Modulli blokcheyn paradigmasi

Fizikada bog‘lanish — o‘zaro ta’sir orqali ikki xil harakat shakli bir-biriga ta’sir qiladigan hodisadir. Ajratish esa, aksincha, muammoni hal qilish uchun ikki xil harakat shaklini matematik jihatdan bir-biridan ajratishdir.

Dasturlash sohasida modullilik g‘oyasi juda o‘xshash: modulli dasturlash deb ataladigan dasturiy ta’minotni loyihalash usuli dastur funksiyalarini mustaqil va o‘zaro almashtiriladigan modullarga ajratishni ta’kidlaydi; bunda har bir modul kerakli funksiyaning faqat bitta jihatini bajarish uchun zarur bo‘lgan barcha narsalarni o‘z ichiga oladi.

Blokcheynlar ham kompyuter dasturlaridir. Aslida, ommaviy blokcheynga modullilik g‘oyasini qo‘llaganimizda, uni uchta asosiy komponentga bo‘lishimiz mumkin:

1. Ijro — bu zanjirni yangilash uchun zarur bo‘lgan hisoblash bo‘lib, u joriy holatni olish, bir guruh yangi tranzaksiyalarni qo‘shish va yangi holatga o‘tishni o‘z ichiga oladi.

2. Konsensus yoki hisob-kitob yoki xavfsizlik — bu tranzaksiyalar va ularning tartiblanishi uchun xavfsizlik va kelishuvni ta’minlaydi.

3. Ma’lumotlar mavjudligi (DA) — bu blok sarlavhasi ortidagi tranzaksiya ma’lumotlari e’lon qilingan va mavjud bo‘lishini ta’minlash uchun, shunda har kim osongina holatni hisoblab chiqib, holat o‘tishlarini tekshirishi mumkin.

Bu uchala komponentni hozirgi yirik blokcheynlardagi kabi bitta monolit zanjirga birlashtirish o‘rniga, biz ularni ixtisoslashgan zanjirlar yoki qatlamlarga bo‘lishimiz mumkin; har biri bitta modul rolini bajarib, blokcheyn funksionalligini yanada samaraliroq amalga oshiradi. Bu modulli blokcheyn paradigmasidir.

Modulli blokcheynlarning afzalliklari

Avval aytilganidek, modulli blokcheynlar bitta blokcheynning asosiy komponentlarini ajratib, ularni alohida qatlamlarda ishga tushirish natijasidir. Xo‘sh, modulli bo‘lmagan blokcheynlarga nisbatan modulli blokcheynlarning afzalliklari nimalardan iborat? Quyida sanab o‘tilgan afzalliklar keltiriladi.

Kengaytiriluvchanlik

Asosiy xususiyatlarning juftligiga ixtisoslashgan qatlamlar monolit blokcheyn bilan birga keladigan murosalarning cheklovisiz ancha katta kengaytiriluvchanlikka imkon beradi. Masalan, DA namunaviy tekshiruvi mavjud bo‘lgan modulli ma’lumotlar mavjudligi qatlami foydalanuvchilar soni bilan chiziqli ravishda kengaya oladi.

O‘zaro ishlash imkoniyati

Blokcheynlar bir klaster ichidagi blokcheynlar o‘rtasida ishonchni minimallashtirgan ko‘prikni yo‘lga qo‘yish uchun modulli umumiy xavfsizlik qatlamidan foydalanishi mumkin. Bu ham xavfsizlikni, ham bir nechta blokcheynlarning o‘zaro muloqot darajasini yaxshilaydi.

Boshlang‘ich tayyorlash

Yangi blokcheynlar minimal xarajat va vaqt bilan yaratilishi mumkin. Rollup dasturiy ta’minot ishlab chiqish to‘plamlari bunga nafaqat yordam beradi, balki konsensus mexanizmi, validatorlar yoki tokenlarni taqsimlash mexanizmlariga ehtiyoj sezmasdan boshlash yo‘lini ham taqdim etadi.

Tajriba o‘tkazish

Blokcheynlarni oson yaratish va yangi innovatsion texnologiyalarni sinab ko‘rish uchun ishlatish mumkin, bu esa butun zanjirlar stekiga qo‘shimcha kengaytiruvchanlik va optimallashtirishlar olib keladi. Buni amalga oshirish yangi zanjirlarga aynan o‘zlari innovatsiya qilishni istagan elementlarga e’tibor qaratish imkonini beradi, so‘ngra ular boshqa zanjirlarga ham tarqatilishi mumkin.

Rollup’lardagi DA qatlami

Rollup’lar, ya’ni Ethereum’ning samarali kengaytirishga qaratilgan 2-qavat yechimi, aslida modulli yondashuv hamdir. Rollup ijro qatlamini Ethereum 1-qavatidan ajratib olib, tranzaksiyalarni iloji boricha tez qayta ishlashga qaratilgan ijroga xos ikkinchi qatlamni shakllantiradi. Boshqa tomondan, Ethereum 1-qavati hali ham xavfsizlik va ma’lumotlar mavjudligi bo‘yicha qiyin ishlar uchun javobgar bo‘lib qoladi.

Demak, bu yerda ikkita savol bor. Birinchidan, nega ma’lumotlar mavjudligi bunchalik muhim? Ikkinchidan, modullilik g‘oyasidan yana foydalanib, DA’ni 1-qavatdan ajratib olishimiz mumkinmi? Buni tushuntirish uchun biroz vaqt ajrataman.

Birinchi savol uchun vaziyatni alohida muhokama qilishim kerak. Optimistic Rollup holatida, sekvenser yomonlik qilsa va noto‘g‘ri hisob balansi holatini joylashtirsa, har kim 1-qavatdan asl tranzaksiya ma’lumotlarini olib, challenge o‘tkazish uchun to‘g‘ri hisob holatini qayta tiklashi mumkin. Shunday qilib, DA’ning roli challenge yuzaga kelganda asl dalillarni taqdim etuvchi arxiv idorasi kabidir va bu challenge’ning to‘g‘ri hamda haqiqiy bo‘lishini ta’minlaydi.

Zero Knowledge (ZK) Rollup’ga kelsak, nol bilimli kriptografik isbot tufayli sekvenser yomonlik qila olmaydi. Ammo sekvenser ishdan chiqib qolsa yoki biror sababga ko‘ra mavjud bo‘lmasa, juda keskin holatlarda foydalanuvchilar 2-qavat zanjirdan chiqib ketib, pullarini 1-qavatga qaytarib olishlari kerak bo‘ladi; bunda DA har kim ma’lumotlarga asoslanib yakuniy holatni qayta tiklay olishini ta’minlash uchun zarur bo‘ladi. Shu sababli, DA’ning roli foydalanuvchilar uchun keskin vaziyatda silliq chiqishni kafolatlaydigan xavfsizlik eshigi kabidir.

Ikkinchi savolga qisqa javob — ha. Garchi DA juda muhim bo‘lsa-da va uni saqlash uchun eng yaxshi joy Ethereum 1-qavati bo‘lsa ham, eng xavfsiz zanjir ayni paytda eng qimmat ham bo‘ladi — hisob-kitob tranzaksiyalari va ma’lumotlarni saqlash gaz xarajati boshqa har qanday zanjirdagidan ancha yuqori. Shu sababli Matter Labs ham, Starkware ham foydalanuvchilarga ZK Rollup’ning arzonroq versiyasini, ya’ni ZK-Porter va Validium’ni taqdim etadi va 1-qavatda DA saqlamaslik evaziga murosa qiladi.

Natijada, ixtisoslashgan va modulli DA qatlami ko‘zga ko‘rina boshladi.

Ixtisoslashgan DA qatlami loyihalari

Celestia

Ilgari LazyLedger nomi bilan tanilgan Celestia — bu modulli konsensus va ma’lumotlar tarmog‘i bo‘lib, har kimga minimal qo‘shimcha xarajat bilan o‘z blokcheynini oson joylashtirish imkonini berish uchun yaratilgan. Konsensus va DA qatlamlarini ilova ijrosi bilan ajratib, Celestia blokcheyn texnologiyalari stekini modullashtiradi va markazlashmagan ilova ishlab chiquvchilari uchun yangi imkoniyatlar ochadi.

Celestia yoqilgan modulli arxitektura ostida ishlab chiquvchilar o‘zlarining virtual ijro muhitlarini bemalol belgilashlari mumkin. Har bir ilova o‘zining suveren ijro maydoniga ega bo‘ladi va asosiy zanjirda qattiq forklar qilmasdan yangilanishi mumkin.

Celestia’ning asosiy yutug‘i blokcheynni kengaytirishdagi asosiy cheklovlardan biri — “ma’lumotlar mavjudligi muammosi”ni hal qilishidadir. Bu muammo shuni so‘raydi: yangi blok yaratilganda, tugunlar o‘sha blokdagi barcha ma’lumotlar haqiqatan ham tarmoqqa e’lon qilinganiga qanday ishonch hosil qilishi mumkin? Muammo shundaki, agar sekvenser yoki blok ishlab chiqaruvchi blokdagi barcha ma’lumotlarni chiqarib bermasa, o‘sha blok ichida yashirilgan zararli tranzaksiyani hech kim aniqlay olmas edi.

Celestia buni qanday hal qiladi? U ma’lumotlarning barchasi zanjirga joylashtirilganini yuqori ehtimollik bilan kafolatlaydigan ma’lumotlar mavjudligi isbotlarini yaratish uchun o‘chirish kodlaridan foydalanadi.

Aniqrog‘i, sekvenser yangi blok yaratganda, Celestia blok ma’lumotlarini kodlash uchun ikki o‘lchovli reed-solomon kodlash sxemasidan foydalanadi. Ushbu sxema faqat ozgina ma’lumot namunasi butun blok e’lon qilinganini statistik jihatdan ishonch bilan tekshirish uchun yetarli bo‘lishini ta’minlaydi. Data Availability Sampling (DAS) deb ataladigan amalni bajarish uchun faqat yengil mijozlar kerak bo‘ladi — sekvenserning noto‘g‘ri ishlayotganini va ma’lumotni ushlab qolayotganini aniqlash uchun blokdan tasodifiy kichik bir bo‘lak ma’lumotni yuklab olish. Bu usul ehtimollik statistikasi nuqtai nazaridan juda samarali. Aslida, yengil mijoz ma’lumot bo‘lagini tasodifiy tekshirishga ettinchi marta urinayotganida, sekvenserning noto‘g‘ri ishlayotganini aniqlay olmaslik ehtimoli 1% dan past bo‘ladi. Va biror kichik ma’lumot bo‘lagi noto‘g‘ri kodlangani aniqlansa, tarmoqqa firibgarlik isboti orqali xabar beriladi. Bu o‘tkazuvchanlikning an’anaviy blokcheynlardagi kabi holat ijrosi bilan tiqilib qolmasligini ta’minlaydi va Celestia’ning o‘tkazuvchanligi ishtirok etayotgan foydalanuvchilar soniga qarab kengayishiga imkon beradi.

Dastlab EVM va Cosmos SDK’ga e’tibor qaratgan bo‘lsa-da, Celestia Ethereum va Cosmos ekotizimlariga integratsiyani istisno qilmaydi. Celestia Celestium deb nomlangan rejani e’lon qildi, u istalgan Ethereum L2 zanjiriga ma’lumotlar mavjudligi uchun Celestia’dan, hisob-kitob va nizolarni hal qilish uchun esa Ethereum’dan foydalanish imkonini beradi. Celestiumlar Ethereum L2’lari uchun yuqori o‘tkazuvchanlikdagi ma’lumotlar mavjudligini, boshqa zanjirdan tashqari ma’lumotlar mavjudligi usullariga nisbatan yuqoriroq xavfsizlik darajasi bilan ta’minlaydi.

Bundan tashqari, Celestia Evmos bilan hamkorlik qilib, Cevmos deb nomlangan EVM rollup’lari uchun hisob-kitob qatlamini yaratmoqda. Hisob-kitob zanjiri Optimint’dan foydalangan holda Celestia rollup’i sifatida amalga oshiriladi va Celestia’dan DA qatlami sifatida foydalanib, faqat rollup’lar uchun optimallashtirilgan, to‘liq EVM-ekvivalent stekni taqdim etadi; buning natijasida to‘lovlar pasayadi va rollup’larda miqyos yaxshilanadi.

Polygon Avail

Avail, Polygon asboblar to‘plamidagi kengaytirish yechimlaridan biri, alohida zanjirlar, yon zanjirlar va zanjirdan tashqari kengaytirish yechimlari uchun mo‘ljallangan, umumiy maqsadli va kengaytiriladigan ma’lumotlar mavjudligiga yo‘naltirilgan blokcheyndir.

Avail nihoyatda xavfsiz matematik ibtidoiy element — o‘chirish kodlari yordamida ma’lumotlar mavjudligini tekshirish — orqali mustahkam ma’lumotlar mavjudligi qatlamini taqdim etadi va bunda asosiy yangilik sifatida ular Kate polinom majburiyatlaridan foydalanib, firibgarlik isbotlaridan qochadigan, halol ko‘pchilik haqidagi taxminlarga muhtoj bo‘lmaydigan va ma’lumotlar mavjudligiga ishonch hosil qilish uchun halol to‘liq tugun tengdoshiga tayanmaydigan ikki o‘lchovli ma’lumotlar mavjudligi sxemasini yaratadi.

Avail’ning ma’lumotlar mavjudligi muammosini hal qilish yondashuvi Celestia’ning DAS’iga o‘xshaydi, ammo faqat kichik jihatlarda farq qiladi. Avail sekvenserlarning noto‘g‘ri ishlashini oldini olish uchun firibgarlik isbotlari o‘rniga KZG polinom majburiyatlaridan foydalanadi. KZG majburiyatlari, Kate majburiyatlari sifatida ham tanilgan, 2010 yilda Aniket Kate, Gregory M. Zaverucha va Ian Goldberg tomonidan taqdim etilgan bo‘lib, polinomlarga ixcham tarzda majburiyat olish usulini beradi.

Oddiy qilib aytganda, blokdagi barcha ma’lumot ikki o‘lchovli matritsa sifatida tartiblanadi. Ma’lumotlar ortiqchaligi matritsaning har bir ustunini o‘chirish kodlash orqali, uning o‘lchamini asl nusxanikidan ikki baravar qilish yo‘li bilan kiritiladi. Kate majburiyatlari har bir qatorga majburiyat olish uchun ishlatiladi va bu majburiyat blok sarlavhasiga kiritiladi. Ushbu sxema ma’lumotni yashirish urinishini aniqlashni osonlashtiradi, chunki faqat blok sarlavhalariga kirish imkoniga ega har qanday yengil mijoz matritsaning tasodifiy katakchalarini so‘rab, blok sarlavhalariga qarshi tekshiriladigan qisqa isbotlarni olishi mumkin. Ma’lumotlar ortiqchaligi sekvenserni, hatto bitta tranzaksiyani yashirmoqchi bo‘lsa ham, blokning katta qismini yashirishga majbur qiladi, bu esa tasodifiy namunaviy tekshiruvda fosh bo‘lish ehtimolini oshiradi. Shunday qilib, firibgarlik isbotlariga ehtiyoj bartaraf etiladi, chunki Kate majburiyatlarining bog‘lovchi xususiyati sekvenserlar uchun noto‘g‘ri majburiyatlar yaratib, baribir qo‘lga tushmaslikni hisoblash jihatidan juda amaliy bo‘lmagan qiladi.

Xulosa

Ixtisoslashgan ma’lumotlar mavjudligi qatlami, modulli blokcheynlarning prototipi sifatida, blokcheyn tizimlarini loyihalashga yondashuvimizni butunlay o‘zgartirishga ko‘maklashishni maqsad qiladi va turli ijro muhitlari ma’lumotlarni tartiblash va mavjudligi uchun ushbu ixtisoslashgan qatlamdan foydalanishi mumkin bo‘lgan modulli blokcheyn paradigmasini ta’minlaydi. Ixtisoslashgan DA qatlamidan foydalanuvchi rollup’lar Ethereum mainnet’iga ega bo‘lganlarnikidek xavfsiz bo‘lmasligi mumkin degan kichik xavotir paydo bo‘lishi mumkin, biroq bu muhim muvozanatdir, chunki modulli blokcheynlar yanada moslashuvchan, kengaytiriladigan, sozlanadigan va o‘zaro ishlay oladigan tarmoqni olib kelishi mumkin. Uzoq muddatda ixtisoslashgan DA qatlami modulli blokcheyn paradigmasining poydevoriga aylanadi va blokcheynni kengaytirishning yakuniy bosqichiga yo‘l ochadi.

Ogohlantirish: Ushbu tadqiqot faqat axborot maqsadlarida tayyorlangan. U investitsiya bo‘yicha maslahat yoki har qanday investitsiyani sotib olish yoki sotish bo‘yicha tavsiya hisoblanmaydi va har qanday investitsiya qarorini qabul qilishning afzalliklarini baholashda ishlatilmasligi kerak.

🐦 @chestersigned

📅 2022-yil 18-aprel

Havola:

https://medium.com/blockchain-capital-blog/wtf-is-data-availability-80c2c95ded0f

https://polynya.medium.com/the-lay-of-the-modular-blockchain-land-d937f7df4884

https://rileygmi.substack.com/p/celestia?s=r&utm_campaign=post&utm_medium=web

https://coinyuppie.com/focus-on-the-data-availability-layer-to-understand-the-new-public-chain-celestia/

https://polygon.technology/blog/introducing-avail-by-polygon-a-robust-general-purpose-scalable-data-availability-layer-98bc9814c048

https://polygon.technology/solutions/polygon-avail/