Paradigma blockchain modular
Dalam fisika, kopling adalah fenomena dimana dua bentuk gerak saling mempengaruhi melalui interaksi. Decoupling, di sisi lain, adalah pemisahan matematis dari dua bentuk gerak untuk mengatasi masalah tersebut.
Di bidang pemrograman, gagasan modularitas sangat mirip: teknik desain perangkat lunak yang disebut pemrograman modular, menekankan pemisahan fungsionalitas suatu program menjadi modul independen dan dapat dipertukarkan, sehingga masing-masing berisi semua yang diperlukan untuk menjalankan hanya satu aspek dari fungsionalitas yang diinginkan. .
Blockchain juga merupakan program komputer. Pada dasarnya, ketika menerapkan ide modularitas pada blockchain publik, kita dapat membaginya menjadi tiga komponen inti:
Eksekusi — Ini adalah komputasi yang diperlukan untuk memperbarui rantai, yang melibatkan perolehan status terkini, penambahan sejumlah transaksi baru, dan transisi ke status baru.
Konsensus atau Penyelesaian atau Keamanan — Ini memberikan keamanan dan kesepakatan untuk transaksi dan pemesanannya.
Ketersediaan Data (DA) — Ini untuk memastikan bahwa data transaksi di balik tajuk blok dipublikasikan dan tersedia sehingga siapa pun dapat dengan mudah menghitung status dan memeriksa transisi status.
Alih-alih menyatukan ketiga komponen ini dalam satu rantai monolitik seperti yang dilakukan blockchain utama saat ini, kita dapat membaginya menjadi rantai atau lapisan khusus, yang masing-masing memainkan peran satu modul, untuk mengimplementasikan fungsionalitas blockchain secara lebih efisien. Inilah paradigma blockchain modular.
Manfaat blockchain modular
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, blockchain modular merupakan hasil pemisahan komponen inti dari satu blockchain dan menjalankannya pada lapisan yang berbeda. Jadi, apa saja keuntungan blockchain modular dibandingkan blockchain non-modular? Berikut ini adalah manfaatnya.
Skalabilitas
Lapisan yang mengkhususkan diri pada sepasang fitur inti akan memungkinkan skalabilitas yang jauh lebih besar tanpa batasan dalam membuat pengorbanan yang datang dengan blockchain monolitik. Misalnya, lapisan ketersediaan data modular dengan pengambilan sampel DA dapat diskalakan secara linear dengan jumlah pengguna.
Interoperabilitas
Blockchain dapat menggunakan lapisan keamanan bersama yang modular untuk memungkinkan penjembatanan yang meminimalkan kepercayaan antara blockchain dalam klaster yang sama. Hal ini meningkatkan keamanan dan tingkat di mana beberapa blockchain dapat berkomunikasi satu sama lain.
Bootstrap
Blockchain baru dapat dibuat dengan biaya dan waktu yang minimal. Hal-hal seperti Rollup Software Development Kits tidak hanya akan membantu hal ini, tetapi juga memberikan cara untuk melakukan bootstrap tanpa memerlukan mekanisme konsensus, validator, atau mekanisme distribusi token.
Percobaan
Blockchain dapat dengan mudah dibuat dan digunakan untuk menguji teknologi inovatif baru yang menghadirkan skalabilitas dan pengoptimalan lebih lanjut ke seluruh rangkaian rantai. Dengan melakukan hal ini, rantai baru dapat berfokus langsung pada elemen yang ingin mereka inovasi, yang kemudian dapat disebarkan ke seluruh rantai.
Lapisan DA dalam rollup
Rollups, yang merupakan solusi lapisan 2 Ethereum yang bertujuan untuk melakukan penskalaan secara efektif, pada dasarnya juga merupakan pendekatan modular. Rollup mengambil lapisan eksekusi dari lapisan 1 Ethereum dan membentuk lapisan kedua yang eksklusif untuk eksekusi dengan fokus pada pemrosesan transaksi secepat mungkin. Di sisi lain, lapisan 1 Ethereum masih bertanggung jawab atas pekerjaan yang menantang baik dari segi keamanan maupun ketersediaan data.
Jadi, ada dua pertanyaan di sini. Pertama, mengapa ketersediaan data begitu penting? Kedua, dapatkah kita menggunakan kembali gagasan modularitas untuk memisahkan DA dari lapisan 1? Izinkan saya menjelaskannya.
Untuk pertanyaan pertama, saya perlu membahas situasi tersebut secara terpisah. Dalam kasus Optimistic Rollup, ketika sequencer melakukan kejahatan dan menyelesaikan status saldo akun yang salah, siapa pun dapat mengambil data transaksi asli dari lapisan 1 dan merekonstruksi status akun yang benar untuk menjalankan tantangan. Jadi, peran DA seperti biro arsip yang menyediakan bukti asli jika terjadi tantangan, memastikan bahwa tantangan tersebut benar dan valid.
Sedangkan untuk Zero Knowledge (ZK) Rollup, sequencer tidak dapat melakukan kejahatan karena bukti kriptografi zero knowledge. Namun dalam kasus ekstrem ketika sequencer mati atau tidak tersedia karena alasan apa pun, pengguna perlu keluar dari rantai layer 2 dan mendapatkan uang mereka kembali ke layer 1, saat DA sangat penting untuk memastikan bahwa siapa pun dapat merekonstruksi status akhir berdasarkan data. Oleh karena itu, peran DA seperti pintu pengaman untuk menjamin pengguna dapat keluar dengan lancar jika terjadi situasi ekstrem.
Untuk pertanyaan kedua, jawaban singkatnya adalah ya. Meskipun DA sangat penting sehingga tempat terbaik untuk menyimpannya adalah Ethereum layer 1, rantai yang paling aman juga merupakan yang paling mahal — biaya gas untuk transaksi penyelesaian dan penyimpanan data jauh lebih tinggi daripada rantai lainnya. Itulah sebabnya Matter Labs dan Starkware menyediakan versi ZK Rollup yang murah bagi pengguna, yaitu ZK-Porter dan Validium, dengan mengorbankan penyimpanan DA pada layer 1.
Hasilnya, lapisan DA yang terspesialisasi dan modular mulai muncul.
Proyek lapisan DA khusus
selestia
Sebelumnya bernama LazyLedger, Celestia adalah jaringan konsensus dan data modular, yang dibangun untuk memungkinkan siapa saja untuk dengan mudah menerapkan blockchain mereka sendiri dengan biaya overhead minimal. Dengan memisahkan lapisan konsensus dan DA dengan eksekusi aplikasi, Celestia memodulasi tumpukan teknologi blockchain dan membuka kemungkinan baru bagi pembangun aplikasi yang terdesentralisasi.
Dengan arsitektur modular yang didukung Celestia, pengembang dapat dengan mudah menentukan lingkungan eksekusi virtual mereka sendiri. Setiap aplikasi mendapatkan ruang eksekusi berdaulatnya sendiri dan dapat diperbarui tanpa hard fork rantai utama.
Sorotan utama Celestia terletak pada penanganan salah satu kendala mendasar penskalaan blockchain — "masalah ketersediaan data". Masalah ini menanyakan: bagaimana node dapat memastikan bahwa ketika blok baru diproduksi, semua data dalam blok tersebut benar-benar dipublikasikan ke jaringan? Dilemanya adalah jika sequencer atau produsen blok tidak merilis semua data dalam satu blok, tidak seorang pun dapat mendeteksi jika ada transaksi jahat yang tersembunyi di dalam blok tersebut.
Bagaimana Celestia mengatasi hal ini? Celestia menggunakan kode penghapusan untuk membuat bukti ketersediaan data yang menjamin, dengan probabilitas tinggi, bahwa semua data tersebut diunggah secara on-chain.
Secara khusus, Celestia menggunakan skema penyandian reed-solomon 2 dimensi untuk menyandikan data blok saat sequencer membuat blok baru. Skema ini memastikan bahwa hanya sampel data kecil yang cukup untuk memverifikasi dengan kepastian statistik bahwa seluruh blok telah dipublikasikan. Hanya klien ringan yang diperlukan untuk melakukan operasi yang disebut Data Availability Sampling (DAS) — mengunduh sebagian kecil data secara acak dari blok untuk mendeteksi apakah sequencer berperilaku tidak semestinya dan menahan data. Metode ini sangat efektif dalam pandangan statistik probabilitas. Faktanya, pada ketujuh kalinya klien ringan mencoba memeriksa sebagian data secara acak, peluangnya untuk gagal mendeteksi bahwa sequencer berperilaku tidak semestinya akan menjadi kurang dari 1%. Dan setelah ditemukan bahwa sebagian kecil data disandikan secara tidak benar, jaringan akan diberitahu melalui bukti penipuan. Ini memastikan bahwa throughput tidak terhambat oleh eksekusi status seperti blockchain tradisional, yang memungkinkan throughput Celestia untuk diskalakan dengan jumlah pengguna yang terlibat.
Awalnya berfokus pada EVM dan Cosmos SDK, Celestia tidak mengecualikan integrasi ke dalam ekosistem Ethereum dan Cosmos. Celestia telah merilis rencana yang disebut Celestium, yang memungkinkan setiap rantai Ethereum L2 menggunakan Celestia untuk ketersediaan data dan Ethereum untuk penyelesaian dan penyelesaian sengketa. Celestium akan menyediakan ketersediaan data dengan throughput tinggi untuk Ethereum L2, dengan tingkat keamanan yang lebih tinggi daripada teknik ketersediaan data di luar rantai lainnya.
Selain itu, Celestia bermitra dengan Evmos untuk membangun lapisan penyelesaian untuk rollup EVM yang disebut Cevmos. Rantai penyelesaian akan diimplementasikan sebagai rollup Celestia menggunakan Optimint, dan memanfaatkan Celestia sebagai lapisan DA untuk menyediakan tumpukan yang sepenuhnya setara dengan EVM yang dioptimalkan hanya untuk rollup, sehingga menghasilkan biaya yang lebih rendah dan skala yang lebih baik dalam rollup.
Poligon Tersedia
Avail, salah satu solusi penskalaan dalam perangkat Polygon, adalah blockchain yang berfokus pada ketersediaan data serbaguna dan dapat diskalakan yang ditujukan untuk rantai mandiri, rantai samping, dan solusi penskalaan di luar rantai.
Avail menyediakan lapisan ketersediaan data yang kuat dengan menggunakan primitif matematika yang sangat aman — pemeriksaan ketersediaan data menggunakan kode penghapusan dengan inovasi utama — mereka menggunakan komitmen polinomial Kate untuk membuat skema ketersediaan data 2D yang menghindari bukti penipuan, tidak memerlukan asumsi mayoritas yang jujur, dan tidak bergantung pada rekan simpul penuh yang jujur untuk mendapatkan keyakinan bahwa data tersedia.
Pendekatan Avail untuk memecahkan masalah ketersediaan data mirip dengan DAS milik Celestia tetapi hanya berbeda pada beberapa poin kecil. Avail menggunakan komitmen polinomial KZG sebagai ganti bukti penipuan untuk menghindari perilaku buruk sequencer. Komitmen KZG, yang juga dikenal sebagai komitmen Kate, diperkenalkan oleh Aniket Kate, Gregory M. Zaverucha, dan Ian Goldberg pada tahun 2010, yang menyediakan cara untuk berkomitmen pada polinomial secara ringkas.
Secara sederhana, seluruh data dalam blok disusun sebagai matriks dua dimensi. Redundansi data dihasilkan dengan mengodekan penghapusan setiap kolom matriks untuk menggandakan ukuran kolom aslinya. Komitmen Kate digunakan untuk melakukan komitmen pada setiap baris dan komitmen disertakan dalam tajuk blok. Skema ini memudahkan untuk menangkap upaya penyembunyian data karena setiap klien ringan dengan akses hanya ke tajuk blok dapat meminta sel acak dari matriks dan mendapatkan bukti singkat yang dapat diperiksa terhadap tajuk blok. Redundansi data memaksa sequencer untuk menyembunyikan sebagian besar blok bahkan jika ingin menyembunyikan hanya satu transaksi, membuatnya rentan untuk tertangkap pada pengambilan sampel acak. Dengan demikian, kebutuhan untuk bukti penipuan dihindari karena sifat pengikatan komitmen Kate membuatnya sangat tidak layak secara komputasi bagi sequencer untuk membangun komitmen yang salah dan tidak tertangkap.
Ringkasan
Lapisan ketersediaan data khusus, sebagai prototipe blockchain modular, bertujuan untuk memfasilitasi perubahan menyeluruh dalam cara kita mendekati desain sistem blockchain, yang memungkinkan paradigma blockchain modular di mana berbagai lingkungan eksekusi dapat memanfaatkan lapisan khusus ini untuk pemesanan dan ketersediaan data. Meskipun kekhawatiran kecil mungkin muncul bahwa rollup yang menggunakan lapisan DA khusus mungkin tidak seaman yang menggunakan mainnet Ethereum, ini merupakan tradeoff penting karena blockchain modular dapat menghadirkan jaringan yang lebih fleksibel, dapat diskalakan, dapat disesuaikan, dan dapat dioperasikan bersama. Dalam jangka panjang, lapisan DA khusus akan menjadi landasan paradigma blockchain modular, yang memimpin jalan menuju akhir penskalaan blockchain.
Penafian: Riset ini hanya untuk tujuan informasi. Riset ini bukan merupakan saran investasi atau rekomendasi untuk membeli atau menjual investasi apa pun dan tidak boleh digunakan dalam evaluasi manfaat pengambilan keputusan investasi apa pun.
@chestersigned @chestersigned @chestersigned @chestersigned
📅 18 April 2022
Link:
https://medium.com/blockchain-capital-blog/wtf-is-data-availability-80c2c95ded0f
https://polynya.medium.com/the-lay-of-the-modular-blockchain-land-d937f7df4884
https://rileygmi.substack.com/p/celestia?s=r&utm_campaign=post&utm_medium=web
https://coinyuppie.com/focus-on-the-data-availability-layer-to-understand-the-new-public-chain-celestia/
https://polygon.technology/blog/introducing-avail-by-polygon-a-robust-general-tujuan-scalable-data-availability-layer-98bc9814c048
https://polygon.technology/solutions/polygon-avail/