Guide de la solution DA : Avail, Celestia, Ethereum, EigenDA, DAC

Écrit par Avail; Traduction : Golden Finance Cryptonaitive

Ces dernières années, l’accent mis sur la mise à l’échelle des capacités d’exécution a entraîné une nouvelle vague d’adoption de la couche 2. Dans le même temps, face aux défis de croissance posés par l’espace de bloc limité et les coûts élevés, de plus en plus d’acteurs reconnaissent désormais qu’une couche de disponibilité des données évolutive est essentielle pour faire évoluer efficacement les blockchains. Ils se sont rendu compte qu’ils avaient besoin d’une couche de base économique avec un espace de bloc évolutif qui peut prendre en charge différents types de cumuls.

Avail et plusieurs autres équipes construisent des solutions évolutives de disponibilité des données à partir de zéro, tandis que d’autres, comme Ethereum, tentent d’augmenter la capacité de disponibilité des données dans les blockchains existantes. Quoi qu’il en soit, un fait est toujours là. La couche de base choisie aujourd’hui par les développeurs définira leur avantage concurrentiel pour les années à venir.

Avail fait partie d’un écosystème modulaire en pleine croissance dédié à l’augmentation de la disponibilité des données sur la blockchain. D’autres solutions DA, telles que Celestia et EigenDA, font un travail similaire. Chaque solution a choisi une voie différente sur la voie de l’évolutivité de la blockchain, y compris Ethereum, qui met actuellement en œuvre le Proto-Danksharding, également connu sous le nom d’EIP-4844, comme tremplin pour atteindre son objectif à long terme de Danksharding complet.

Cet article évaluera les avantages et les inconvénients de chaque solution. Nous mettrons en évidence les différentes options de conception, et avec les connaissances que cette comparaison apporte, nous espérons que les lecteurs trouveront la couche DA qui leur convient le mieux.

Avant de plonger dans chaque catégorie, donnons un aperçu :

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Sécurité du réseau

Lorsque l’on considère la couche de base, la sécurité et la résilience du réseau sont les premiers éléments à prendre en compte. Voici les facteurs clés pour vérifier la solidité de votre réseau.

Mécanisme de consensus

Dans le mécanisme de consensus, il y a un dilemme fondamental entre la survie et la sécurité. Survival garantit que les transactions sont traitées rapidement et que le réseau fonctionne correctement, tandis que la sécurité garantit que les transactions sont exactes et sécurisées. Différents systèmes de blockchain trouvent la bonne option d’équilibre pour leurs cas d’utilisation uniques.

Avail utilise les mécanismes de consensus BABE et GRANDPA hérités du SDK Polkadot. BABE, en tant que moteur de génération de blocs, donne la priorité à la survie en se coordonnant avec les validateurs pour identifier de nouveaux générateurs de blocs. GRANDPA comme déterminisme final, il permet de compléter la certitude finale de tous les blocs qui mènent à un bloc particulier en même temps lorsque plus des deux tiers des validateurs signent la chaîne contenant le bloc. Ce registre hybride rend Avail cyber-résilient et le rend résilient aux partitions réseau transitoires et à un grand nombre de défaillances de nœuds.

Les choix de conception d’Avail sont similaires à ceux utilisés dans Ethereum comme Casper et LMD GHOST. LMD GHOST est le moteur de génération de blocs d’Ethereum, qui s’appuie sur une certitude finale probabiliste similaire à BABE, tandis que Casper FFG, comme GRANDPA, fournit des garanties de certitude finale.

Le choix de conception de Celestia a été d’utiliser Tendermint, ce qui lui a permis de finaliser les blocs en même temps qu’ils étaient générés. Cependant, la contrepartie de ce choix est que la chaîne peut s’arrêter lorsque plus d’un tiers de ses opérateurs ou validateurs tombent en panne. Il est également important de noter que la finalité des blocs ne garantit pas la disponibilité des données. Une conception à l’épreuve de la fraude comme celle de Celestia signifie que les utilisateurs doivent attendre les garanties DA, même si le bloc a atteint une certitude finale immédiate.

Le Conseil de la disponibilité des données, ou DAC, est l’entité responsable de la fourniture ou de la certification de la disponibilité des données. Ils utilisent des signatures cryptographiques pour indiquer qu’un ou une majorité des membres du comité sont d’accord pour que les données soient disponibles. EigenDA est un DAC hors chaîne auquel les validateurs d’Ethereum peuvent adhérer. Les membres du CAD fournissent la preuve de la validation des contrats intelligents et s’appuient sur un service externe indépendant pour le tri des données.

Décentralisation

Lorsque l’on considère la sécurité du réseau, il y a deux facteurs clés à prendre en compte : le montant total misé et la distribution de ce jalonnement. Le degré de décentralisation, c’est-à-dire l’uniformité de la distribution du montant misé, affecte directement la sécurité du réseau. Compte tenu du coût d’une attaque potentielle, il s’agit d’un indicateur du niveau de sécurité du réseau. Étant donné qu’un adversaire qui tente d’attaquer le réseau doit détruire plus de nœuds pour capturer le même jalonnement, l’attaque est plus coûteuse si la mise est répartie uniformément sur un plus grand ensemble de validateurs.

Avail hérite de la preuve d’enjeu désignée (NPoS) de Polkadot, ce qui lui permet de prendre en charge jusqu’à 1 000 validateurs. NPoS atténue le risque de centralisation grâce à sa distribution de jalonnement grâce à sa méthode séquentielle Phragmén, la méthode d’élection multi-gagnants, avec une distribution efficace des récompenses.

De plus, Avail est la seule couche DA qui peut échantillonner à partir de son réseau P2P Light Client sans s’appuyer sur des nœuds complets pour récupérer les données en cas de panne de réseau ou de goulot d’étranglement. Cette fonctionnalité unique distingue Avail de toutes les solutions de disponibilité des données actuelles et futures, fournit un mécanisme de basculement robuste et améliore la résilience du réseau de disponibilité des données d’Avail.

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Bien que la blockchain Ethereum dans son ensemble ait atteint la norme d’or en termes de sécurité, avec plus de 900 000 nœuds de validation, le niveau de distribution du réseau n’est pas suffisamment reflété en termes de quantité.

En revanche, un tableau de disponibilité des données se compose généralement de plusieurs nœuds chargés de confirmer la disponibilité des données pour la blockchain.

Il est important de noter que le retaking n’emprunte pas de sécurité à Ethereum. Sa sécurité dépend de la quantité totale d’Ethereum restakée sur sa plateforme. En d’autres termes, le retaking ne fait aucun bien pour sa sécurité, à l’exception de l’utilisation d’une petite fraction du staking existant verrouillé dans Ethereum.

En tant que DAC, EigenDA basé sur Ethereum agrège les signatures de ses nœuds complets. Sa preuve de validation de contrat intelligent ne peut pas fournir un niveau similaire d’assurance DA pour l’échantillonnage de la disponibilité des données. L’utilisation par EigenLayer du retaking, impliquant Ethereum verrouillé pour soutenir son réseau, a également suscité des critiques à l’égard des validateurs multiplexés et du risque de surcharge du consensus Ethereum.

Surcharge de l’environnement d’exécution

Les blockchains monolithiques avec des contrats intelligents ont introduit des innovations révolutionnaires au cours de la dernière décennie. Cependant, même les technologies de pointe de l’époque, telles qu’Ethereum, où la disponibilité, l’exécution et le règlement des données ont été fusionnés en un seul, ont introduit des limitations d’évolutivité importantes. Ces restrictions ont engendré le passage de l’exécution à la couche 2 hors chaîne et ont incité au développement d’initiatives d’amélioration telles que EIP-4844, également connu sous le nom de Proto-danksharding et Danksharding.

Les contrats intelligents établis définissent l’état et agissent comme un pont pour les rollups. Dans cette approche, Ethereum agit en tant qu’autorité pour vérifier l’exactitude des rollups.

Avail sépare l’exécution et le règlement de la couche de base et permet aux cumuls de publier des données directement sur Avail. La puissance de cette approche modulaire réside dans le fait que les cumuls qui y sont construits peuvent vérifier l’état en utilisant le réseau de clients légers P2P d’Avail, et s’ils sont utilisés pour propager la preuve d’exécution, ils ont la possibilité de mettre à niveau les cumuls sans avoir à s’appuyer sur des contrats intelligents et des couches de base pour définir l’état. Cette nouvelle approche offre aux développeurs une couche de base qui peut être mise à l’échelle en fonction de leurs besoins, ce qui leur donne la possibilité de choisir n’importe quelle couche d’exécution prise en charge en termes de règlement.

Celestia adopte une approche similaire à celle d’Avail. La seule différence est que ses clients légers ne sont actuellement pas en mesure de prendre en charge le réseau en cas de panne d’un nœud complet.

EigenDA n’a pas non plus de couche de tassement fixe.

Potentiel de croissance

En plus de la sécurité et de la résilience de la couche DA, la capacité à s’adapter à la demande croissante de rollups et de blockchains basées sur celle-ci est essentielle à leur succès. Examinons quelques considérations clés.

Preuve de validité

Lorsque l’on discute de la preuve de validité, il est crucial de comprendre le compromis entre la preuve de fraude et la preuve de validité dans la couche DA. La promesse KZG utilisée par Avail est un type de preuve de validité utilisé pour garantir la validité de DA, ce qui réduit les besoins en mémoire, en bande passante et en stockage, et offre une simplicité, ce qui signifie que la taille de la preuve est fixe et n’est pas affectée par les degrés polynomiaux. Cela fait de KZG Promise un choix parfait pour les blockchains basées sur le zero-knowledge où l’efficacité, la confidentialité et l’évolutivité sont essentielles.

De plus, par rapport à la preuve de fraude, les clients légers d’Avail peuvent accéder rapidement aux données et les échantillonner, garantir un encodage correct des blocs après la finalisation de nouveaux blocs et fournir des garanties de disponibilité des données sans attendre la fin de la période de défi. La combinaison de la promesse de KZG et du client léger d’Avail accélère le processus de vérification sur Avail, permettant aux rollups ou aux chaînes autonomes construites sur celui-ci de tirer parti de son processus de vérification rapide, offrant évolutivité et flexibilité pour les conceptions de blockchain dans les années à venir. Par rapport à Celestia et à d’autres, cette méthode de vérification est un facteur clé qui distingue Avail.

Celestia utilise une fonction de hachage sécurisée qui est beaucoup plus rapide à générer que ce que KZG promet. Cependant, la contrepartie de ce choix est qu’ils doivent s’appuyer sur des preuves frauduleuses pour confirmer l’exactitude du codage d’effacement, ce qui peut entraîner des retards potentiels dans la garantie de la disponibilité des données.

Les nœuds lumineux de Celestia ne peuvent pas déterminer si les données sont disponibles ou attendre que la preuve de fraude en attente soit reçue. En d’autres termes, en raison de la période difficile de vérification optimiste, l’utilisation de preuves frauduleuses réduit la capacité des nœuds légers du réseau à confirmer sans ambiguïté la disponibilité des données post-échantillonnées.

Quant à EigenDA, il utilise les promesses de KZG et ne télécharge qu’une petite quantité de données au lieu de blocs complets, et utilise une preuve de validité. Son approche consiste à diviser les données en morceaux plus petits à l’aide de l’encodage d’effacement et exige que les opérateurs ne téléchargent et ne stockent qu’un seul bloc, ce qui représente une fraction de la taille de l’objet blob de blocs complet.

En ce qui concerne Ethereum, alors que la version actuelle n’utilise pas de preuve de validité, EIP-4844 et Danksharding complet seront mis en œuvre avec une preuve de validité.

Extensibilité

Le coût élevé et la lenteur des restrictions de transaction sur Ethereum ont contribué à la prolifération des L2. Ils sont devenus la couche exécutive de l’avenir, stimulant la croissance de la demande d’espace de bloc. À l’heure actuelle, on estime que le coût de la publication de données sur Ethereum représente 70 % à 90 % du coût total des rollups. L’expansion de l’espace de bloc entraînera des coûts supplémentaires pour les validateurs et les applications développées sur Ethereum.

Les couches de base telles que Avail et Celestia sont conçues pour résoudre ce problème. Ils sont optimisés pour la disponibilité des données avec la possibilité de mettre à l’échelle dynamiquement la taille des segments. En intégrant des clients légers avec l’échantillonnage de la disponibilité des données (DAS), ils ont la possibilité de faire évoluer la taille du bloc de disponibilité des données en fonction des demandes imposées au réseau. Cela signifie qu’à mesure que l’espace de bloc augmente, les applications qui y sont construites ne sont pas affectées, car les clients légers de ces réseaux peuvent exécuter DAS sans avoir à télécharger l’intégralité du bloc. Cette capacité unique les distingue des blockchains monolithiques.

Avec une capitalisation boursière de 191 milliards de dollars, Ethereum possède la plus grande communauté. Bien que les protocoles construits sur Ethereum bénéficient des avantages des économies d’échelle, ils sont également confrontés à des coûts de transaction élevés en raison de l’espace de bloc limité de ces dernières années. Au fur et à mesure que le cumul se développe et que le nombre d’utilisateurs et de transactions augmente, le cumul est devenu le meilleur choix pour l’exécution. Au fur et à mesure que la technologie blockchain devient plus populaire, la demande d’espace de bloc ne fera qu’augmenter.

Alors que les DAC peuvent évoluer avec une approche centralisée simplifiée, certains Rollups utilisent les DAC comme mesure temporaire jusqu’à ce qu’ils trouvent une solution DA décentralisée.

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Echantillonnage de la disponibilité des données

Avail et Celestia prennent tous deux en charge les clients légers avec l’échantillonnage de la disponibilité des données (DAS), ce qui permet aux clients légers d’offrir une sécurité qui minimise la confiance. Comme mentionné précédemment, les principales différences sont la façon dont la validation est effectuée et la façon dont le réseau P2P de client léger d’Avail remplace les nœuds complets pour prendre en charge le réseau en cas de panne de réseau ou de goulot d’étranglement.

En revanche, Ethereum après EIP-4844 ne sera pas équipé de DAS. Cela signifie que ses clients légers ne disposeront pas de cette fonctionnalité de sécurité améliorée et minimisée par la confiance. Pour compliquer encore les choses, la solution DA d’Ethereum doit héberger son environnement de contrats intelligents. Avec le danksharding complet, DAS sera utilisé pour étendre l’espace d’objets blob, ce qui devrait être mis en œuvre dans quelques années.

La sécurité d’EigenDA repose sur la confiance dans un petit nombre de nœuds complets ou d’autres entités, car il ne dispose pas de l’échantillonnage de la disponibilité des données (DAS). L’intégrité du protocole repose sur l’honnêteté de plus de la moitié des membres du comité et sur la présence d’au moins une entité supplémentaire détenant des copies des données, ce qui s’apparente à des constructions optimistes. Bien que l’approche du double arbitrage améliore la sécurité par rapport à l’arbitrage simple, elle ne répond pas au scénario idéal pour une authentification indépendante par DAS.

Coût

Ethereum est la solution la plus coûteuse en termes de congestion et de demande. Même avec EIP-4844, le coût d’Ethereum reste élevé car il ne peut qu’augmenter l’espace de bloc d’un seul coup. Les DAC sont les moins chers, mais cela se fait au prix d’une approche plus centralisée.

Sans couche d’exécution, Avail et Celestia seront en mesure de maintenir les coûts d’exploitation à un niveau bas. Ils peuvent également facilement augmenter l’espace de bloc, ce que sans DAS, Ethereum actuel ne peut pas faire

Quant à EigenDA, il a déclaré qu’il introduirait un modèle de coût flexible pour les frais variables et fixes, mais ses coûts réels n’ont pas encore été annoncés.

Faits saillants de la performance

Maintenant que nous avons examiné le potentiel de croissance, nous allons examiner les performances de ces blockchains.

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Bloquer le temps

Consultez le tableau ci-dessus pour plus d’informations sur le temps nécessaire à la production de chaque bloc.

Mesurer les performances d’une blockchain en fonction du temps qu’il faut pour produire un bloc ne fournit qu’un aperçu limité, car cette mesure ne touche qu’un seul aspect du processus, de la confirmation du bloc à l’achèvement de la vérification. Même avec un mécanisme de consensus qui fournit une finalité immédiate, la vérification de l’AD peut prendre un certain temps à l’aide d’une méthode basée sur la fraude.

Ethereum utilise Casper pour finaliser les blocs entre 64 et 95 emplacements, ce qui signifie que la certitude finale des blocs Ethereum prend environ 12 à 15 minutes.

EigenLayer n’est pas une blockchain, mais un ensemble de contrats intelligents fonctionnant sur Ethereum. Cela signifie qu’il hérite du même temps déterministe final qu’Ethereum. Par conséquent, si un utilisateur envoie une transaction à un correctif cumulatif, celui-ci doit transmettre les données de la transaction à EigenLayer pour prouver que les données sont disponibles. Cependant, même si RollUp a accepté la transaction, celle-ci ne sera considérée comme terminée qu’une fois que le bloc Ethereum aura finalement été confirmé, ce qui entraînera des retards. Des discussions ont eu lieu sur les moyens de fournir des garanties DA plus rapides en adoptant des moyens cryptoéconomiques.

Bloquer l’espace

Au fur et à mesure que les cumuls deviendront la future couche d’exécution, la demande d’espace de bloc continuera d’augmenter. Les couches DA comme Avail et Celestia pourront s’adapter à la demande car elles ont une conception modulaire, tandis que la croissance de l’espace de bloc d’Ethereum sera limitée. Le réseau de test Kate d’Avail a configuré la taille du bloc à 2 Mo, copié et encodé à 4 Mo à l’aide de l’effacement. Avail est unique en ce sens qu’il peut augmenter la taille du bloc à l’aide de techniques de validation efficaces côté client. Grâce à des benchmarks internes, Avail a testé sans difficulté des tailles de blocs allant jusqu’à 128 Mo. Au fur et à mesure que la demande d’espace de bloc de DAS augmente, Celestia est également en mesure d’augmenter la taille des blocs.

EigenDA augmentera le débit en découplant DA et consensus, en effaçant le codage et en unicast direct. Cependant, cela se fait au prix de l’incapacité des rollups construits à hériter de la résistance à la censure de la couche de base.

Résumé

Le choix d’une couche de base solide à construire peut être difficile. Nous espérons que cet article aidera les lecteurs à mieux comprendre les avantages et les inconvénients des différents choix de conception et à choisir la couche DA qui leur convient.