Я часто відвідую Starbucks в районі Форт Мумбаї. По дорозі я проходжу повз відому бібліотеку Азіатського товариства, яка була показана в фільмах і безлічі роликів, і я нагадую собі про її тривалу присутність. Я розглядав використання іншої аналогії для пояснення доступності даних, але коли щось працює настільки добре, чому змінювати його?

Джерело - Вікіпедія

Уявіть собі, що зараз 1800-ті роки, і бібліотека Азіатського товариства є однією з небагатьох або, можливо, єдиних, бібліотек у місті. Ця бібліотека – не просто сховище книг. Це центральний вузол, де зберігається вся інформація, необхідна для безперебійної роботи міста. У бібліотеці зберігаються важливі записи, такі як свідоцтва про народження та документи на власність. Він також містить цінні ресурси, такі як навчальні матеріали та культурні артефакти. Місто не могло втратити доступ до цих матеріалів у будь-який момент. Що станеться, якщо бібліотека буде замкнена або зникне? Це посіє хаос у всіх муніципальних департаментах, які покладаються на його інформацію.

Рішення щодо доступності даних (DA) виконує подібну функцію в криптографії. Воно забезпечує доступність інформації, необхідної для підтвердження та обробки транзакцій на блокчейні для всіх учасників. Без надійної доступності даних цілісність та функціональність мереж блокчейну, особливо масштабні рішення, такі як rollups, можуть бути серйозно піддані ризику.

Від ранніх веб-бізнесів до модульних блокчейнів

На зорі існування Інтернету кожен онлайн-бізнес повинен був керувати всім самостійно. Як з'ясував Шлок у нашому Стаття AVS, кожен онлайн-бізнес потребував фізичних серверів, мережевого обладнання, зберігання даних, ліцензійного програмного забезпечення для баз даних та операційних систем, безпечного приміщення для розміщення обладнання, команди системних адміністраторів та мережевих інженерів, а також надійних рішень для відновлення роботи та резервного копіювання. Все це коштувало щонайменше 250 000 доларів і займало від кількох місяців до року, щоб налаштувати.

Однак ми швидко зрозуміли, що делегування цих завдань було корисним для всіх. Цей підхід узгоджується з економічним принципом компаративна перевага. Це стверджує, що сутностям не потрібно виробляти все самостійно. Замість цього вони можуть спеціалізуватися в областях, де вони мають менший вартісний ризик і займатися торгівлею з іншими.

По суті, спроба виробляти все тягне за собою альтернативні витрати – ресурси і час, витрачені на виробництво одного блага, можна було б замість цього виділити на виробництво іншого. Деякі суб'єкти господарювання можуть виробляти певні товари ефективніше, ніж інші. Класичним прикладом порівняльних переваг є торгівля між США та Китаєм. США мають порівняльну перевагу у виробництві високотехнологічних товарів, таких як програмне забезпечення та сучасне обладнання, завдяки своїй кваліфікованій робочій силі та інноваційним можливостям. Тим часом Китай має порівняльну перевагу у виробництві споживчих товарів, таких як електроніка та одяг, завдяки нижчим витратам на робочу силу. Зосереджуючись на виробництві того, у чому кожна країна відносно ефективніша, обидві країни отримують вигоду від торгівлі, отримуючи товари за нижчою ціною, ніж якби вони намагалися виробляти їх усередині країни. Зосереджуючись на своїх сильних сторонах і торгівлі, всі сторони можуть досягти більшої ефективності та взаємної вигоди без тягаря досягнення успіху в кожній сфері самостійно.

Цей принцип поширюється не лише на країни та бізнеси, а й на блокчейн-архітектури. Подібно до того, як країни спеціалізуються на певних галузях або продуктах, різні компоненти блокчейн-системи можуть бути зосереджені на конкретних функціях. Ця спеціалізація призводить до загального підвищення продуктивності та ефективності в екосистемі.

Чому доступність даних?

Подібно до раннього інтернет-бізнесу, блокчейни спочатку займалися всім: виконанням транзакцій, досягненням консенсусу, зберіганням даних і врегулюванням транзакцій. Такий підхід створив проблеми для таких ланцюжків, як Ethereum, який є відносно високо децентралізованим на базовому рівні. Поступово ідея модульності набула популярності. Модульність у блокчейнах означає розбиття функцій блокчейну (таких як консенсус, доступність даних і виконання) на окремі, спеціалізовані рівні або модулі. Це забезпечує більшу гнучкість, масштабованість та ефективність, дозволяючи кожному рівню зосередитися на конкретному завданні.

Ethereum вирішив, що відокремлення виконання від згоди та врегулювання є найкращим способом масштабування, що ставить доріжку розвитку у центр уваги.

Декілька рішень другого рівня (L2) затопили віртуальну машину Ethereum (EVM), перевантажуючи Ethereum шляхом розміщення даних про транзакції на ньому. Ця конкуренція за блокпростір Ethereum зробила використання L1 дорогим. Зберігання та доступ до даних на Ethereum було витратним - до березня 2024 року L2 викликало понад 11 000 ETH комісій. При ціні 3 400 доларів за ETH це склало 37,4 мільйона доларів!

Ethereum вирішив проблему з EIP-4844, впроваджуючи окремий простір, що називається блобами для зберігання даних L2. В результаті ціна впала до 1,7 тис. ETH наступного місяця і до трохи більше 100 ETH в серпні - зниження на 99%. Отже, проблема з вартістю роллапсів вирішена? Я б хотів, щоб це було так просто.

Виклики, що виходять за межі вартості

Незважаючи на зниження комісій за зберігання даних у блобах, залишаються дві важливі проблеми:

1. Передбачуваність комісій: комісії залишаються непередбачуваними через перевантаження Ethereum.
2. Об'єм блоба: Кожен блоб може містити 128 кБ даних, а кожен блок може включати до 6 блобів, загалом 768 кБ на блок. З урахуванням інших транзакцій, розмір блоку Ethereum може бути приблизно 1,77 МБ. Це збільшує максимальний розмір блоку Ethereum приблизно до 2,5 МБ. З блоком часу 12 секунд, пропускна здатність Ethereum становить приблизно 0,2 МБ/с - недостатньо для очікуваного зростання користувачів децентралізованих додатків.

Ці обмеження підкреслюють потребу у спеціалізованих послугах DA, схожих на те, як роллапи відвантажують виконання з Ethereum.

На цьому тлі з'явилося кілька рішень DA, таких як Celestia, Avail і Near. Ці спеціалізовані послуги зосереджені виключно на забезпеченні доступності та безпеки даних, забезпечуючи необхідну інфраструктуру для підтримки масштабованих і надійних блокчейн-мереж. Зосереджуючись на доступності даних, ці рішення можуть оптимізувати продуктивність і вирішити конкретні проблеми, з якими блокчейни загального призначення намагаються ефективно впоратися.

EigenDA - розширення сховища даних Ethereum

EigenDA - це активно підтверджена служба (AVS) від EigenLayer на основі Ethereum. Це означає, що EigenDA не працює незалежно від Ethereum. Якщо розробник хоче використовувати службу DA без Ethereum в міксі, EigenDA - не відповідь. Він відрізняється кількома ключовими функціями, які відрізняють його від інших служб DA.

1. Висока пропускна здатність

На швидкості 15 МБ/с EigenDA має найвищу пропускну здатність серед DA-сервісів 'поза протоколом'. Під 'поза протоколом' розуміється, що DA-сервіс працює окремо від основного блокчейну. Він досягає високої продуктивності, розділяючи консенсус від DA, кодування знищення та пряму комунікацію замість peer-to-peer.

Відокремлення згоди від DA. Більшість поточних DA-систем поєднують перевірку доступності даних з впорядкуванням цих даних в одну складну систему. Хоча перевірка даних може бути виконана паралельно, досягнення згоди або впорядкування даних уповільнює все. Цей поєднаний підхід може збільшити безпеку для систем, які самостійно керують впорядкуванням даних. Але це не потрібно для DA-систем, таких як EigenDA, які працюють поряд з Ethereum, який вже обробляє впорядкування або згоду даних. Видалення додаткового кроку впорядкування робить EigenDA набагато швидшим та ефективнішим.

Ось як працює EigenDA з Ethereum, з прикладом ролапу:

1. Роллап-послідовник (який організовує транзакції) відправляє пакет транзакцій до системи EigenDA.
2. Система EigenDA розбиває пакет на менші частини, створює доказ про повноту даних і надсилає ці частини різним операторам зберігання, отримуючи підтвердження, що вони зберегли дані.
3. Отримавши ці підтвердження, EigenDA надсилає повідомлення в блокчейн (Ethereum) про те, що дані безпечно зберігаються та містять деталі та докази.
4. Контракт EigenDA на Ethereum перевіряє доказ та зберігає результат on-chain.
5. Після збереження даних поза ланцюжком та запису (доказ того, що дані зберігаються поза ланцюжком) на блокчейн, секвенсор rollup надсилає посилання ID для даних до власної системи.
6. Перш ніж прийняти ідентифікатор даних, система rollup перевіряє з EigenDA, щоб переконатися, що дані повністю доступні. Якщо перевірка підтверджує, що вони зберігаються, ідентифікатор приймається. Якщо ні, ідентифікатор відхиляється.
   По суті, EigenDA допомагає зберігати та перевіряти дані транзакцій поза основним блокчейном, забезпечуючи їх безпеку та доступність.

Детально розібратися в механізмі можна в Документи EigenDA.

Стирання коду схоже на створення розумної головоломки з ваших даних, де вам потрібні лише деякі частини, щоб її вирішити. Цей метод гарантує, що ваші дані залишаться безпечними, доступними та ефективними для зберігання, навіть якщо деякі частини будуть втрачені або деякі місця зберігання вийдуть з ладу. EigenDA використовує цю техніку, коли ролапи надсилають дані, кодуючи їх у фрагменти. Таким чином, кожному вузлу потрібно завантажити лише крихітну частину даних, а не цілком, що робить процес набагато ефективнішим. І найприємніше те, що зі збільшенням розміру даних та частина, яку потрібно завантажувати вузлам, збільшується не лінійно, а квасилінально.

Замість того, щоб використовувати докази шахрайства для виявлення помилок, EigenDA використовує спеціальні криптографічні докази, які називаються зобов'язаннями KZG. Ці докази допомагають вузлам забезпечити правильну обробку та зберігання даних, підвищуючи як швидкість, так і безпеку.

Пряма комунікація замість P2P. Більшість сучасних систем доступності даних (DA) використовують однорангові (P2P) мережі, де кожен оператор ділиться даними зі своїми сусідами, що уповільнює весь процес. На відміну від цього, EigenDA використовує центральний диспергатор, який надсилає дані безпосередньо всім операторам за допомогою одноадресного зв'язку. Unicast означає, що дані надсилаються безпосередньо оператору, а не пліткують у мережі. Хоча може здатися, що це створює більшу централізацію в системі, це не так. Тому що диспергатор не несе прямої відповідальності за ДА. Він просто переміщує дані. Фактичне зберігання даних відбувається на кількох вузлах мережі. Більше того, централізований диспергатор є частиною поточної архітектури, але команда EigenDA припускає, що в майбутньому він рухатиметься до децентралізованого розосередження.

Цей прямий підхід уникає затримок та недоцільностей спільного використання P2P, дозволяючи EigenDA перевіряти доступність даних набагато швидше та ефективніше. EigenDA забезпечує швидше підтвердження даних та покращує загальну продуктивність, усуваючи часоємні протоколи розмови.

Ці три фактори дозволяють EigenDA масштабуватися горизонтально, а це означає, що в міру того, як все більше вузлів приєднуються до мережі, вона стає більш масштабованою. Наразі ліміт становить 200 операторів.

2. Міцна модель довіри

Більшість рішень для доступності даних (DA), таких як Celestia та Avail, вимагають, щоб оператори вузлів здійснювали стейкінг своїх нативних токенів, щоб підвищити корисність токена. На противагу цьому, EigenDA застосовує унікальний підхід, впроваджуючи подвійний стейкінг як з ETH, так і з EIGEN token. Щоб приєднатися до відповідних кворумів ETH та EIGEN, оператор повинен повторно здійснити стейкінг щонайменше 32 ETH та 1 EIGEN.

Але навіщо зобов'язувати операторів здійснювати стейкінг EIGEN на додаток до ETH? Цей механізм подвійного стейкінгу дозволяє EigenDA карати зловмисників за допомогою форку токенів, а не покладатися виключно на Ethereum для примусового виконання. Цей процес, відомий як міжпредметне розгалуження, дозволяє більш ефективно і ефективно покарати поганих акторів. Давайте розберемося, як це працює.

Одним з найважливіших аспектів підтримки мережевої цілісності служби DA є боротьба з атаки з утриманням даних. Цей тип атаки відбувається, коли продюсер блоків пропонує новий блок, але утримує транзакційні дані, необхідні для його перевірки. Зазвичай блокчейни забезпечують доступність блоку, вимагаючи від перевіряючих завантажити та перевірити весь блок. Однак, якщо більшість перевіряючих діють злоякісно та схвалюють блок з відсутніми даними, блок все одно може бути доданий до ланцюжка, хоча повні вузли врешті-решт відхилять його.

Повні вузли можуть виявляти недійсні блоки, повністю завантажуючи їх, але легкі клієнти не мають такої можливості. Техніки, такі як Вибіркове збирання даних про доступність (DAS)допомогти легким клієнтам перевірити доступність даних без завантаження усього блоку, тим самим зберігаючи низькі вимоги до ресурсів.

У DAS вузлам не потрібно завантажувати цілі блоби даних, щоб перевірити їх доступність. Замість цього вони випадковим чином відбирають невеликі частини фрагментів даних, що зберігаються в різних вузлах. Такий підхід до вибірки значно зменшує обсяг даних, які повинен обробляти кожен вузол, забезпечуючи швидшу перевірку та менше споживання ресурсів.

Але що станеться, якщо деякі вузли не виконують це та відмовляються зберігати або надавати необхідні дані? Традиційно відповідь полягала б у тому, щоб повідомити про ці неправомірні вузли Ethereum, які потім знизили б їх ставки. Однак, змушувати службу DA змушувати потенційно зловмисний вузол публікувати всі свої дані на Ethereum, щоб довести свою невинність, неможливо з наступних причин:

1. Високі витрати: Публікація великих обсягів даних на Ethereum є непомірно дорогою. Блоковий простір Ethereum вже дуже затребуваний, і додавання значного навантаження на дані призведе до непомірних комісій і подальшого перевантаження мережі. Розглянемо це на прикладі. Зберігання перших 32 байт в Ethereum коштує 20 тисяч газу, а кожен наступний 32-байтний шматок коштує 5 тисяч газу. Зберігання 1 ГБ (1073741824 байт) даних коштуватиме 20 тисяч + (1073741824/32 – 1)*5 тисяч = 167 772 175 тисяч газу. Якщо газ торгується за ціною 30 Gwei, загальна вартість становитиме 5 033 165 250 000 gwei або ~5033 ETH. Це приблизно 13 мільйонів доларів, якщо ETH торгується на рівні 2600 доларів.
2. Проблеми масштабованості: Поточна пропускна здатність та обмеження розміру блоку Ethereum означають, що обробка великих даних з декількох служб DA може надмірно навантажити мережу, спричиняючи затримки та неефективність.
3. Затримка транзакції: Час, необхідний для обробки та підтвердження великих завантажень даних на Ethereum, сповільнюватиме каральний процес, дозволяючи зловмисникам продовжувати свою шкідливу діяльність довше, ніж це бажано.
4. Неефективне здійснення: Покладання на власні механізми Ethereum для зменшення вимагатиме складної координації серед валідаторів. Це призведе до збільшення запізнення, що робить його непрактичним рішенням для частих дій з виконання, які потрібні для служб DA.

З огляду на ці проблеми, EigenDA використовує інтерсуб'єктивний форкінг як більш ефективний і економічно вигідний метод застосування санкцій проти зловмисників. Ось як це працює:

Усі розсудливі та чесні спостерігачі в мережі EigenDA можуть незалежно перевірити, чи оператор не надає дані на запит. Після верифікації EigenDA може ініціювати форк токена EIGEN, фактично скорочуючи частку шкідливого оператора. Цей процес обходить необхідність безпосереднього залучення Ethereum, тим самим знижуючи витрати і прискорюючи процес покарання.

Міжсуб'єктивна розгалуження використовує колективну згоду кількох спостерігачів для забезпечення дотримання правил мережі, що дозволяє швидко та ефективно покарати зловживаючих операторів без надмірних витрат, пов'язаних з традиційними методами. Ця надійна модель довіри покращує безпеку та надійність EigenDA, роблячи його кращим вибором серед рішень DA.

3. Налаштування

Для забезпечення дійсності та доступності даних в системі блокчейн необхідно провести атестацію. Це виконується у процесі верифікації, коли учасники, такі як валідатори або стейкери, підтверджують, що дані в блоку є правильними та доступними для всіх. Без атестації немає гарантії, що запропоновані дані є законними або що вони не були приховані або підмінені, що може призвести до порушення довіри та потенційних вразливостей безпеки. Атестація забезпечує прозорість та запобігає зловживанням, таким як приховування даних або запропонування недійсних блоків.

Спеціальний кворум

EigenDA має функцію, яка називається Custom Quorum, де дві окремі групи мають перевірити доступність даних. Одна група складається з рестейкерів ETH (ETH кворуму), а інша може бути стейкерами власного токена роллапу. Обидві групи працюють незалежно, і EigenDA зазнає неуспіху лише тоді, коли обидві групи компрометовані. Таким чином, проекти, які не хочуть покладатися на атестацію EigenDA, можуть використовувати власний кворум. Це корисно для розробників, оскільки воно дає можливість перевизначати перевірки EigenDA.

Гнучкість ціноутворення та зарезервована пропускна здатність

Ролапси наразі піддаються невизначеності ціни на газ та ризику обмінного курсу, коли вони стягують плату в своїй власній токені та платять Ethereum в ETH за розрахунок. EigenDA пропонує ролапси та інші програми для оплати DA у їх власних токенах, а також резервує відведений пропускний здатність, яка не конфліктує з чимось іншим.

EigenDA вирізняється на фоні інших рішень в області доступності даних завдяки високій продуктивності та інноваційному подвійному механізму кворуму. Його міжсуб'єктивна система розгалуження та DAS пропонують надійні рішення для вирішення важливих проблем, таких як атаки з утриманням даних, підвищуючи безпеку мережі без надмірного покладання на Ethereum.

Однак EigenDA стикається з двома серйозними перешкодами. По-перше, нинішнє обмеження в 200 операторів створює потенційне вузьке місце для масштабованості та децентралізації в міру зростання попиту. Це обмеження може ставати все більш проблематичним, оскільки все більше ролапів і додатків шукають надійні рішення для доступності даних.

По-друге, і, можливо, ще більш тиснуче, EigenDA повинна пройти випробування стійкого генерування прибутку. Наступна діаграма показує, як значно знизився дохід від послуги DA як для Celestia, так і для Ethereum.

Зі зниженням плати за доступність даних по всій галузі економічна модель EigenDA повинна еволюціонувати. Проект повинен знайти нові способи монетизації своїх послуг, не пожертвуючи доступністю або продуктивністю.

Успіх EigenDA в значній мірі залежатиме від того, як він вирішує ці виклики. Чи зможе він розширити свою мережу операторів, не жертвуючи безпекою або ефективністю? Чи знайде він нові джерела доходів або оптимізує свою вартість, щоб залишатися конкурентоспроможним на ринку, де зменшуються комісії? По мірі того, як екосистема блокчейн продовжує дозрівати, відповіді EigenDA на ці питання відіграють важливу роль у формуванні не тільки його власної траєкторії, але й загальнішого пейзажу рішень для масштабовності блокчейну.

Відмова від відповідальності:

1. Ця стаття розміщена з [Gateдекентралізований], Усі авторські права належать оригінальному автору [Саураб Дешпанде]. Якщо є зауваження до цього перепринту, будь ласка, зв'яжіться з Gate Learnкоманда, і вони оперативно займуться цим.
2. Відмова відповідальності: Погляди та думки, висловлені у цій статті, є виключно думкою автора і не становлять жодної інвестиційної поради.
3. Переклади статті на інші мови виконуються командою Gate Learn. Якщо не зазначено інше, копіювання, поширення або плагіат перекладених статей заборонені.