• العنوان الأصلي المعاد توجيهه: سوء فهم توفر البيانات: DA = إصدار البيانات ≠ استرجاع البيانات التاريخية

المقدمة:

ما هو بالضبط توافر البيانات؟ بالنسبة لمعظم الناس، قد يكون الانطباع الأول هو "الوصول إلى البيانات التاريخية للحظة معينة"، ولكن هذا في الواقع سوء فهم كبير لمفهوم DA. في الآونة الأخيرة، قام مؤسسو L2BEAT ومؤيدو Danksharding، إلى جانب مؤسس Celestia، بتوضيح هذا المفهوم الخاطئ. وأشاروا إلى أن توفر البيانات (DA) يجب أن يشير في الواقع إلى "نشر البيانات"، ولكن معظم الناس فسروا توافر البيانات على أنها "إمكانية استرجاع البيانات التاريخية"، والتي تنطوي في الواقع على مشكلات تخزين البيانات.

على سبيل المثال، منذ فترة، ذكر Dankrad آلية السحب الإلزامي/فتحة الهروب للطبقة الثانية، مشيرًا إلى أن السحب الإلزامي لـ Validium يتطلب الحصول على أحدث حالة L2 لإنشاء Merkle Proof، في حين أن Plasma تحتاج فقط إلى البيانات من 7 أيام سابقة (وهذا يتعلق إلى أساليبهم في تحديد الجذر الشرعي للدولة).

وبهذا، أشار دانكراد بوضوح إلى أن Validium يتطلب DA لضمان أمان أموال المستخدم، لكن Plasma لا تفعل ذلك. هنا، تشير حالة استخدام Dankrad إلى الفرق بين DA واسترجاع البيانات التاريخية، وهو أن DA غالبًا ما يتضمن فقط البيانات الصادرة حديثًا.

في L2BEAT، تم التأكيد بشكل أكبر على التمييز بين توفر البيانات (DA) وتخزين البيانات (DS). أكد بارتيك من L2BEAT مرارًا وتكرارًا على أن DA وتخزين البيانات/إمكانية استرجاع البيانات التاريخية هما شيئان مختلفان، وأنه يمكن للمستخدمين الوصول إلى بيانات L2 التي يحتاجون إليها فقط لأن تلك العقد التي توفر البيانات "لطيفة بما يكفي بالنسبة لك". بالإضافة إلى ذلك، تخطط L2BEAT لاستخدام "ما إذا كانت هناك عقد تخزين بيانات مرخصة متاحة" كمقياس جديد لتقييم عمليات التجميع، بما يتجاوز DA.

تُظهر البيانات الصادرة عن مجتمع إيثريوم/أعضاء مؤسسة إيثريوم عزمهم على توضيح وتحسين المفاهيم المتعلقة بالطبقة الثانية في المستقبل، بالإضافة إلى تقديم تعريف أكثر تفصيلاً للطبقة الثانية نفسها. وذلك لأن العديد من المصطلحات المتعلقة بـ Rollup وL2 لم يتم شرحها بشكل واضح، مثل إلى أي مدى تعتبر البيانات القديمة "تاريخية" - يعتقد البعض أنه بما أن العقود الذكية يمكنها فقط استدعاء البيانات من 256 كتلة سابقة، فإن البيانات من قبل 256 كتلة ( 50 دقيقة) تعتبر "تاريخية".

ومع ذلك، فإن كلمة "Rollup" التي ذكرتها Celestia ومؤسسة Ethereum تشير بشكل صارم إلى شيئين مختلفين. تهدف هذه المقالة إلى توضيح الفرق بين مفهوم DA وتخزين البيانات، بدءًا من مصدر DA، وأخذ عينات توفر البيانات، إلى طرق تنفيذ DA في مجموعات البيانات المجمعة، موضحًا ما يعنيه توفر البيانات حقًا - نشر البيانات.

أصل مفهوم DA

ينشأ مفهوم DA من مسألة "توفر البيانات"، والتي يشرحها مصطفى مؤسس سيليستيا على النحو التالي: DA يدور حول كيفية ضمان نشر جميع البيانات الموجودة في الكتلة على الشبكة عندما يقترح منتج الكتلة كتلة جديدة. إذا لم يقم منتج الكتلة بإصدار جميع البيانات الموجودة في الكتلة، فمن المستحيل التحقق مما إذا كانت الكتلة تحتوي على معاملات خاطئة.

ويشير مصطفى أيضًا إلى أن Ethereum Rollups تقوم ببساطة بنشر بيانات كتلة L2 على سلسلة Ethereum وتعتمد على ETH لضمان توفر البيانات. على الموقع الرسمي لإيثريوم، تتلخص مشكلة توفر البيانات في السؤال التالي: “كيف نتحقق من توفر بيانات الكتلة الجديدة؟” بالنسبة للعملاء الخفيفين، تشير مسألة توفر البيانات إلى التحقق من توفر الكتلة دون الحاجة إلى تنزيل الكتلة بأكملها.

يميز موقع Ethereum الرسمي أيضًا بوضوح بين توفر البيانات وإمكانية استرجاعها: يشير توفر البيانات إلى قدرة العقد على تنزيل بيانات الكتلة عند اقتراحها، وبعبارة أخرى، يتعلق الأمر بالوقت قبل وصول الكتلة إلى الإجماع. تشير إمكانية استرجاع البيانات إلى قدرة العقد على استرداد المعلومات التاريخية من blockchain. على الرغم من أن الأرشفة قد تتطلب بيانات تاريخية عن سلسلة الكتل، إلا أن العقد لا تحتاج إلى استخدام البيانات التاريخية للتحقق من الكتل ومعالجة المعاملات.

من وجهة نظر المساهم الصيني في Celestia وشريك W3Hitchhiker، Ren Hongyi، تفترض الطبقة الثانية مسبقًا أن Ethereum آمن ولامركزي بدرجة كافية. يمكن للفارزين إرسال بيانات DA إلى Ethereum بثقة، وسيتم نشر هذه البيانات دون عائق إلى جميع عقد Ethereum الكاملة. نظرًا لأن عقد L2 الكاملة تقوم بتشغيل عميل Geth، فإنها تعتبر مجموعة فرعية من عقد Ethereum الكاملة وبالتالي يمكنها تلقي بيانات DA الخاصة بالطبقة الثانية.

في نظر الدكتور تشي تشو، مؤسس EthStorage، تعريف توفر البيانات (DA) هو أنه لا يمكن لأحد حجب بيانات المعاملات المقدمة من قبل المستخدمين إلى الشبكة. نموذج الثقة المقابل هو أننا نحتاج فقط إلى الثقة في بروتوكول الطبقة الأولى (L1) نفسه، دون الحاجة إلى تقديم افتراضات ثقة أخرى.

يشير Qi Zhou إلى أن التنفيذ الحالي لـ DA في Ethereum هو في الأساس بث P2P (باستخدام بروتوكول القيل والقال)، حيث يتم تنزيل كل عقدة كاملة ونشر كتل جديدة وتخزين البيانات المجمعة. ومع ذلك، لن تقوم العقد الكاملة لإيثريوم بتخزين الكتل التاريخية إلى الأبد. بعد تطبيق EIP-4844، قد يقومون تلقائيًا بحذف البيانات منذ وقت معين (على ما يبدو 18 يومًا). لا توجد العديد من عقد الأرشيف التي تخزن جميع البيانات التاريخية في جميع أنحاء العالم. تخطط EthStorage لملء هذه الفجوة في نظام Ethereum البيئي ومساعدة الطبقة الثانية في إنشاء العقد المخصصة لاستمرار البيانات.

يمكن رؤية المناقشات المبكرة حول توفر البيانات من قبل مؤسسة Ethereum في تغريدات Vitalik Buterin ومستندات GitHub في عام 2017. في ذلك الوقت، كان يعتقد أنه لضمان قابلية التوسع وكفاءة blockchain، كان من الضروري زيادة تكوين الأجهزة للعقد الكاملة (العقد الكاملة هي تلك التي تقوم بتنزيل الكتلة الكاملة والتحقق من صلاحيتها، والمدققين، الذين يشاركون في الإجماع، هي مجموعة فرعية من العقد الكاملة). ومع ذلك، فإن زيادة متطلبات الأجهزة للعقد الكاملة من شأنه أن يزيد أيضًا من تكاليف التشغيل، مما يؤدي إلى مركزية البلوكشين.

وفي هذا الصدد، اقترح فيتاليك تصميم مخطط لمعالجة المخاطر الأمنية الناجمة عن النزعة المركزية للعقد الكاملة عالية الأداء. لقد خطط لإدخال رموز المحو وأخذ عينات عشوائية من البيانات لتصميم بروتوكول يسمح للعقد الخفيفة ذات قدرات الأجهزة المنخفضة بالتحقق من أن الكتلة خالية من المشاكل دون معرفة الكتلة الكاملة.

كانت فكرته الأولية مرتبطة في الواقع بفكرة مذكورة في ورقة عمل البيتكوين، والتي تنص على أن العقد الخفيفة لا تحتاج إلى تلقي الكتلة الكاملة ولكن سيتم تنبيهها من خلال العقد الكاملة الصادقة إذا كانت هناك مشكلة في الكتلة. يمكن توسيع هذا المفهوم ليشمل إثباتات الاحتيال اللاحقة ولكنه لا يضمن أن العقد الكاملة الصادقة يمكنها دائمًا الحصول على بيانات كافية، ولا يمكنها الحكم بعد وقوع الحدث على ما إذا كان مقدم الكتلة قد حجب بعض البيانات من النشر.

على سبيل المثال، يمكن للعقدة "أ" نشر دليل احتيال يدعي أنها تلقت كتلة غير مكتملة من العقدة "ب". ومع ذلك، من المستحيل تحديد ما إذا كانت الكتلة غير المكتملة ملفقة بواسطة "أ" أو مرسلة بواسطة "ب". وأشار فيتاليك إلى أنه يمكن حل هذه المشكلة عن طريق أخذ عينات توفر البيانات (DAS)، والذي يتضمن بوضوح قضايا نشر البيانات.

ناقش فيتاليك هذه المشكلات وحلولها بإيجاز في مقالته "ملاحظة حول توفر البيانات وترميز المحو". وأشار إلى أن إثباتات DA (توافر البيانات) هي في الأساس "مكملة" لإثباتات الاحتيال.

أخذ عينات من توافر البيانات

ومع ذلك، ليس من السهل شرح مفهوم DA، كما يتضح من وثيقة GitHub الخاصة بـ Vitalik التي خضعت لـ 18 تصحيحًا، مع آخر تصحيح تم تقديمه في 25 سبتمبر 2018. في اليوم السابق، في 24 سبتمبر 2018، شارك مؤسس سيليستيا، مصطفى وفيتاليك، في تأليف الورقة الشهيرة لاحقًا بعنوان "إثباتات الاحتيال وتوافر البيانات: تعظيم أمن العملاء الخفيف وتوسيع نطاق Blockchains مع الأغلبية المخادعة".

ومن المثير للاهتمام أن مصطفى مدرج باعتباره المؤلف الأول للورقة البحثية، وليس فيتاليك (مؤلف آخر هو الآن باحث في blockchain العام لـ Sui). ويذكر البحث مفهوم إثباتات الاحتيال ويشرح مبدأ أخذ عينات توفر البيانات (DAS)، وهو عبارة عن تصميم تقريبي لبروتوكول مختلط من DAS + ترميز المحو ثنائي الأبعاد + إثباتات الاحتيال. تشير الورقة على وجه التحديد إلى أن نظام إثبات DA يعد مكملاً ضروريًا لإثباتات الاحتيال.

من وجهة نظر فيتاليك، يعمل البروتوكول على النحو التالي:

لنفترض أن blockchain العام يحتوي على عقد إجماع N (Validators) مع أجهزة عالية السعة، مما يسمح بإنتاجية عالية للبيانات وكفاءة. على الرغم من أن مثل هذه البلوكشين قد تحتوي على TPS (معاملات في الثانية) عالية، إلا أن عدد العقد المتفق عليها، N، صغير نسبيًا، مما يجعلها أكثر مركزية مع احتمالية أعلى للتواطؤ بين العقد.

ومع ذلك، من المفترض أن تكون واحدة على الأقل من عقد الإجماع N صادقة. طالما أن 1/N على الأقل من المدققين صادقون، وقادرون على اكتشاف أدلة الاحتيال وبثها عندما تكون الكتلة غير صالحة، يمكن للعملاء الخفيفين أو المدققين الصادقين أن يصبحوا على دراية بالمشكلات الأمنية في الشبكة ويمكنهم استخدام آليات مثل قطع العقد الضارة و شوكة الإجماع الاجتماعي لاستعادة الشبكة إلى وضعها الطبيعي.

كما ذكر Vitalik من قبل، إذا تلقت عقدة كاملة صادقة كتلة ووجدت أنها ناقصة في بعض الأجزاء، ونشرت دليل احتيال، فمن الصعب تحديد ما إذا كان مقدم الكتلة قد فشل في نشر هذا الجزء، فقد تم حجبه من قبل العقد الأخرى أثناء الإرسال. أو إذا كانت علامة كاذبة من قبل العقدة التي تنشر دليل الاحتيال. علاوة على ذلك، إذا تآمرت غالبية العقد، فقد يتم عزل جهاز التحقق الصادق 1/N، وغير قادر على استقبال كتل جديدة، وهو سيناريو هجوم حجب البيانات. في مثل هذه الحالات، لا تستطيع العقدة الصادقة تحديد ما إذا كان ذلك بسبب ظروف الشبكة السيئة أو مؤامرة حجب متعمدة من قبل الآخرين، ولا يمكنها معرفة ما إذا كانت العقد الأخرى معزولة أيضًا، مما يجعل من الصعب الحكم على ما إذا كانت الأغلبية قد تآمرت في حجب البيانات.

لذلك، يجب أن تكون هناك طريقة لضمان، مع احتمالية عالية جدًا، أن يتمكن المدققون الصادقون من الحصول على البيانات المطلوبة للتحقق من صحة الكتل؛ ولتحديد من يقف وراء هجوم حجب البيانات - سواء كان مقدم الكتلة هو الذي فشل في نشر بيانات كافية، أو تم حجبها بواسطة عقد أخرى، أو إذا كانت مؤامرة الأغلبية. من الواضح أن نموذج الأمان هذا يوفر حماية أكبر بكثير من "افتراض الأغلبية الصادقة" الشائع في سلاسل PoS النموذجية، كما أن أخذ عينات توفر البيانات (DAS) هو طريقة التنفيذ المحددة.

بافتراض وجود العديد من العقد الضوئية في الشبكة، ربما 10 مرات N، كل منها متصل بعدة مدققين (للتبسيط، افترض أن كل عقدة ضوئية متصلة بجميع أدوات التحقق من N). ستقوم هذه العقد الخفيفة بإجراء عينات بيانات متعددة من المدققين، وفي كل مرة تطلب بشكل عشوائي جزءًا صغيرًا من البيانات (لنفترض أنها 1٪ فقط من الكتلة). وبعد ذلك، يقومون بتوزيع الأجزاء المكتسبة على جهات التحقق التي تفتقر إلى هذه البيانات. طالما أن هناك ما يكفي من العقد الخفيفة وتكرار أخذ عينات البيانات مرتفع بما فيه الكفاية، حتى لو تم رفض بعض الطلبات، وطالما تم الرد على معظمها، يمكن التأكد من أن جميع المدققين يمكنهم في النهاية الحصول على الكمية اللازمة من البيانات للتحقق من صحتها كتلة. يمكن أن يؤدي هذا إلى إبطال تأثير حجب البيانات بواسطة عقد أخرى غير مقدم الكتلة.

(مصدر الصورة: W3 Hitchhiker)

إذا تآمر غالبية المصادقين ورفضوا الاستجابة لمعظم الطلبات من العقد الخفيفة، فسيكون من السهل على الأشخاص أن يدركوا أن هناك مشكلة في السلسلة (لأنه حتى لو كان لدى بعض الأشخاص إنترنت ضعيف، فلن يؤدي ذلك إلى معظم العقد الخفيفة الطلبات المرفوضة). وبالتالي، فإن المخطط المذكور أعلاه يمكن أن يحدد على الأرجح سلوك الأغلبية التآمري، على الرغم من أن مثل هذه المواقف نادرة في حد ذاتها. باستخدام هذا النهج، يمكن حل حالات عدم اليقين من مصادر أخرى غير مقدم الكتلة. إذا قام مقدم الكتلة بحجب البيانات، مثل عدم نشر ما يكفي من البيانات في الكتلة للتحقق من صحتها (بعد تقديم تشفير المسح ثنائي الأبعاد، تحتوي الكتلة على أجزاء 2k2k، وتتطلب استعادة البيانات الأصلية للكتلة أجزاء kk على الأقل، أو 1/4. لمنع الآخرين من استعادة البيانات الأصلية، سيحتاج مقدم الطلب إلى حجب أجزاء k+1*k+1 على الأقل)، وسيتم اكتشافها في النهاية بواسطة مدققين صادقين، الذين سيقومون بعد ذلك ببث أدلة الاحتيال لتحذير الآخرين.

وفقًا لفيتاليك ومصطفى، فإن ما فعلوه هو في الأساس دمج الأفكار التي سبق أن اقترحها الآخرون وإضافة ابتكاراتهم الخاصة فوق ذلك. عند النظر إلى المفهوم وطريقة التنفيذ ككل، فمن الواضح أن "توافر البيانات" يشير إلى ما إذا كانت البيانات اللازمة للتحقق من أحدث كتلة قد تم نشرها بواسطة مقدم الكتلة وما إذا كان من الممكن استلامها من قبل القائمين على التحقق. يتعلق الأمر بما إذا كانت البيانات "منشورة بالكامل" وليس ما إذا كان "يمكن استرجاع البيانات التاريخية".

كيف يتم تنفيذ إتاحة بيانات Ethereum Rollup (DA).

مع التأكيد أعلاه، دعونا نلقي نظرة على كيفية تنفيذ توفر البيانات (DA) في مجموعات Ethereum، والذي يصبح واضحًا تمامًا: يُعرف مُقترح الكتلة في مجموعة التحديثات باسم Sequencer، الذي ينشر البيانات اللازمة للتحقق من انتقالات حالة الطبقة الثانية على Ethereum على فترات. على وجه التحديد، يبدأ معاملة لعقد معين، ويحشو البيانات المتعلقة بـ DA في معلمات الإدخال المخصصة، والتي يتم تسجيلها بعد ذلك في كتلة Ethereum. نظرًا لدرجة اللامركزية العالية التي تتمتع بها إيثريوم، يمكن التأكد من أن البيانات المقدمة من جهاز التسلسل سيتم تلقيها بسلاسة من قبل "المتحققين". ومع ذلك، تختلف الكيانات التي تلعب دور "المتحققين" عبر شبكات التجميع المختلفة.

على سبيل المثال، في حالة Arbitrum، يقوم جهاز التسلسل بنشر مجموعات من المعاملات على عقد معين على Ethereum. العقد نفسه لا يتحقق من هذه البيانات ولكنه يصدر حدثًا لعقد L2 الكاملة للاستماع إليه، مما يسمح لهم بمعرفة أن جهاز التسلسل قد نشر مجموعة من المعاملات. على وجه التحديد، تستخدم ZK Rollups عقد التحقق على Ethereum باعتباره "أداة التحقق". يحتاج ZK Rollup فقط إلى نشر State Diff + Validity Proof، أي معلومات حول تغييرات الحالة بالإضافة إلى إثبات الصلاحية. يتحقق عقد التحقق من إثبات الصلاحية لمعرفة ما إذا كان يتطابق مع اختلاف الحالة. إذا تم التحقق من الصحة، فإن كتلة/دفعة L2 المنشورة بواسطة جهاز التسلسل تعتبر صالحة.

(المصدر: الوثيقة البيضاء السابقة لبوليغون هيرمز)

تتطلب المجموعات المتفائلة نشر المزيد من البيانات على Ethereum لأنها تعتمد فقط على عقد L2 الكاملة لتنزيل البيانات والتحقق من صحة الكتل. وهذا يعني أنه، كحد أدنى، يجب الكشف عن التوقيعات الرقمية لكل معاملة من معاملات المستوى الثاني (التي تستخدم الآن التوقيعات المجمعة بشكل شائع). إذا تم إجراء مكالمات العقد، فيجب أيضًا الكشف عن معلمات الإدخال، بالإضافة إلى عناوين نقل المعاملة، وقيم nonce لمنع هجمات إعادة التشغيل، وما إلى ذلك. ومع ذلك، بالمقارنة مع بيانات المعاملات الكاملة، لا يزال هناك بعض التشذيب.

مقارنةً بـ ZK Rollups، فإن تكلفة DA (توافر البيانات) للمجموعات المتفائلة أعلى لأن ZK Rollups تحتاج فقط إلى الكشف عن تغييرات الحالة النهائية بعد تنفيذ مجموعة من المعاملات، مصحوبة بإثبات الصلاحية، مع الاستفادة من إيجاز ZK SNARK/STARK ; في حين أن مجموعات التفاؤل لا يمكنها إلا استخدام الطريقة الأكثر تعقيدًا، والتي تتطلب إعادة تنفيذ جميع المعاملات بواسطة عقد L2 كاملة أخرى.

في السابق، قدّرت W3hitchhiker تقريبًا أنه دون النظر في التطورات المستقبلية لـ EIP-4844 والنقط، فإن تأثير التوسع لـ ZKR (مجموعات المعرفة الصفرية) يمكن أن يصل إلى عدة أضعاف تأثير OPR (المجموعات المتفائلة). إذا نظرنا إلى المحافظ الذكية المتعلقة بـ EIP-4337 (التي تستخدم بصمات الأصابع وبيانات القزحية بدلاً من توقيعات المفتاح الخاص)، فإن ميزة ZKR ستكون أكثر وضوحًا، لأنها لا تحتاج إلى نشر البيانات الثنائية لبصمات الأصابع وقزحية العين على Ethereum، في حين أن مجموعات متفائلة تفعل ذلك.

أما بالنسبة لـ Validium وPlasma/Optimium، فإنهما يستخدمان في الواقع طبقة DA خارج السلسلة الخاصة بـ Ethereum لتحقيق DA. على سبيل المثال، قامت ImmutableX، التي اعتمدت نظام إثبات الصحة، بإنشاء مجموعة من عقد DAC (لجنة توفر البيانات) خصيصًا لنشر البيانات المتعلقة بـ DA؛ تنشر Metis بيانات DA على Memlabs، ويستخدم Rooch وManta Celestia. حاليًا، نظرًا لوجود DAS (حلول توفر البيانات) وأنظمة مقاومة الاحتيال، تعد Celestia واحدة من أكثر مشاريع طبقة DA جدارة بالثقة خارج Ethereum.

تنصل:

1. تمت إعادة طباعة هذه المقالة من [Geek Web3]. إعادة توجيه العنوان الأصلي: سوء فهم حول توفر البيانات: DA = نشر البيانات ≠ استرداد البيانات التاريخية، جميع حقوق الطبع والنشر مملوكة للمؤلف الأصلي [ Faust, Geek web3]. إذا كانت هناك اعتراضات على إعادة الطبع هذه، فيرجى الاتصال بفريق Gate Learn ، وسوف يتعاملون معها على الفور.
2. إخلاء المسؤولية: الآراء والآراء الواردة في هذه المقالة هي فقط آراء المؤلف ولا تشكل أي نصيحة استثمارية.
3. تتم ترجمة المقالة إلى لغات أخرى بواسطة فريق Gate Learn. ما لم يُذكر ذلك، يُحظر نسخ أو توزيع أو سرقة المقالات المترجمة.