Роллапам необходимы данные для доступности: почему DAL — это недостающий элемент в масштабировании блокчейна

Мир блокчейна сталкивается с неоспоримой реальностью: по мере ускорения внедрения объем транзакций растет быстрее, чем сети могут их обрабатывать. Bitcoin и Ethereum стали именами, знакомыми каждому, но их сети Layer-1 сейчас борются с перегрузками и астрономическими комиссиями за газ. В то время как решения Layer-2, такие как rollups, появились как обещанное решение, немногие понимают тихую инфраструктуру, которая делает их возможными: уровень доступности данных (DAL). В этой статье рассматривается, как доступность данных обеспечивает будущее масштабируемого блокчейна и представляются ведущие проекты, строящие эту важную основу.

Понимание доступности данных в экосистеме Rollup

Rollups работают, объединяя несколько транзакций в компактные пакеты перед их публикацией в основную цепь — умная техника сжатия, которая снижает нагрузку на цепочку. Однако одного сжатия недостаточно. Чтобы rollups сохраняли безопасность и позволяли участникам сети независимо проверять транзакции, исходные данные транзакций должны оставаться доступными и проверяемыми всеми. Именно здесь становится незаменимым концепт доступности данных.

Представьте rollup как запечатанный контейнер, содержащий сотни транзакций. Контейнер движется быстро, но участники сети всё равно должны заглянуть внутрь, чтобы подтвердить, что ничего не было подделано. Уровень доступности данных обеспечивает, что окно прозрачности никогда не закрывается, поддерживая бездоверительную основу, которую обещает блокчейн.

Два основных дизайна rollup иллюстрируют эти отношения. ZK Rollups используют криптографические доказательства для проверки транзакций вне цепи перед их окончательным закреплением, в то время как Optimistic Rollups предполагают их валидность по умолчанию и позволяют оспаривать их при необходимости. В обоих случаях гарантия доступности данных обеспечивает, что любой — включая легкие клиенты, работающие на пользовательском оборудовании — может получить доступ к доказательственным данным для проверки. Это предотвращает возможность скрывать информацию центральными органами, сохраняя децентрализацию.

Трансформирующее влияние решений по доступности данных

Интеграция надежных механизмов доступности данных в архитектуру rollup дает измеримые преимущества по нескольким направлениям:

Безопасность и целостность
Обеспечивая постоянную доступность и криптографическую проверяемость транзакционных записей, доступность данных устраняет критический вектор атак. Валидаторы и пользователи могут независимо подтверждать переходы состояний, исключая зависимость от посредников и укрепляя основное обещание блокчейна.

Масштабируемость
Решения по доступности данных позволяют rollups обрабатывать значительно большие объемы транзакций без ущерба для безопасности. Там, где сети Layer-1 обрабатывают тысячи транзакций за блок, правильно спроектированные rollups с сильной доступностью данных могут достигать миллионов в секунду.

Экономическая эффективность
Rollups уже снижают комиссии за счет сжатия данных. Усиленные механизмы доступности данных снижают издержки за счет оптимизации требований к хранению. Вместо того чтобы каждый полный узел хранил всю историю цепочки, инновационные техники, такие как кодирование стирания, позволяют узлам хранить только части данных, сохраняя при этом полную возможность восстановления — что значительно снижает операционные издержки.

Пользовательский опыт
Более быстрые транзакции, меньшие издержки и повышенная безопасность создают превосходный пользовательский опыт, ускоряя массовое внедрение технологий блокчейн.

Ведущие проекты по доступности данных, меняющие рынок

Новая экосистема решений по доступности данных демонстрирует зрелость сектора и его конкурентную интенсивность. Вот обзор лидеров:

Celestia: Модульный подход

Celestia стала пионером в области модульной архитектуры, разделяющей выполнение, консенсус и доступность данных на независимые слои. Вместо того чтобы загружать все функции в монолитные цепи, Celestia позволяет разработчикам запускать пользовательские цепи, оптимизированные под конкретные задачи, при этом используя общую инфраструктуру доступности данных.

Платформа использует доказательства доступности данных, основанные на кодировании стирания — математической технике, которая кодирует данные с избыточностью, позволяя любой подвыборке восстановить всю информацию. Участники должны скачать лишь часть данных блока для криптографической проверки доступности, что сокращает требования к пропускной способности легких клиентов с гигабайт до килобайт.

Токены TIA выполняют тройную функцию: обеспечивают безопасность сети через Proof of Stake, участвуют в управлении и оплачивают транзакционные сборы в rollups Celestia.

EigenDA: Решение для повторного залога Ethereum

Построенное на инфраструктуре EigenLayer для повторного залога Ethereum, EigenDA предлагает специально разработанный сервис доступности данных для rollups на базе Ethereum. Позволяя валидаторам Ethereum одновременно участвовать в залоге для нескольких сервисов, EigenDA достигает исключительной экономической безопасности без дублирования инфраструктуры.

Система использует кодирование стирания и полные обязательства KZG для эффективного, децентрализованного получения данных. Операторы хранят только части данных, сохраняя при этом проверяемые гарантии полноты. Тестирование показало пропускную способность до 10 МБ/с, а дорожные карты нацелены на 1 ГБ/с — что в разы быстрее альтернатив Layer-1.

Avail: Инфраструктура фонда Polygon

Созданный Polygon, Avail объединяет избыточность данных, кодирование стирания и векторные обязательства для создания независимой цепи доступности данных, доступной для любой экосистемы rollup. Его архитектура позволяет легким клиентам случайным образом выбирать части данных; когда достаточно клиентов выполняют выборки, сеть совместно гарантирует доступность данных с криптографической уверенностью.

Стратегические партнерства — включая сотрудничество со StarkWare для внедрения масштабируемой доступности данных в StarkNet и другие системы — позиционируют Avail как нейтральную инфраструктуру, обслуживающую более широкий Web3 ландшафт.

KYVE: Децентрализованный протокол проверки данных

KYVE подходит с другой стороны, сосредотачиваясь на проверке и передаче данных через несколько уровней хранения. Вместо замены систем доступности данных KYVE выступает в роли моста — проверяя целостность данных при их передаче между источниками и хранилищами.

Протокол работает как Data Rollups-as-a-Service (DRaaS), позволяя разработчикам прикреплять проверенные потоки данных к своим приложениям. Фонд KYVE, поддерживаемый такими организациями, как Near Foundation, Solana Foundation и Coinbase Ventures, делает акцент на децентрализованном управлении и долгосрочной устойчивости.

Токены KYVE ($KYVE) обеспечивают безопасность сети через Proof of Stake и позволяют сообществу участвовать в управлении протоколом.

NEAR DA: Экономичное интегрирование Ethereum

Запущенный в ноябре 2023 года, NEAR DA от фонда NEAR специально ориентирован на операторов Ethereum rollup, ищущих экономичные решения по доступности данных. Разница очевидна: хранение 100 килобайт calldata на NEAR стоит примерно в 8 000 раз дешевле, чем аналогичное хранение на Ethereum Layer-1 (по состоянию на сентябрь 2023).

Поддерживая гарантии безопасности Ethereum и значительно снижая издержки, NEAR DA привлекает качественные проекты, создающие цепочки, ориентированные на конкретные приложения. Среди первых пользователей — Madara, Caldera, Fluent и другие заметные инициативы Layer-2.

Storj: Децентрализованное облачное хранилище

Хотя не сосредоточено исключительно на данных блокчейна, Storj предоставляет распределенное облачное хранилище с характеристиками, соответствующими требованиям доступности данных. Файлы разбиваются на шары с помощью кодирования стирания и распределяются по глобальным узлам, при этом данные защищены сквозным шифрованием AES-256-GCM.

Модель “фермеров” компенсирует операторам узлов micropayments за хранение и обслуживание файлов, создавая экономические стимулы для постоянной доступности. Токены STORJ обеспечивают все транзакции внутри сети.

Filecoin: Постоянное децентрализованное хранилище

Filecoin расширяет децентрализованную файловую систему IPFS, добавляя экономические стимулы через механизмы Proof-of-Replication и Proof-of-Spacetime. Провайдеры хранилища зарабатывают FIL за предоставление пространства и извлечение данных, а пользователи платят за постоянное хранение.

Архитектура гарантирует не только распределение данных по сети, но и их долговременное хранение и доступность — что критично для долгосрочной целостности данных блокчейна.

Оставшиеся препятствия в инфраструктуре доступности данных

Несмотря на значительный прогресс, остаются важные вызовы для достижения оптимальной доступности данных:

Экономика хранения в масштабах
По мере роста объемов транзакций данные требуют все больших затрат на хранение. Обеспечение доступности данных без пропорционального увеличения затрат требует постоянных инноваций в алгоритмах и оптимизации инфраструктуры.

Задержки сети и пропускная способность
Доступность данных зависит от быстрого распространения по географически разнесенным сетям. Вариативность качества соединений и задержки при передаче создают узкие места для приложений, чувствительных к времени.

Требования к ресурсам проверки
Криптографическая проверка огромных объемов данных требует значительных вычислительных ресурсов. По мере роста объемов данных сложность проверки создает собственные проблемы масштабируемости.

Мосты для межцепочечной передачи данных
С ростом числа блокчейн-экосистем остается технически сложной задачей обеспечить беспрепятственную проверку доступности данных между цепями, сохраняя целостность и децентрализацию.

Тенденция к централизации
Возможно, самый фундаментальный вызов: агрессивная оптимизация для масштабируемости иногда требует архитектурных решений, снижающих децентрализацию. Поиск баланса между этими противоречивыми требованиями остается открытым исследовательским вопросом.

Взгляд в будущее

Симбиотическая связь между инновациями в области доступности данных и развитием rollup сигнализирует о переломном моменте для масштабируемости блокчейна. Новые методы — от улучшенных алгоритмов сжатия до расширенных межцепочечных протоколов — откроют новые возможности для децентрализованных приложений.

Проекты, рассмотренные выше, представляют разнообразные подходы к схожим задачам, что свидетельствует о том, что различные архитектуры доступности данных будут сосуществовать, каждая оптимизирована под свои кейсы. Такое многообразие укрепляет экосистему, стимулируя конкуренцию, предотвращая единичные точки отказа и ускоряя инновации.

По мере развития этих решений и усиления конкуренции технология блокчейн приближается к поддержке транзакционных объемов, сопоставимых с массовым использованием, при этом сохраняя свои основные принципы децентрализации, безопасности и бездоверия.