Посібник із рішень DA: Avail, Celestia, Ethereum, EigenDA, DAC

Написано Avail; Переклад: Golden Finance Cryptonaitive

Останніми роками акцент на масштабуванні можливостей виконання приніс нову хвилю впровадження рівня 2. У той же час, зіткнувшись з проблемами зростання, пов’язаними з обмеженим простором блоків і високими витратами, все більше гравців тепер визнають, що масштабований рівень доступності даних має вирішальне значення для ефективного масштабування блокчейнів. Вони зрозуміли, що їм потрібен економічний базовий рівень із масштабованим блоковим простором, який може підтримувати різні типи зведень.

Avail та кілька інших команд створюють масштабовані рішення для доступності даних з нуля, тоді як інші, такі як Ethereum, намагаються збільшити доступність даних у існуючих блокчейнах. У будь-якому випадку, завжди є один факт. Базовий рівень, який розробники обирають сьогодні, визначатиме їхню конкурентну перевагу на довгі роки.

Avail є частиною зростаючої модульної екосистеми, спрямованої на підвищення доступності даних у блокчейні. Інші рішення DA, такі як Celestia та EigenDA, виконують аналогічну роботу. Кожне рішення обрало свій шлях на шляху до масштабованості блокчейну, включаючи Ethereum, який в даний час впроваджує Proto-Danksharding, також відомий як EIP-4844, як трамплін для досягнення своєї довгострокової мети всеосяжного Danksharding.

У цій статті ми розглянемо переваги та недоліки кожного рішення. Ми виділимо різні варіанти дизайну, і зі знаннями, які приносить це порівняння, ми сподіваємося, що читачі знайдуть шар DA, який їм найкраще підходить.

Перш ніж зануритися в кожну категорію, давайте дамо деякий огляд:

! [cIutJPU5ClVC95ZshfL0scuvFM5y3xbYuSYF95xb.jpeg] (https://img.jinse.cn/7116198_watermarknone.png «7116198»)

Мережева безпека

Розглядаючи базовий рівень, насамперед слід враховувати безпеку та відмовостійкість мережі. Ось ключові фактори для перевірки потужності вашої мережі.

Механізм консенсусу

У механізмі консенсусу існує основна дилема між виживанням і безпекою. Survival гарантує, що транзакції обробляються швидко, і підтримує належне функціонування мережі, тоді як безпека гарантує, що транзакції будуть точними та безпечними. Різні блокчейн-системи знаходять правильний варіант балансу для своїх унікальних сценаріїв використання.

Avail використовує механізми консенсусу BABE і GRANDPA, успадковані від Polkadot SDK. BABE, як механізм генерації блоків, надає пріоритет виживанню, координуючи свої дії з валідаторами для виявлення нових генераторів блоків. ДІДУСЬ як остаточний детермінізм, він дає можливість завершити остаточну визначеність всіх блоків, які ведуть до певного блоку, одночасно, коли більше двох третин валідаторів підписують ланцюжок, що містить блок. Цей гібридний реєстр робить Avail кіберстійким і стійким до тимчасових мережевих розділів і великої кількості відмов вузлів.

Вибір дизайну Avail подібний до тих, що використовуються в Ethereum як Casper і LMD GHOST. LMD GHOST — це механізм генерації блоків Ethereum, який покладається на імовірнісну остаточну визначеність, подібну до BABE, тоді як Casper FFG, як і GRANDPA, надає остаточні гарантії визначеності.

Вибір дизайну Celestia полягав у використанні Tendermint, що дозволило їй завершувати блоки одночасно з їх створенням. Однак компроміс із цим вибором полягає в тому, що ланцюжок може зупинитися, коли більше третини його операторів або валідаторів вийдуть з ладу. Також важливо відзначити, що остаточність блоку не гарантує доступність даних. Дизайн, заснований на захисті від шахрайства, як у Celestia, означає, що користувачам потрібно чекати гарантій DA, навіть якщо блок досяг негайної остаточної визначеності.

Рада з доступності даних (DAC) – це організація, відповідальна за надання або сертифікацію доступності даних. Вони використовують криптографічні підписи, щоб показати, що один або більшість членів комітету згодні з тим, що дані доступні. EigenDA — це офчейн ЦАП, який можуть вибрати валідатори Ethereum. Члени DAC надають докази валідації смарт-контрактів і покладаються на незалежний зовнішній сервіс для сортування даних.

Децентралізація

Розглядаючи безпеку мережі, слід враховувати два ключові фактори: загальну суму стейкінгу та розподіл цього стейкінгу. Ступінь децентралізації, тобто рівномірність розподілу суми стейкінгу, безпосередньо впливає на безпеку мережі. З огляду на вартість потенційної атаки, це показник того, наскільки безпечна мережа. Оскільки зловмисник, який намагається атакувати мережу, повинен знищити більше вузлів, щоб захопити той самий стейкінг, атака коштує дорожче, якщо стейкінг рівномірно розподіляється між більшим набором валідаторів.

Avail успадковує номінований Proof of Stake (NPoS) від Polkadot, що дозволяє йому підтримувати до 1 000 валідаторів. NPoS зменшує ризик централізації завдяки розподілу стейкінгу за допомогою послідовного методу Phragmén, методу виборів з кількома переможцями, з ефективним розподілом винагороди.

Крім того, Avail є єдиним рівнем DA, який може брати вибірку зі своєї мережі Light Client P2P, не покладаючись на повні вузли для отримання даних у разі збою в мережі або вузького місця. Ця унікальна можливість відрізняє Avail від усіх поточних і майбутніх рішень для забезпечення доступності даних, забезпечує надійний механізм відмовостійкості та підвищує відмовостійкість мережі доступності даних Avail.

! [bQ55EOrxKLi9t7hdoXANmRHdmgW2dPubzQe6dtuI.jpeg] (https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-40baef27dd-3d4adfd490-dd1a6f-69ad2a.webp «7116199») Celestia використовує Tendermint як протокол консенсусу, а набір валідаторів налічує до кількох сотень.

Незважаючи на те, що блокчейн Ethereum в цілому досяг золотого стандарту з точки зору безпеки, маючи понад 900 000 вузлів перевірки, рівень розподілу мережі не відображається належним чином з точки зору кількості.

На відміну від цього, плата доступності даних зазвичай складається з кількох вузлів, відповідальних за підтвердження доступності даних у блокчейні.

Важливо зазначити, що повторний стейкінг не запозичує безпеку в Ethereum. Його безпека залежить від загальної кількості Ethereum, що зберігається на його платформі. Іншими словами, повторний стейкінг не приносить жодної користі для його безпеки, за винятком використання невеликої частини існуючого стейкінгу, заблокованого в Ethereum.

Як ЦАП, EigenDA на базі Ethereum агрегує сигнатури зі своїх повних вузлів. Його доказ перевірки смарт-контрактів не може забезпечити аналогічний рівень гарантії DA для вибірки доступності даних. Використання EigenLayer рестакінгу, що включає заблокований Ethereum для підтримки своєї мережі, також викликало критику мультиплексованих валідаторів і ризик перевантаження консенсусу Ethereum.

Накладні витрати на середовище виконання

За останнє десятиліття монолітні блокчейни зі смарт-контрактами впровадили новаторські інновації. Однак навіть передові технології того часу, такі як Ethereum, де доступність, виконання та розрахунки даних були об’єднані в одне, вносили значні обмеження масштабованості. Ці обмеження породили перехід виконання на офчейн рівня 2 і спонукали до розробки ініціатив з удосконалення, таких як EIP-4844, також відомих як Proto-danksharding і Danksharding.

Усталені смарт-контракти визначають стан і виступають мостом для роллапів. У цьому підході Ethereum виступає в ролі авторитету для перевірки точності зведень.

Avail розділяє виконання та розрахунки з базового рівня та дозволяє зведеним файлам публікувати дані безпосередньо в Avail. Сила цього модульного підходу полягає в тому, що зведення, побудовані на ньому, можуть перевіряти стан за допомогою мережі легких клієнтів P2P Avail, і якщо вони використовуються для поширення доказу виконання, вони мають гнучкість для оновлення зведень без необхідності покладатися на смарт-контракти та базові рівні для визначення стану. Цей новий підхід дає розробникам базовий рівень, який можна масштабувати відповідно до їхніх потреб, надаючи їм можливість вибрати будь-який підтримуваний рівень виконання з точки зору розрахунку.

Celestia застосовує аналогічний підхід до Avail. Єдина відмінність полягає в тому, що його легкі клієнти наразі не можуть підтримувати мережу у разі повного виходу з ладу вузла.

EigenDA також не має фіксованого розрахункового рівня.

Потенціал зростання

На додаток до безпеки та стійкості рівня DA, здатність адаптуватися до зростаючого попиту на роллапи та блокчейни, побудовані на ньому, має вирішальне значення для їхнього успіху. Давайте розглянемо деякі ключові міркування.

Підтвердження дійсності

Обговорюючи доказ дійсності, дуже важливо розуміти компроміс між доказом шахрайства та доказом валідності на рівні DA. Проміс KZG, який використовується Avail, є типом доказу валідності, який використовується для забезпечення валідності DA, що зменшує вимоги до пам’яті, пропускної здатності та зберігання, а також забезпечує простоту, що означає, що розмір доказу є фіксованим і не залежить від поліноміальних степенів. Це робить KZG Promise ідеальним рішенням для блокчейнів на основі нульових розголошень, де ефективність, конфіденційність і масштабованість мають вирішальне значення.

Крім того, у порівнянні з доказом шахрайства, легкі клієнти Avail можуть швидко отримати доступ до даних і відібрати їх зразки, забезпечити правильне кодування блоків після доопрацювання нових блоків і надати гарантії доступності даних, не чекаючи закінчення періоду оскарження. Поєднання обіцянки KZG і легкого клієнта Avail прискорює процес верифікації на Avail, дозволяючи ролапам або окремим ланцюжкам, побудованим на ньому, скористатися перевагами швидкого процесу верифікації, забезпечуючи масштабованість і гнучкість для дизайну блокчейну в найближчі роки. У порівнянні з Celestia та іншими, цей метод перевірки є ключовим фактором, який відрізняє Avail від інших.

Celestia використовує безпечну хеш-функцію, яку генерувати набагато швидше, ніж обіцяє KZG. Однак компроміс із цим вибором полягає в тому, що вони повинні покладатися на шахрайські докази, щоб підтвердити точність кодування стирання, що може призвести до потенційних затримок у забезпеченні гарантій доступності даних.

Легкі вузли Celestia не можуть визначити, чи доступні дані, або чекати на отримання доказів шахрайства. Іншими словами, у зв’язку зі складним періодом оптимістичної верифікації, використання фальшивих доказів знижує здатність легких вузлів мережі однозначно підтверджувати наявність даних після вибірки.

Що стосується EigenDA, то він використовує обіцянки KZG і завантажує лише невелику кількість даних замість повних блоків, а також використовує докази валідності. Його підхід полягає в тому, щоб розділити дані на менші фрагменти за допомогою кодування стирання і вимагає від операторів завантаження та зберігання лише одного блоку, який становить частку розміру повного блоку.

Що стосується Ethereum, то в той час як поточна версія не використовує доказ валідності, EIP-4844 і повний Danksharding будуть реалізовані з доказом валідності.

Розширюваність

Висока вартість і повільні обмеження транзакцій на Ethereum сприяли поширенню L2. Вони стали виконавчим шаром майбутнього, стимулюючи зростання попиту на блокові площі. В даний час вартість публікації даних в Ethereum, за оцінками, становить від 70% до 90% від загальної вартості роллапів. Розширення блокового простору призведе до додаткових витрат на валідаторів і додатки, розроблені на Ethereum.

Базові шари, такі як Avail і Celestia, покликані вирішити цю проблему. Вони оптимізовані для доступності даних з можливістю динамічного масштабування розмірів фрагментів. Об’єднуючи легкі клієнти з Data Availability Sampling (DAS), вони мають можливість масштабувати розмір фрагмента доступності даних залежно від вимог, що пред’являються до мережі. Це означає, що зі збільшенням блокового простору програми, побудовані на ньому, залишаються незмінними, оскільки легкі клієнти в цих мережах можуть виконувати DAS без необхідності завантажувати весь блок. Ця унікальна можливість відрізняє їх від монолітних блокчейнів.

З ринковою капіталізацією в 191 мільярд доларів Ethereum має найбільшу спільноту. Хоча протоколи, побудовані на Ethereum, користуються перевагами економії на масштабі, вони також стикаються з високими транзакційними витратами через обмежений простір блоків останніх кількох років. Оскільки Rollup зростає, а кількість користувачів і транзакцій досягає піку, Rollup став найкращим вибором для виконання. У міру того, як технологія блокчейн стає все більш популярною, попит на блоковий простір буде тільки зростати.

У той час як ЦАП можуть масштабуватися за допомогою спрощеного централізованого підходу, деякі зведення використовують ЦАП як тимчасовий захід, поки не знайдуть децентралізоване рішення DA.

! [rUT70gtxWVY4LoJHRSuvYc9RVWb1mpbIfIkHruz3.jpeg] (https://img.jinse.cn/7116200_watermarknone.png “7116200”)

Вибірка доступності даних

Як Avail, так і Celestia підтримують легкі клієнти за допомогою Data Availability Sampling (DAS), що дозволяє легким клієнтам забезпечувати безпеку, яка мінімізує довіру. Як згадувалося раніше, основні відмінності полягають у тому, як виконується валідація та як мережа P2P легкого клієнта Avail замінює повні вузли для підтримки мережі у разі збою в мережі або вузького місця.

На відміну від цього, Ethereum після EIP-4844 не буде оснащений DAS. Це означає, що його легкі клієнти не матимуть цієї оновленої, мінімізованої довіри функції безпеки. Ще більше ускладнює ситуацію те, що рішення DA Ethereum полягає в розміщенні середовища смарт-контрактів. При повному danksharding, DAS буде використовуватися для розширення простору BLOB, що, як очікується, буде реалізовано через кілька років.

Безпека EigenDA побудована на довірі до невеликої кількості повних вузлів або інших сутностей, оскільки в ній відсутня дискретизація доступності даних (DAS). Цілісність протоколу залежить від того, що більше половини комітету є чесними, і принаймні ще одна організація володіє копіями даних, подібно до оптимістичних конструктів. Незважаючи на те, що подвійний арбітраж покращує безпеку в порівнянні з одиночним арбітражем, він не відповідає ідеальному сценарію незалежної автентифікації за допомогою DAS.

Вартість

Ethereum є найдорожчим рішенням з точки зору перевантаженості та попиту. Навіть з EIP-4844 вартість Ethereum все ще висока, оскільки він може лише збільшити простір блоку одночасно. ЦАП є найдешевшими, але це відбувається за рахунок більш централізованого підходу.

Без рівня виконання Avail і Celestia зможуть підтримувати низькі експлуатаційні витрати. Вони також можуть легко збільшити простір блоків, що без DAS не може зробити поточний Ethereum

Що стосується EigenDA, то вона заявила, що запровадить гнучку модель витрат для змінних і фіксованих комісій, але її фактичні витрати ще не оголошені.

Основні показники продуктивності

Тепер, коли ми розглянули потенціал зростання, ми подивимося на продуктивність цих блокчейнів.

! [5Pvi7EYvAT1Rd7VOjCY0mZ914emY0M7kFhiWcFcM.jpeg] (https://img.jinse.cn/7116201_watermarknone.png «7116201»)

Час блокування

Дивіться таблицю вище, щоб отримати інформацію про час, необхідний для створення кожного блоку.

Вимірювання продуктивності блокчейну за часом, необхідним для створення блоку, дає лише обмежене розуміння, оскільки цей показник торкається лише одного аспекту процесу від підтвердження блоку до завершення перевірки. Навіть за наявності механізму консенсусу, який забезпечує негайну остаточність, перевірка DA за допомогою методу, захищеного від шахрайства, може зайняти деякий час.

Ethereum використовує Casper для фіналізації блоків між 64-95 слотами, а це означає, що остаточна визначеність блоків Ethereum займає близько 12-15 хвилин.

EigenLayer – це не блокчейн, а набір смарт-контрактів, що працюють на Ethereum. Це означає, що він успадковує той самий кінцевий детермінований час, що й Ethereum. Таким чином, якщо користувач надсилає транзакцію до зведеного файлу, зведений файл повинен переслати дані транзакції до EigenLayer, щоб довести, що дані доступні. Однак, навіть якщо RollUp прийняв транзакцію, транзакція вважатиметься завершеною лише після того, як блок Ethereum буде остаточно підтверджено, що спричиняє затримки. Відбулися дискусії щодо того, як забезпечити швидші гарантії DA шляхом прийняття криптоекономічних засобів.

Блоковий простір

У міру того, як зведення стають майбутнім рівнем виконання, попит на простір для блоків продовжуватиме зростати. Шари DA, такі як Avail і Celestia, зможуть адаптуватися до попиту, оскільки вони мають модульну конструкцію, тоді як зростання блокового простору Ethereum буде обмеженим. У тестовій мережі Kate від Adobe налаштовано розмір блоку на 2 МБ, скопійовано і закодовано на 4 МБ за допомогою стирання. Avail унікальний тим, що він може збільшити розмір блоку за допомогою ефективних методів перевірки на стороні клієнта. За допомогою внутрішніх тестів Avail без проблем протестував розміри блоків до 128 МБ. Оскільки попит DAS на блоковий простір зростає, Celestia також може збільшувати розмір блоку.

EigenDA масштабуватиме пропускну здатність шляхом відокремлення DA та консенсусу, стирання кодування та прямого одноадресного мовлення. Однак це відбувається за рахунок того, що зведення, побудовані на ньому, не можуть успадкувати стійкість до цензури базового шару.

Підсумки

Вибір міцного базового шару для будівництва може бути складним завданням. Ми сподіваємося, що ця стаття допоможе читачам краще зрозуміти плюси та мінуси різних варіантів дизайну та вибрати шар DA, який їм підходить.