Modulārā blokķēdes paradigma
Fizikā sakabe ir parādība, kad divas kustības formas mijiedarbojas viena ar otru. No otras puses, atsaiste ir divu kustības formu matemātiska atdalīšana, lai risinātu problēmu.
Programmēšanas jomā modularitātes ideja ir ļoti līdzīga: programmatūras projektēšanas tehnika, ko sauc par modulāro programmēšanu, uzsver programmas funkcionalitātes sadalīšanu neatkarīgos, maināmos moduļos, lai katrs satur visu nepieciešamo, lai izpildītu tikai vienu vēlamās funkcionalitātes aspektu. .
Blokķēdes ir arī datorprogrammas. Būtībā, piemērojot modularitātes ideju publiskai blokķēdei, mēs to varam sadalīt trīs galvenajos komponentos:
Izpilde — šis ir aprēķins, kas nepieciešams, lai atjauninātu ķēdi, kas ietver pašreizējā stāvokļa iegūšanu, jaunu darījumu pievienošanu un pāreju uz jauno stāvokli.
Vienprātība vai norēķins vai drošība — nodrošina drošību un vienošanos par darījumiem un to pasūtīšanu.
Datu pieejamība (DA) — tas ir paredzēts, lai nodrošinātu, ka darījumu dati aiz bloka galvenes tiek publicēti un pieejami, lai ikviens varētu viegli aprēķināt stāvokli un pārbaudīt stāvokļa pārejas.
Tā vietā, lai visas šīs trīs sastāvdaļas apvienotu vienā monolītā ķēdē, kā to dara pašreizējās galvenās blokķēdes, mēs varam tās sadalīt specializētās ķēdēs vai slāņos, katrs pildot viena moduļa lomu, lai efektīvāk īstenotu blokķēdes funkcionalitāti. Šī ir moduļu blokķēdes paradigma.
Modulāro blokķēžu priekšrocības
Kā minēts iepriekš, moduļu blokķēdes rodas, atdalot vienas blokķēdes galvenās sastāvdaļas un darbinot tās atsevišķos slāņos. Tātad, kādas ir moduļu blokķēžu priekšrocības salīdzinājumā ar tām, kas nav moduļu ķēdes? Tālāk ir uzskaitītas priekšrocības.
Mērogojamība
Slāņi, kas specializējas pāris pamatfunkcijās, nodrošinās daudz lielāku mērogojamību bez ierobežojumiem veikt kompromisus, kas nāk ar monolītu blokķēdi. Piemēram, modulārs datu pieejamības slānis ar DA paraugu ņemšanu var lineāri mērogot atkarībā no lietotāju skaita.
Sadarbspēja
Blokķēdes var izmantot moduļu koplietošanas drošības slāni, lai nodrošinātu minimālu uzticības samazināšanu starp blokķēdēm tajā pašā klasterī. Tas uzlabo gan drošību, gan līmeni, kurā vairākas blokķēdes var sazināties savā starpā.
Bootstrapping
Jaunas blokķēdes var izveidot ar minimālām izmaksām un laiku. Tādas lietas kā Rollup programmatūras izstrādes komplekti ne tikai palīdzēs, bet arī nodrošinās sāknēšanas veidu, neizmantojot vienprātības mehānismu, pārbaudītājus vai marķieru izplatīšanas mehānismus.
Eksperimentēšana
Blokķēdes var viegli izveidot un izmantot, lai pārbaudītu jaunas novatoriskas tehnoloģijas, kas nodrošina turpmāku mērogojamību un optimizāciju visai ķēžu kaudzei. Tādējādi jaunās ķēdes var koncentrēties tieši uz elementiem, kuros tās vēlas ieviest jauninājumus, un pēc tam tos var izplatīt pārējās ķēdēs.
DA slānis apkopojumos
Rollups, kas ir Ethereum 2. slāņa risinājums, kura mērķis ir efektīvi mērogot, būtībā ir arī modulāra pieeja. Apkopojums izņem izpildes slāni no Ethereum 1. slāņa un veido izpildei ekskluzīvu otro slāni, koncentrējoties uz darījumu apstrādi pēc iespējas ātrāk. No otras puses, Ethereum slānis 1 joprojām ir atbildīgs par sarežģīto darbu gan drošības, gan datu pieejamības jomā.
Tātad šeit ir divi jautājumi. Pirmkārt, kāpēc datu pieejamība ir tik svarīga? Otrkārt, vai mēs varam atkal izmantot modularitātes ideju, lai atdalītu DA no 1. slāņa? Lūdzu, ļaujiet man veltīt laiku, lai paskaidrotu.
Par pirmo jautājumu man ir jāapspriež situācija atsevišķi. Optimistiskā apkopojuma gadījumā, kad sekvencētājs dara ļaunu un nokārto nepareizu konta bilances stāvokli, ikviens var izgūt sākotnējos darījumu datus no 1. slāņa un rekonstruēt pareizo konta stāvokli, lai izpildītu izaicinājumu. Tātad DA loma ir kā arhīva birojs, kas izaicinājuma gadījumā nodrošina oriģinālus pierādījumus, nodrošinot, ka izaicinājums ir pareizs un derīgs.
Kas attiecas uz Zero Knowledge (ZK) apkopojumu, sekvencētājs nevar darīt ļaunu nulles zināšanu kriptogrāfiskā pierādījuma dēļ. Taču ārkārtējos gadījumos, kad sekvencētājs nedarbojas vai kāda iemesla dēļ nav pieejams, lietotājiem ir jāizvairās no 2. slāņa ķēdes un jāatgriež nauda 1. slānī, kad DA ir būtiska, lai nodrošinātu, ka ikviens var rekonstruēt galīgo statusu, pamatojoties uz datiem. . Tāpēc DA loma ir kā drošības durvis, kas garantē lietotājiem netraucētu izkļūšanu ārkārtējas situācijas gadījumā.
Uz otro jautājumu īsā atbilde ir jā. Lai gan DA ir tik svarīga, ka labākā vieta tās glabāšanai ir Ethereum slānis 1, visdrošākā ķēde ir arī visdārgākā — norēķinu darījumu un datu uzglabāšanas gāzes izmaksas ir daudz augstākas nekā jebkurā citā ķēdē. Tāpēc gan Matter Labs, gan Starkware nodrošina lietotājiem lētu ZK Rollup versiju, proti, ZK-Porter un Validium, tādējādi apdraudot DA neuzglabāšanu 1. slānī.
Tā rezultātā attēlā sāk ienākt specializēts un modulārs DA slānis.
Specializētā DA slāņa projekti
Celestia
Celestia, kas iepriekš tika saukta par LazyLedger, ir modulārs vienprātības un datu tīkls, kas izveidots, lai ikviens varētu viegli izvietot savu blokķēdi ar minimālām izmaksām. Atdalot vienprātības un DA slāņus ar lietojumprogrammu izpildi, Celestia modularizē blokķēdes tehnoloģiju steku un paver jaunas iespējas decentralizētu lietojumprogrammu veidotājiem.
Izmantojot Celestia iespējotu modulāro arhitektūru, izstrādātāji var bez piepūles definēt savas virtuālās izpildes vides. Katrai lietojumprogrammai ir sava suverēnā izpildes vieta, un to var atjaunināt bez galvenās ķēdes cietajām dakšām.
Celestia galvenais akcents ir novērst vienu no galvenajiem blokķēdes mērogošanas ierobežojumiem — “datu pieejamības problēmu”. Šī problēma jautā: kā mezgli var būt pārliecināti, ka tad, kad tiek izveidots jauns bloks, visi šī bloka dati faktiski tika publicēti tīklā? Dilemma ir tāda, ka, ja sekvencētājs vai bloka ražotājs neizlaiž visus blokā esošos datus, neviens nevarēs noteikt, vai šajā blokā ir paslēpts ļaunprātīgs darījums.
Kā Celestia to atrisina? Tas izmanto dzēšanas kodus, lai izveidotu datu pieejamības pierādījumus, kas ar lielu varbūtību garantē, ka visi šie dati tika ievietoti ķēdē.
Konkrēti, Celestia izmanto 2-dimensiju niedru-sālamana kodēšanas shēmu, lai kodētu bloka datus, kad sekvencētājs izveido jaunu bloku. Šī shēma nodrošina, ka pietiek tikai ar nelielu datu paraugu, lai ar statistisko pārliecību pārbaudītu, vai viss bloks ir publicēts. Lai veiktu darbību, ko sauc par datu pieejamības paraugu ņemšanu (DAS) — ir nepieciešami tikai vieglie klienti — nejauši lejupielādējot nelielu datu daļu no bloka, lai noteiktu, vai sekvencētājs nedarbojas nepareizi un aiztur datus. Šī metode ir ļoti efektīva varbūtību statistikas skatījumā. Faktiski līdz septītajai reizei, kad vieglais klients mēģina nejauši pārbaudīt datu daļu, iespēja, ka tam neizdosies atklāt, ka sekvencers darbojas nepareizi, samazināsies par 1%. Kad tiek atklāts, ka kāds mazs datu gabals ir nepareizi kodēts, tīkls tiek informēts, izmantojot krāpšanas pierādījumu. Tas nodrošina, ka caurlaidspēju neapgrūtina stāvokļa izpilde, piemēram, tradicionālās blokķēdes, ļaujot Celestia caurlaides spējai palielināties atkarībā no iesaistīto lietotāju skaita.
Sākotnēji koncentrējoties uz EVM un Cosmos SDK, Celestia neizslēdz integrāciju Ethereum un Cosmos ekosistēmās. Celestia ir izlaidusi plānu Celestium, kas ļauj jebkurai Ethereum L2 ķēdei izmantot Celestia datu pieejamībai un Ethereum izlīgumam un strīdu izšķiršanai. Celestiums nodrošinās augstas caurlaidspējas datu pieejamību Ethereum L2s ar augstāku drošības līmeni nekā citas ārpus ķēdes datu pieejamības metodes.
Turklāt Celestia sadarbojas ar Evmos, lai izveidotu norēķinu slāni EVM apkopojumiem, ko sauc par Cevmos. Norēķinu ķēde tiks ieviesta kā Celestia apkopojums, izmantojot Optimint, un Celestia kā DA slānis tiks izmantots, lai nodrošinātu pilnībā EVM līdzvērtīgu steku, kas optimizēta tikai apkopojumiem, kā rezultātā būs zemākas maksas un labāks apkopojumu apjoms.
Daudzstūra pieejamība
Avail, viens no mērogošanas risinājumiem Polygon rīkkopā, ir vispārēja pielietojuma, mērogojams datu pieejamības blokķēde, kas paredzēta atsevišķām ķēdēm, sānu ķēdēm un ārpus ķēdes mērogošanas risinājumiem.
Avail nodrošina stabilu datu pieejamības slāni, izmantojot ārkārtīgi drošu matemātisko primitīvu — datu pieejamības pārbaudes, izmantojot dzēšanas kodus ar galveno jauninājumu — tās izmanto Keitas polinomu saistības, lai izveidotu 2D datu pieejamības shēmu, kas ļauj izvairīties no krāpšanas pierādījumiem, neprasa godīgu vairākuma pieņēmumu. un nepaļaujas uz godīgu pilnu mezglu vienādrangu, lai iegūtu pārliecību, ka dati ir pieejami.
Avail pieeja datu pieejamības problēmas risināšanai ir līdzīga Celestia DAS, taču atšķiras tikai nelielos punktos. Lai izvairītos no sekvencēra nepareizas darbības, krāpšanas pierādījumu vietā Avail izmanto KZG polinomu saistības. KZG saistības, kas pazīstamas arī kā Keitas saistības, 2010. gadā ieviesa Aniketa Keita, Gregorijs M. Zaveruča un Ians Goldbergs, nodrošinot veidu, kā īsi apņemties izmantot polinomus.
Vienkārši izsakoties, visi dati blokā ir sakārtoti kā divdimensiju matrica. Datu dublēšana tiek ieviesta, izdzēšot katru matricas kolonnu, lai dubultotu sākotnējās kolonnas izmēru. Kate saistības tiek izmantotas, lai piesaistītu katru rindu, un saistības tiek iekļautas bloka galvenē. Shēma ļauj viegli uztvert datu slēpšanas mēģinājumu, jo jebkurš viegls klients, kuram ir piekļuve tikai bloku galvenēm, var vaicāt nejaušās matricas šūnās un iegūt īsus pierādījumus, kurus var pārbaudīt pret bloku galvenēm. Datu dublēšana liek sekvencēram slēpt lielu bloka daļu pat tad, ja tas vēlas paslēpt tikai vienu darījumu, tādējādi padarot to jutīgu pret nejaušas izlases veikšanu. Tādējādi tiek novērsta nepieciešamība pēc krāpšanas pierādījumiem, jo Keitas saistību saistošais raksturs padara sekvencēriem ļoti neiespējamu skaitļošanas ziņā izveidot nepareizas saistības un netikt pieķertas.
Kopsavilkums
Specializētā datu pieejamības slāņa kā moduļu blokķēžu prototipa mērķis ir veicināt pilnīgas izmaiņas tajā, kā mēs pieejam blokķēdes sistēmu projektēšanai, ļaujot moduļu blokķēdes paradigmai, kurā dažādas izpildes vides var izmantot šo specializēto slāni datu sakārtošanai un pieejamībai. Lai gan var rasties nelielas bažas, ka apkopojumi, kas izmanto specializētu DA slāni, var nebūt tik droši kā tie, kuriem ir Ethereum tīkla tīkls, tas ir būtisks kompromiss, jo modulāras blokķēdes var nodrošināt elastīgāku, mērogojamāku, pielāgojamāku un sadarbspējīgāku tīklu. Ilgtermiņā specializētais DA slānis kļūs par modulārās blokķēdes paradigmas stūrakmeni, virzot ceļu uz blokķēdes mērogošanas gala spēli.
Atruna: šis pētījums ir paredzēts tikai informatīviem nolūkiem. Tas nav investīciju padoms vai ieteikums pirkt vai pārdot kādu ieguldījumu, un to nevajadzētu izmantot, lai novērtētu ieguldījumu lēmuma pieņemšanas pamatotību.
🐦 @chestersigned
📅 2022. gada 18. aprīlis
Saite:
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-purpose-scalable-data-availability-layer-98bc9814c048
https://polygon.technology/solutions/polygon-avail/