Giới thiệu

Sự xuất hiện của lớp Data Availability (DA) là do nhu cầu tăng về khả năng mở rộng và khả năng sẵn có dữ liệu cao hơn trong công nghệ blockchain. Sự phát triển của lớp DA là một giai đoạn quan trọng trong quá trình tiến hóa của công nghệ blockchain, tương tự như sự chuyên môn hóa lao động trong xã hội con người. Ngày nay, chuỗi công cộng có cấu trúc modular đã trở thành chuẩn mực, với lớp DA là một trong những lĩnh vực cạnh tranh gay gắt nhất.

Sự phân cấp là nền tảng của DA

Tính module hóa thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực DA và đặt nền móng cho việc triển khai của nó. Trong hệ sinh thái Ethereum, tính module hóa theo chiều ngang được thấy trong công nghệ sharding. Tính module hóa theo chiều dọc được thấy trong cấu trúc lớp để Rollups quản lý giao dịch, và mainnet giám sát DA và cơ chế đồng thuận.

Khái niệm cốt lõi của tính mô-đun là phân tách các chức năng của hệ thống thành các cấp độ khác nhau và làm cho chúng có thể thay thế. Điều này cho phép tùy chỉnh cho các trường hợp sử dụng cụ thể hoặc miền dọc, tăng tính linh hoạt và khả năng mở rộng.

Rollup đạt được xử lý giao dịch hiệu quả bằng cách gom giao dịch ngoài chuỗi và sau đó định kỳ xác thực chúng trên chuỗi.

Nguồn:celestia

Thiết kế của Rollup thay đổi tùy thuộc vào cơ chế xác minh trạng thái và vị trí mà dữ liệu trạng thái được công bố. Từ quan điểm của hệ sinh thái Ethereum:

• Rollups hợp lệ: Dữ liệu và trạng thái xác minh được lấy trên L1 (chứng minh tính hợp lệ).
• Optimistic Rollups: Dữ liệu và trạng thái xác minh cũng được thực hiện trên L1 (chứng minh gian lận).
• Validiums: Dữ liệu được xử lý ngoại lệ và trạng thái xác thực được thực hiện trên L1 (chứng minh tính hợp lệ).
• Optimiums: Dữ liệu được xử lý ngoại chuỗi, và trạng thái xác minh được thực hiện trên L1 (chứng cớ gian lận).

Các lựa chọn thiết kế khác nhau cung cấp các giải pháp linh hoạt cho các kịch bản và nhu cầu khác nhau, mở ra nhiều cơ hội cho sự phát triển của lĩnh vực DA.

DA là gì?

Data Availability (DA) đề cập đến quy trình mà Layer 2 đóng gói dữ liệu trạng thái, bao gồm giao dịch, vào mạng chính Layer 1. Sau khi được xác minh và đạt được sự đồng thuận, nó được xuất bản trên mạng chính L1, cung cấp hỗ trợ xác minh cho mỗi L2.

Tính toàn vẹn và sẵn có của dữ liệu là rất quan trọng đối với các chuỗi khối modul và mạng Rollup. Mạng chỉ có thể đảm bảo sự phân quyền và bảo mật khi dữ liệu có sẵn và có thể sử dụng. Do đó, tính sẵn có của dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động bình thường và bảo mật của các mạng chuỗi khối.

Phương pháp DA và Phân tích Chi phí

Phân Tích Phương Pháp Sẵn Sàng Dữ Liệu

Data Availability (DA) is a major component of the cost of Rollup. Currently, Ethereum’s Layer2’s data availability mainly uses three methods: Calldata, DAC (Data Availability Committees), and “Blob.”

Trong phương pháp Calldata, các giải pháp Layer2 như Arbitrum hoặc Optimism trực tiếp phát hành dữ liệu giao dịch dưới dạng calldata vào các khối Ethereum, đạt được sự chống lại sự kiểm duyệt cao. Ethereum giá dữ liệu cuộc gọi, tính toán, và lưu trữ một cách đồng đều dưới dạng Gas, đó cũng là một trong những chi phí chính phát sinh bởi Rollup trên Ethereum.

Để cải thiện hiệu suất, nâng cấp EIP-4844 đã giới thiệu một loại giao dịch mới “Blob,” di chuyển nội dung dữ liệu của giao dịch Layer2 vào một “Blob” tạm thời mới để lưu trữ. Vì “Blob” là bộ nhớ tạm thời bên ngoài và không lưu trữ dữ liệu giao dịch Layer2 trong Layer1, điều này giảm chi phí lưu trữ một cách đáng kể. Phương pháp này mang lại lợi ích cho Layer2 bằng cách giảm chi phí lưu trữ và tăng tốc độ.

Trong khi đó, phương pháp DAC cung cấp khả năng xử lý cao hơn đáng kể. Tuy nhiên, nó yêu cầu người dùng phải tin tưởng vào một nút nhỏ hoặc một nhóm người xác minh để ngăn chặn việc giữ lại dữ liệu độc hại. DAC đưa ra một giả định tin cậy quan trọng vào L2, bao gồm các giải pháp tái đặt cược. Điều này buộc DAC phải phụ thuộc vào uy tín, cơ chế quản trị hoặc bỏ phiếu bằng token để ngăn chặn hành vi không xuất bản dữ liệu. Do đó, khi sử dụng DA bên ngoài, việc phụ thuộc vào DAC có thể cần thiết.

Phân tích Chi phí Sẵn có Dữ liệu

Sự sẵn có dữ liệu (DA) thường là một thành phần quan trọng trong việc thiết kế của toàn bộ hệ thống blockchain. Đặc biệt là trong trường hợp của các blockchain monolithic như Ethereum, nơi mà việc sử dụng không gian khối là cao, kích thước khối trở thành yếu tố hạn chế chính trong quá trình phát triển. Trong những năm qua, Ethereum đã tích cực giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng và khám phá các giải pháp mở rộng lớp 2 khác nhau.

Lớp Khả dụng Dữ liệu (DA) là một thành phần lõi của kiến trúc modular được sử dụng để giảm chi phí và mở rộng khả năng của blockchain. Nhiệm vụ chính của nó là đảm bảo rằng dữ liệu trên chuỗi có sẵn cho tất cả các bên tham gia mạng. Theo truyền thống, mỗi nút phải tải xuống tất cả dữ liệu giao dịch để xác minh tính khả dụng dữ liệu, điều này không hiệu quả và tốn kém. Tình hình này hạn chế khả năng mở rộng của blockchain vì khi kích thước khối tăng, lượng dữ liệu cần thiết cho xác minh cũng tăng theo cấp số nhân. Do đó, người dùng cuối có thể phải chịu chi phí khả dụng dữ liệu cao, tiêu tốn đến 90% giao dịch của họ trên Rollup. Các lớp khả dụng dữ liệu modular được xem xét là một giải pháp tiềm năng để giảm chi phí DA, có khả năng giảm chi phí lên đến 99%.

Trong vòng năm tháng qua, Rollups trên Ethereum đã chi ra khoảng 10.000 ETH mỗi tháng cho khả năng sẵn có dữ liệu.

Giả sử mỗi tháng có trung bình 10.000 ETH, giá mỗi ETH là 3.000 đô la, tổng chi phí DA sẽ là 30 triệu đô la.

Nguồn:cồn cát

So sánh các Giải pháp Lõi DA

Avail, EigenDA, và Celestia là những nhà chơi chính trong hệ sinh thái DA, nhưng họ áp dụng các phương pháp khác nhau đôi chút về cấu trúc hạ tầng, cơ chế đồng thuận, bảo mật và nhận diện thương hiệu.

Kiến trúc kỹ thuật

Không giống như Celestia và Avail, EigenDA chỉ là một tập hợp các hợp đồng thông minh dựa trên Ethereum. Avail, Ethereum và EigenDA sử dụng cam kết KZG, trong khi Celestia sử dụng chứng minh gian lận để xác nhận tính đúng đắn của việc mã hóa khối. Cam kết KZG cung cấp một phương pháp nghiêm ngặt cho tính sẵn có của dữ liệu, nhưng nó tăng cường chi phí tính toán cho các thợ đào. Chứng minh gian lận của Celestia, ngược lại, giả định rằng dữ liệu có thể được thu được một cách ngụ ý, nhưng có một thời gian chờ đợi cho các tranh chấp chứng minh gian lận trước khi các nút có thể xác nhận rằng khối đã được mã hóa chính xác. Cả hai chứng minh KZG và chứng minh gian lận đều đang trải qua sự phát triển công nghệ nhanh chóng.

Cơ chế đồng thuận

Celestia sử dụng cơ chế đồng thuận Tendermint, yêu cầu giao tiếp mạng ngang hàng. Ngược lại, EigenDA phân rã DA khỏi đồng thuận và phát sóng trực tiếp. Điều này cho phép việc truyền tải khối dữ liệu không bị giới hạn bởi giao thức đồng thuận và thông lượng mạng P2P, dẫn đến việc giao tiếp mạng nhanh hơn và thời gian xác nhận ngắn hơn.

Tuy nhiên, EigenDA phụ thuộc vào hợp đồng EigenDA trên mạng chính Ethereum để kết thúc xác minh. Đối với thời gian xác nhận khối cuối cùng, Celestia nhanh hơn đáng kể, chỉ cần 15 giây so với 12 phút của EigenDA.

Avail sử dụng cơ chế đồng thuận BABE + GRANDPA, được kế thừa từ SDK của Polkadot. Nó sử dụng Nominated Proof of Stake và BABE rules để quyết định block tiếp theo. Mặc dù thời gian xác nhận block của nó chậm hơn Tendermint, Avail xác minh độ chính xác giao dịch nhanh hơn Celestia, nhờ sử dụng KZG commitments cho chứng minh tính hợp lệ.

Đảm bảo sẵn có dữ liệu

Celestia sử dụng chứng minh gian lận để đảm bảo tính sẵn có của dữ liệu, trong khi EigenDA sử dụng cam kết KZG cho chứng minh tính hợp lệ, cung cấp tốc độ nhanh hơn nhưng đòi hỏi overhead tính toán bổ sung. Bộ validator hoạt động của Celestia lưu trữ toàn bộ bộ dữ liệu, trong khi EigenDA tối ưu hóa lưu trữ cho một phần nhỏ dữ liệu trên mỗi nút để đảm bảo việc tái tạo dữ liệu. Avail tận dụng cam kết đa thức KZG để giảm bộ nhớ, băng thông và yêu cầu lưu trữ, tạo điều kiện cho quá trình xác minh hiệu quả.

Kiểm tra sẵn có dữ liệu (DAS)

Mẫu chọn sẵn dữ liệu là một công nghệ cho phép các nút nhẹ tải chỉ một phần dữ liệu khối để xác minh tính sẵn có của dữ liệu. Công nghệ này cung cấp bảo mật cho các nút nhẹ, cho phép họ xác minh các khối không hợp lệ (giới hạn ở khía cạnh sẵn có dữ liệu và đồng thuận) trong khi cũng cho phép blockchain mở rộng sự sẵn có dữ liệu mà không cần tăng yêu cầu tương ứng của nút.

Celestia và Avail đều sẽ hỗ trợ việc mẫu nghiệm sẵn sàng dữ liệu cho các nút nhẹ khi phát hành. Điều này có nghĩa là họ có thể tăng kích thước khối một cách an toàn bằng cách chứa nhiều nút nhẹ hơn trong khi vẫn duy trì yêu cầu người dùng thấp để xác minh chuỗi.

Mặc dù EigenLayer không công bố kế hoạch chính thức liên quan đến DAS, nhưng có những dấu hiệu cho thấy DAS có thể trở thành một giải pháp thay thế.

Bảo mật

So với các nút đầy truyền thống, các máy khách nhẹ truyền thống có bảo mật yếu hơn vì chúng chỉ xác thực tiêu đề khối. Máy khách nhẹ không thể phát hiện xem một phần lớn không trung thực của các thợ mỏ tạo ra các khối không hợp lệ. Tuy nhiên, các nút nhẹ với khả năng lấy mẫu sẵn có dữ liệu đã cải thiện bảo mật vì chúng có thể xác minh xem các khối không hợp lệ có được tạo ra hay không.

Celestia nâng cao tính bảo mật bằng cách thực hiện mẫu lấy sẵn dữ liệu, với tính bảo mật được đảm bảo bởi giá trị của mạng. Càng cao giá trị mạng của Celestia, chi phí tấn công càng cao, và xác suất thành công của cuộc tấn công càng nhỏ.

Ngược lại, EigenDA không thực hiện việc lấy mẫu sẵn có dữ liệu nhưng phụ thuộc vào đa số các nút nặng trung thực, với bảo mật của nó là một phần của bảo mật của Ethereum. Bảo mật của EigenDA bị ảnh hưởng bởi giá trị của tài sản đã đặt cược lại trong mạng lưới EigenDA và tỷ lệ của các nhà điều hành nút trong mạng lưới chính Ethereum.

Avail tích hợp việc lấy mẫu sẵn có dữ liệu, trang bị cho nó một cơ chế sao lưu hiệu quả và đáng tin cậy giữ cho dữ liệu sẵn có ngay cả trong trường hợp sự cố xảy ra. Hơn nữa, Avail sử dụng Polkadot’s Nominated Proof of Stake (NPoS), hỗ trợ lên đến 1000 nút xác thực. NPoS cũng có một cơ chế phân phát phần thưởng hiệu quả, giúp giảm thiểu nguy cơ tập trung cổ phần.

Thương hiệu và Mục tiêu

Từ quan điểm nhận diện thương hiệu, EigenDA là một sản phẩm phù hợp chặt chẽ với Ethereum. Mục tiêu thương hiệu của EigenDA là trở thành một lớp dữ liệu sẵn có tập trung vào ETH, khác biệt so với các DA khác, nó nhằm phục vụ hệ sinh thái Ethereum. Avail, từ phía khác, cam kết tổng hợp tất cả dữ liệu giao dịch đã được đặt hàng từ tất cả các chuỗi, trở thành trung tâm phối hợp cho tất cả web3. Hệ sinh thái của Celestia bao gồm các nhà cung cấp RaaS, máy đồng bộ chia sẻ, cơ sở hạ tầng qua chuỗi, v.v., bao gồm các hệ sinh thái như Ethereum, Ethereum rollups, Cosmos và Osmosis.

Tóm tắt

Celestia được công nhận vì chi phí Data Availability (DA) thấp và hiệu suất thông lượng cao. Điều này khiến nó trở nên hấp dẫn đối với các chuỗi Layer 2 (L2) và ứng dụng nhỏ và trung bình, giúp họ tiết kiệm chi phí DA cao. Các tài sản được tiết kiệm sau đó có thể được sử dụng để phân phối lợi nhuận và thúc đẩy sự phát triển của hệ sinh thái và thanh khoản của họ.

Trong khi đó, ưu thế cạnh tranh của EigenDA nằm ở sự kết nối chặt chẽ với bảo mật và chính thống của Ethereum. Trong tương lai ngắn và trung hạn, các L2 quy mô lớn có thể thấy EigenDA là lựa chọn hợp lý hơn do chi phí DA cao của Ethereum.

Avail sử dụng công nghệ tiên tiến cho phép khách hàng nhẹ xác minh tính toàn vẹn dữ liệu mà không cần tải toàn bộ blockchain. Điều này làm cho công nghệ blockchain trở nên dễ tiếp cận hơn đối với người dùng. Kể từ khi tách ra khỏi Polygon, Avail đã tìm kiếm các đối tác mới với nhiều đối tác khác nhau, thể hiện tính linh hoạt của mình trên nhiều kịch bản ứng dụng khác nhau.

Hình ảnh dưới đây cho thấy sự so sánh giữa các lớp DA khác nhau với Avail.

Nguồn: Avail Blog 2024.4.20

Kết luận

Hiện nay, Rollups đã trở thành con đường chính cho Ethereum, điều đó có nghĩa rằng Ethereum đã giao việc xác định Layer2 cho thị trường. Xu hướng phát triển này có vẻ chứa đựng nhiều hình thức cạnh tranh. Nói chung, sự xuất hiện liên tục của các giải pháp DA liên quan như Celestia đã thực sự làm suy yếu một phần nào đó sức cạnh tranh của Ethereum trong lĩnh vực DA.

Sức hấp dẫn của tính linh hoạt nằm ở việc tách rời giữa các thành phần của nó. Điều này cho phép mỗi lớp sáng tạo xây dựng lên nhau, và tối ưu hóa từng mô-đun có thể nâng cao hiệu suất của các mô-đun khác. Trong tương lai, quá trình phát triển của tính linh hoạt có thể cung cấp một loạt các lựa chọn cạnh tranh cho cả nhà phát triển và người dùng.