clienții săi ușoare nu vor avea această caracteristică de securitate actualizată, cu cea mai mică încredere. Mergând un pas mai departe, soluția DA a Ethereum include mediul său de contract inteligent. În plin danksharding, DAS va fi implementat pentru a extinde spațiul blob, care este de așteptat să fie disponibil în următorii câțiva ani.
Securitatea EigenDA se bazează pe încrederea într-un număr mic de noduri complete sau alte entități, deoarece nu are eșantionare a disponibilității datelor (DAS). Integritatea protocolului se bazează pe faptul că o supermajoritate a comitetului este sinceră și pe cel puțin o altă entitate care are o copie a datelor, similar unei construcții optimiste. În timp ce abordarea cu cvorum dublu îmbunătățește securitatea față de un singur cvorum, încă nu atinge idealul verificării independente prin DAS.
cost
Ethereum este cea mai scumpă soluție în comparație cu aglomerația și cererea. Chiar și cu EIP-4844, Ethereum va fi în continuare scump, deoarece oferă doar o creștere o singură dată a spațiului bloc. DAC-urile sunt cele mai ieftine, dar acest lucru vine în detrimentul adoptării unei abordări mai centrale.
Fără un strat de execuție, Avail și Celestia vor putea menține costurile scăzute. De asemenea, pot crește cu ușurință spațiul de bloc, ceea ce Ethereum astăzi nu poate face fără DAS.
În ceea ce privește EigenDA, a spus că va introduce un model de cost flexibil cu taxe atât variabile, cât și fixe, dar costurile sale reale nu au fost încă dezvăluite.
Repere de performanță
Acum că am examinat potențialul de creștere, vom arunca o privire asupra performanței acestor blockchain-uri.
timp de blocare
Consultați tabelul de mai sus pentru a vedea timpii pentru fiecare bloc de compilare necesar.
Măsurarea performanței unui blockchain numai după timpul necesar pentru a construi un bloc este singulară, deoarece această măsurătoare acoperă doar un aspect al procesului, de la confirmarea blocului până la finalizarea verificării. Chiar și cu un mecanism de consens care oferă o finalitate instantanee, verificarea DA poate dura timp atunci când se utilizează metode bazate pe dovezi de fraudă.
Ethereum folosește Casper pentru a finaliza un bloc la fiecare 64-95 de sloturi, ceea ce înseamnă că finalitatea blocului Ethereum este de aproximativ 12-15 minute.
EigenLayer nu este un blockchain, ci un set de contracte inteligente care rulează pe Ethereum. Aceasta înseamnă că moștenește același timp determinist ca Ethereum. Deci, dacă utilizatorul trimite o tranzacție la rollup, rollup va trebui să trimită datele tranzacției către EigenLayer pentru a dovedi că datele sunt disponibile. Cu toate acestea, o tranzacție este considerată finalizată numai atunci când un bloc Ethereum este finalizat, ceea ce poate cauza întârzieri chiar dacă pachetul a acceptat tranzacția. Se discută deja metode de eludare a problemei prin oferirea de garanții DA mai rapide și măsuri criptoeconomice.
blocați spațiul
Pe măsură ce rollup-urile devin stratul de execuție al viitorului, cererea de spațiu bloc va crește doar. Straturile DA precum Avail și Celestia vor putea satisface cererea datorită designului lor modular, în timp ce creșterea spațiului bloc al Ethereum va fi limitată. Rețeaua de testare Kate de la Avail a fost configurată cu o dimensiune de bloc de 2MB, care este copiată și codificată cu ștergere la 4MB. Avail este unic prin capacitatea sa de a crește dimensiunile blocurilor folosind o tehnologie eficientă de verificare la nivelul clientului. Prin benchmark-uri interne, Avail a testat fără dificultate dimensiuni de bloc de până la 128 MB.
Celestia este, de asemenea, capabil să mărească dimensiunile blocurilor pe măsură ce cererea de spațiu pentru blocuri crește, datorită DAS.
EigenDA va scala debitul prin decuplarea DA și consens, codificare de ștergere și unicast direct. Cu toate acestea, acest lucru vine cu prețul rollup-urilor construite pe deasupra, care nu pot moșteni rezistența la cenzură a stratului de bază.
Rezuma
Alegerea unui strat de bază solid pentru a construi poate fi o provocare. Sperăm că acest articol îi va ajuta pe cititori să învețe mai multe despre avantajele și dezavantajele diferitelor opțiuni de design și să aleagă stratul DA care vi se potrivește.
Pentru a fi la curent, urmăriți-ne pe Twitter și abonați-vă la buletinul nostru informativ. Dacă oricare dintre punctele menționate în acest articol necesită clarificări suplimentare, nu ezitați să contactați echipa de pe forumurile Avail.