Ролапи потребують доступності даних: чому DAL — це відсутній елемент у масштабуванні блокчейну

Світ блокчейну стикається з незаперечною реальністю: з прискоренням прийняття, обсяг транзакцій зростає швидше, ніж мережі здатні їх обробити. Біткоїн та Ефіріум стали відомими іменами у побуті, але їх мережі Layer-1 тепер борються з заторами та астрономічними комісіями за газ. Хоча рішення Layer-2, такі як ролапи, з’явилися як обіцяне рішення, мало хто розуміє тиху інфраструктуру, яка робить їх можливими: рівень доступності даних (DAL). Ця стаття досліджує, як доступність даних забезпечує майбутнє масштабованого блокчейну та представляє провідні проєкти, що створюють цю критичну основу.

Розуміння доступності даних у екосистемі ролапів

Ролапи працюють, об’єднуючи кілька транзакцій у компактні пакети перед їх публікацією у головний ланцюг — розумна техніка стиснення, яка зменшує навантаження на ланцюг. Однак одного стиснення недостатньо. Щоб ролапи зберігали безпеку та дозволяли учасникам мережі незалежно перевіряти транзакції, базові дані транзакцій мають залишатися доступними та перевіряльними для всіх. Саме тут стає незамінним концепція доступності даних.

Уявіть ролап як запечатаний контейнер, що несе сотні транзакцій. Контейнер рухається швидко, але учасники мережі все одно повинні заглянути всередину, щоб підтвердити, що нічого не було підроблено. Рівень доступності даних гарантує, що це вікно прозорості ніколи не закриється, підтримуючи бездовірливу основу, яку обіцяє блокчейн.

Два основні дизайни ролапів ілюструють ці відносини. ZK Rollups використовують криптографічні докази для підтвердження транзакцій поза ланцюгом перед їхнім врегулюванням, тоді як Optimistic Rollups припускають їхню валідність за замовчуванням і дозволяють спори за потреби. У обох випадках гарантія доступності даних забезпечує, що будь-хто — включно з легкими клієнтами, що працюють на споживчому обладнанні — може отримати доступ до доказових даних для перевірки. Це запобігає можливості приховування інформації будь-якою центральною владою, зберігаючи децентралізацію.

Трансформативний вплив рішень доступності даних

Інтеграція надійних механізмів доступності даних у архітектуру ролапів приносить вимірювані переваги у кількох сферах:

Безпека та цілісність Забезпечуючи постійний доступ до транзакційних записів і їх криптографічну перевірюваність, доступність даних усуває критичний вектор атак. Валідатори та користувачі можуть незалежно підтверджувати перехід стану, усуваючи залежність від посередників і зміцнюючи обіцянки блокчейну.

Множинне масштабування Рішення доступності даних дозволяють ролапам обробляти значно більші обсяги транзакцій без шкоди для безпеки. Там, де мережі Layer-1 обробляють тисячі транзакцій за блок, правильно спроектовані ролапи з міцною доступністю даних можуть досягати мільйонів за секунду.

Вартісна ефективність Ролапи вже зменшують комісії за рахунок стиснення даних. Покращені механізми доступності даних знижують витрати ще більше, оптимізуючи вимоги до зберігання. Замість того, щоб кожен повний вузол зберігав всю історію ланцюга, інноваційні техніки, такі як кодування стиранням, дозволяють вузлам зберігати лише частини, зберігаючи повну відновлюваність — що значно зменшує операційне навантаження.

Користувацький досвід Швидші транзакції, нижчі витрати та сильніша безпека сприяють створенню кращого користувацького досвіду, що прискорює масове впровадження технології блокчейн.

Провідні проєкти у сфері доступності даних, що змінюють ринок

Новий екосистемний ландшафт рішень доступності даних демонструє зрілість сектору та високий рівень конкуренції. Ось огляд лідерів:

Celestia: Модульний підхід

Celestia започаткувала модульну архітектуру, яка розділяє виконання, консенсус і доступність даних у незалежні шари. Замість того, щоб нав’язувати всі функції у монолітних ланцюгах, Celestia дозволяє розробникам запускати власні ланцюги, оптимізовані для конкретних випадків використання, використовуючи спільну інфраструктуру доступності даних.

Платформа використовує докази доступності даних, засновані на кодуванні стиранням — математичну техніку, яка кодує дані з надмірністю, щоб будь-який піднабір частин міг відновити ціле. Учасники потрібно лише завантажити частину даних блоку для криптографічної перевірки доступності, зменшуючи пропускну здатність легких клієнтів з гігабайт до кілобайт.

Токени TIA виконують потрійну функцію: забезпечують безпеку мережі через Proof of Stake, дозволяють участь у управлінні та оплачують транзакційні збори у ролапах Celestia.

EigenDA: Рішення для повторного залучення Ethereum

Побудований на базі інфраструктури EigenLayer для повторного залучення Ethereum, EigenDA пропонує спеціалізовану службу доступності даних для ролапів на базі Ethereum. Дозволяючи валідаторам Ethereum одночасно ставити на кон кілька сервісів, EigenDA досягає виняткової економічної безпеки без дублювання інфраструктури.

Система використовує кодування стиранням і KZG-полігональні зобов’язання для ефективного, децентралізованого отримання даних. Оператори зберігають лише підмножини даних, зберігаючи при цьому перевірювані гарантії цілісності. Тестування показало пропускну здатність до 10 МБ/с, а дорожні карти орієнтовані на 1 ГБ/с — у багато разів швидше за альтернативи Layer-1.

Avail: Інфраструктура Фонду Polygon

Проєкт Polygon Avail поєднує надмірність даних, кодування стиранням і векторні зобов’язання для створення незалежної ланцюга доступності даних, доступної для будь-якої екосистеми ролапів. Його архітектура дозволяє легким клієнтам вибірково зразковувати випадкові частини даних; коли достатньо клієнтів виконають таке зразкове тестування, мережа колективно гарантує доступність даних із криптографічною впевненістю.

Стратегічні партнерства — включно з співпрацею з StarkWare для впровадження масштабованої доступності даних у StarkNet та інших системах — позиціонують Avail як нейтральну інфраструктуру для ширшого Web3.

KYVE: Децентралізований протокол перевірки даних

KYVE підходить з іншого боку, зосереджуючись на перевірці та передачі даних через кілька рівнів зберігання. Замість заміни систем доступності даних KYVE виступає як міст — перевіряючи цілісність даних під час їхнього потоку між джерелами та мережами зберігання.

Протокол працює як Data Rollups-as-a-Service (DRaaS), дозволяючи розробникам додавати перевірені потоки даних до своїх додатків. Фонд KYVE, підтримуваний такими організаціями, як Near Foundation, Solana Foundation і Coinbase Ventures, наголошує на децентралізованому управлінні та довгостроковій сталості.

Токени KYVE ($KYVE) забезпечують мережу через механізми Proof of Stake, одночасно дозволяючи спільноті керувати розвитком протоколу.

NEAR DA: Економічно ефективна інтеграція з Ethereum

Запуск NEAR DA у листопаді 2023 року фондом NEAR цілеспрямовано орієнтований на операторів ролапів Ethereum, що шукають економічно вигідну доступність даних. Вражаюче: зберігання 100 кілобайтів calldata на NEAR коштує приблизно у 8 000 разів менше, ніж відповідне зберігання на Ethereum Layer-1 (станом на вересень 2023).

Зберігаючи гарантії безпеки Ethereum і значно знижуючи витрати, NEAR DA приваблює якісні проєкти, що створюють спеціалізовані ланцюги. Першими користувачами стали Madara, Caldera, Fluent та інші відомі ініціативи Layer-2.

Storj: Децентралізоване хмарне зберігання

Хоча не зосереджене виключно на даних блокчейну, Storj забезпечує розподілене хмарне зберігання з властивостями, що відповідають вимогам доступності даних. Файли розбиваються на шардові частини за допомогою кодування стиранням і розподіляються по глобальних вузлах, а шифрування AES-256-GCM захищає приватність даних.

Модель “фермерів” платформи компенсує операторів вузлів через мікроплатежі за зберігання та обслуговування файлів, створюючи економічні стимули для тривалої доступності. Токени STORJ забезпечують усі транзакції у мережі.

Filecoin: Постійне децентралізоване зберігання

Filecoin розширює децентралізовану файлову систему IPFS, додаючи економічні стимули через механізми Proof-of-Replication і Proof-of-Spacetime. Постачальники зберігання отримують FIL токени за надання місця та отримання даних, а користувачі платять за довгострокове зберігання.

Архітектура гарантує не лише розподіл даних по мережі, а й їхнє збереження та доступність у довгостроковій перспективі — критично важливо для цілісності даних блокчейну.

Залишкові перешкоди в інфраструктурі доступності даних

Попри значний прогрес, залишаються суттєві виклики для досягнення оптимальної доступності даних:

Економіка зберігання у масштабі Зі зростанням обсягів транзакцій у блокчейні витрати на зберігання залишаються значними. Забезпечення доступності даних без пропорційного зростання витрат вимагає постійних інновацій у алгоритмах та оптимізації інфраструктури.

Затримки мережі та пропускна здатність Доступність даних залежить від швидкого розповсюдження по географічно розподілених мережах. Варіабельність якості з’єднань і фізичних затримок створює реальні вузькі місця для застосунків, чутливих до часу.

Вимоги до ресурсів перевірки Криптографічна перевірка великих обсягів даних вимагає значної обчислювальної потужності. Зі зростанням обсягів даних складність перевірки сама по собі стає викликом для масштабованості.

Мости між ланцюгами З розростанням кількох блокчейн-екосистем, забезпечення безперебійної перевірки доступності даних між ланцюгами залишається технічно складним, водночас зберігаючи цілісність і децентралізацію.

Тенденція до централізації Можливо, найглибша проблема — агресивна оптимізація для масштабованості іноді вимагає архітектурних рішень, що зменшують децентралізацію. Знаходження балансу між цими протилежними імперативами залишається відкритим дослідницьким питанням.

Майбутнє

Симбіоз інновацій у доступності даних і зрілості ролапів ознаменовує переломний момент для масштабованості блокчейну. Нові техніки — від покращених алгоритмів стиснення до покращених міжланцюгових протоколів — відкриють нові можливості для децентралізованих застосунків.

Проєкти, описані вище, демонструють різноманітність підходів до подібних викликів, що свідчить про те, що існуватиме кілька архітектур доступності даних, кожна оптимізована для різних випадків використання. Така плюралістичність зміцнює екосистему, сприяючи конкуренції, запобігаючи єдиним точкам відмови та прискорюючи інновації.

Зі зростанням зрілості цих рішень і посиленням конкуренції технологія блокчейн наближається до підтримки транзакцій масового масштабу, зберігаючи свої основні принципи децентралізації, безпеки та бездовірливості.