Вступ

Поява шару доступності даних (DA) обумовлена зростаючим попитом на масштабованість та вищу доступність даних в технології блокчейн. Розвиток шару доступності даних є важливим етапом у розвитку технології блокчейн, схожим на спеціалізацію праці в людському суспільстві. Сьогодні модульні публічні ланцюжки стали стандартним режимом, причому шар доступності даних є одним з найбільш жорстко конкурентних напрямків.

Модульність є основою DA

Модульність прискорює розвиток галузі DA та закладає основу для його впровадження. У екосистемі Ethereum горизонтальна модульність спостерігається в технології шардінгу. Вертикальна модульність спостерігається в шаровій структурі, де Rollups керують транзакціями, а mainnet відповідає за DA та механізми консенсусу.

Основна концепція модульності полягає в розділенні функцій системи на різні рівні та їх взаємозамінності. Це дозволяє налаштовувати конкретні використання або вертикальні області, що збільшує гнучкість та масштабованість.

Rollup досягає ефективної обробки транзакцій, пакетуючи їх офлайн, а потім періодично перевіряючи їх на ланцюжку.

Джерело:celestia

Дизайн Rollup варіюється в залежності від механізму перевірки стану та місця публікації даних стану. З погляду екосистеми Ethereum:

• Перевірка дійсності: дані та статус перевірки отримуються на рівні L1 (доказ дійсності).
• Оптимістичні ролапи: дані та статус перевірки також виконуються на L1 (доказ про шахрайство).
• Validiums: Дані обробляються позаланцюжково, а статус перевірки здійснюється на рівні L1 (доказ про валідність).
• Оптимумс: дані обробляються офлайн, а статус перевірки здійснюється на рівні L1 (доказ шахрайства).

Різні варіанти дизайну пропонують гнучкі рішення для різних сценаріїв та потреб, відкриваючи більше можливостей для розвитку сфери DA.

Що таке DA?

Доступність даних (DA) відноситься до процесу, коли Layer 2 упаковує дані стану, включаючи транзакції, на основну мережу Layer 1. Після перевірки та досягнення консенсусу, вони публікуються на головній мережі L1, надаючи підтримку підтвердження для кожного L2.

Цілісність та доступність даних є важливими для модульних блокчейнів та мереж Rollup. Мережа може гарантувати свою децентралізацію та безпеку лише тоді, коли дані доступні та можуть бути використані. Таким чином, доступність даних відіграє важливу роль у забезпеченні нормальної роботи та безпеки блокчейн-мереж.

Методи та аналіз витрат DA

Аналіз методу доступності даних

Доступність даних (DA) є важливою складовою вартості Rollup. На сьогоднішній день доступність даних Layer2 Ethereum в основному використовує три методи: Calldata, DAC (Комітети доступності даних) та "Blob."

У методі Calldata рішення Layer2, такі як Arbitrum або Optimism, безпосередньо вивільняють дані транзакцій у вигляді calldata в блоки Ethereum, досягаючи високої стійкості до цензури. Ethereum цінить дані викликів, обчислення та зберігання рівномірно під Газом, який також є одним з основних витрат, що виникають у Rollup на Ethereum.

Для підвищення ефективності оновлення EIP-4844 було введено новий тип транзакції «Blob», переміщаючи вміст даних транзакцій Layer2 до нового тимчасового «Blob» для зберігання. Оскільки «Blob» є зовнішнім тимчасовим сховищем і не зберігає дані транзакцій Layer2 в Layer1, воно значно зменшує витрати на зберігання. Цей підхід корисний для Layer2, знижуючи витрати на зберігання та збільшуючи швидкість.

З іншого боку, метод DAC пропонує набагато вищу пропускну здатність. Однак для його використання потрібно довіряти невеликому вузлу або групі валідаторів, щоб запобігти зловмисному приховуванню даних. DAC вводить значне довір'я в L2, включаючи рішення щодо повторного ставлення ставок. Це змушує DAC покладатися на репутацію, механізми управління або токенів голосування, щоб запобігти непублікації даних. Тому при використанні зовнішнього DA може бути необхідна залежність від DAC.

Аналіз вартості доступності даних

Доступність даних (DA) часто є критичним компонентом у дизайні цілої системи блокчейну. Особливо у випадку монолітних блокчейнів, таких як Ethereum, де використання місця блоку високе, розмір блоку стає ключовим обмежуючим фактором у його розвитку. Протягом років Ethereum активно вирішував проблеми масштабованості та досліджував різні рішення для масштабування на рівні 2.

Шар доступності даних (DA) є основним компонентом модульної архітектури, яка використовується для зменшення витрат та розширення можливостей блокчейну. Його основне завдання - забезпечити доступність даних on-chain всім учасникам мережі. Традиційно кожен вузол повинен був завантажити всі дані транзакцій для перевірки доступності даних, що було неефективно та дорого. Ця ситуація обмежує масштабованість блокчейну, оскільки разом зі збільшенням розміру блоку зростає лінійно обсяг даних, необхідний для підтвердження. В результаті кінцеві користувачі можуть понести високі витрати на доступність даних, витрачаючи до 90% своїх транзакцій на Rollup. Модульні шари доступності даних розглядаються як потенційне рішення для зменшення витрат на DA, здатні знизити витрати до 99%.

Протягом останніх п'яти місяців Rollups на Ethereum колективно витрачали близько 10 000 ETH щомісяця на доступність даних.

Припускаючи середнє значення 10 000 ETH на місяць, що коштує по $3 000 кожен, це еквівалентно вартості DA у розмірі $30 мільйонів.

Джерело: дюна

Порівняння рішень ядра DA шару

Avail, EigenDA та Celestia - основні гравці в екосистемі DA, але вони використовують трохи різні підходи стосовно інфраструктурного стеку, механізму консенсусу, безпеки та брендування.

Технічна архітектура

На відміну від Celestia та Avail, EigenDA - це лише набір смарт-контрактів, які ґрунтуються на Ethereum. Avail, Ethereum та EigenDA використовують зобов'язання KZG, тоді як Celestia використовує докази про шахрайство для підтвердження правильності кодування блоку. Зобов'язання KZG надають строгий метод для доступності даних, але це збільшує обчислювальні накладні витрати для майнерів. Докази про шахрайство Celestia, з іншого боку, передбачають, що дані можна неявно отримати, але є період очікування суперечок про докази шахрайства, перш ніж вузли можуть підтвердити, що блок був правильно закодований. Як з доказами KZG, так і з доказами про шахрайство відбуваються стрімкі технологічні досягнення.

Механізм консенсусу

Celestia використовує механізм консенсусу Tendermint, який потребує комунікації мережі вузлів. З іншого боку, EigenDA відкріплює DA від консенсусу та транслює безпосередньо. Це дозволяє неперешкоджене поширення блоків даних через протокол консенсусу та пропускну здатність мережі P2P, що призводить до швидшої мережевої комунікації та скорочення часу підтвердження.

Проте EigenDA залежить від контракту EigenDA головної мережі Ethereum для завершення верифікації. Щодо часу підтвердження кінцевого блоку, Celestia значно швидше, потребує лише 15 секунд порівняно з 12 хвилинами EigenDA.

Avail використовує механізм консенсусу BABE + GRANDPA, який успадкований від SDK Polkadot. Він використовує Nominated Proof of Stake та правила BABE для визначення наступного блоку. Незважаючи на те, що час підтвердження блоку повільніший, ніж у Tendermint, Avail перевіряє точність транзакцій швидше, ніж Celestia, завдяки використанню KZG зобов'язань для підтвердження достовірності.

Забезпечення доступності даних

Celestia використовує докази шахрайства для забезпечення доступності даних, тоді як EigenDA використовує зобов'язання KZG для доказів достовірності, пропонуючи швидкість, але потребуючи додаткового обчислювального навантаження. Активний набір перевіряючих Celestia зберігає весь набір даних, тоді як EigenDA оптимізує зберігання для невеликої частини даних на кожному вузлі, щоб забезпечити відновлення даних. Avail використовує зобов'язання поліномів KZG для зменшення вимог до пам'яті, пропускної здатності та зберігання, сприяючи ефективному процесу перевірки.

Вибіркова доступність даних (DAS)

Вибіркова доступність даних - це технологія, яка дозволяє легким вузлам завантажувати лише частину даних блоку для перевірки доступності даних. Ця технологія забезпечує безпеку для легких вузлів, дозволяючи їм перевіряти недійсні блоки (обмежені доступністю даних та аспектами консенсусу), а також дозволяючи розширювати доступність даних блокчейну без необхідності відповідного збільшення вимог до вузлів.

Celestia та Avail обидва підтримуватимуть вибіркові легкі вузли доступності даних під час випуску. Це означає, що вони можуть безпечно збільшити розмір блоку, розмістивши більше легких вузлів, зберігаючи при цьому низькі вимоги користувачів до підтвердження ланцюга.

Хоча EigenLayer не оголошує жодних офіційних планів щодо DAS, є певні показники того, що DAS може стати альтернативним рішенням.

Безпека

Порівняно з традиційними повними вузлами, традиційні легкі клієнти мають меншу безпеку, оскільки вони перевіряють лише заголовки блоків. Легкі клієнти не можуть виявити, чи недобросовісна більшість майнерів генерує недійсні блоки. Однак легкі вузли з можливістю вибіркового доступу до даних мають покращену безпеку, оскільки вони можуть перевірити, чи генеруються недійсні блоки.

Celestia підвищує свою безпеку, проводячи вибірковий контроль доступності даних, забезпечуючи безпеку значенням своєї мережі. Чим вище мережева вартість Celestia, тим вищі витрати атакуючих та менше ймовірність успішної атаки.

Навпаки, EigenDA не виконує вибіркового визначення доступності даних, але розраховує на більшість чесних важких вузлів, з її безпекою як частиною безпеки Ethereum. Безпека EigenDA впливає на значення перерозміщених активів в мережі EigenDA та на частку операторів вузлів в мережі Ethereum mainnet.

Avail включає в себе вибірковий збір доступності даних, що забезпечує йому ефективний та надійний механізм резервного копіювання, який забезпечує доступність даних навіть під час відмов. Крім того, Avail використовує Номінований Доказ Участі (NPoS) Polkadot, який може розмістити до 1000 валідаторських вузлів. NPoS також має ефективний механізм розподілу винагород, який допомагає зменшити ризик централізації ставок.

Бренд та цілі

З брендувальної точки зору, EigenDA - це продукт, який тісно взаємодіє з Ethereum. Бренд EigenDA має на меті стати шаром доступності даних, спрямованим на ETH, відмінним від інших DA, він має на меті обслуговувати екосистему Ethereum. З іншого боку, Avail зобов'язаний агрегувати всі впорядковані дані про транзакції з усіх ланцюгів, ставши центром координації для всього web3. Екосистема Celestia включає постачальників RaaS, спільні послідовники, крос-ланцюжкову інфраструктуру тощо, охоплюючи екосистеми, такі як Ethereum, розширення Ethereum, Cosmos та Osmosis.

Огляд

Селестія відома своїми низькими витратами на доступність даних (DA) та високою продуктивністю. Це робить її привабливою для невеликих та середніх ланок 2-го рівня (L2) та додаткових ланцюгів, що дозволяє їм економити на великих витратах на доступність даних. Заощаджені активи можна використовувати для розподілу прибутків та сприяння росту їхніх екосистем та ліквідності.

З іншого боку, конкурентна перевага EigenDA ґрунтується на його тісних зв'язках з безпекою та ортодоксією Ethereum. У короткостроковій та середньостроковій перспективі великі масштабні L2 можуть знайти EigenDA більш раціональним вибором через високі витрати на DA Ethereum.

Avail використовує передову технологію, яка дозволяє легким клієнтам перевіряти цілісність даних без необхідності завантаження всього блокчейну. Це робить технологію блокчейну більш доступною для користувачів. Після відокремлення від Polygon Avail прагне нових партнерств з різноманітними суб'єктами, демонструючи свою універсальність в різних сценаріях застосування.

На зображенні нижче показано порівняння різних шарів DA з Avail.

Джерело: Доступний блог2024.4.20

Висновок

На сьогоднішній день Rollups виріс як основний шлях розвитку для Ethereum, що означає, що Ethereum передав визначення Layer2 ринку. Цей, здавалося б, розвиваючийся тренд містить різноманітні форми конкуренції. Загалом постійне з'явлення пов'язаних рішень DA, таких як Celestia, дійсно послабило конкурентоспроможність Ethereum в галузі DA до певної міри.

Чарівність модульності полягає в відокремленні між її компонентами. Це дозволяє кожному рівню інновацій будувати на одній одиниці, а оптимізація кожного модуля може підвищити продуктивність інших. У майбутньому процес розвитку модульності може запропонувати багато конкурентних варіантів як для розробників, так і для користувачів.