원래 제목: "IOSG 주간 브리핑 | 데이터 가용성 계층 해체: 모듈식 미래의 방치된 레고 블록 #136"

첫 번째 레벨 제목

tl;dr

• 라이트 클라이언트에 대한 데이터 가용성의 경우 이레이저 코드를 사용하여 문제를 해결하는 데에는 이견이 거의 없습니다. 차이점은 이레이저 코드가 올바르게 인코딩되도록 하는 방법입니다. KZG 약정은 Polygon Avail 및 Danksharding에서 사용되는 반면 사기 방지는 Celestia에서 사용됩니다.

• Rollup의 데이터 가용성에 대해 DAC가 컨소시엄 체인으로 이해된다면 Polygon Avail과 Celestia가 하는 일은 데이터 가용성 계층을 보다 분산화하는 것입니다. 이는 신뢰 수준을 향상시키기 위해 "DA-Specific" 퍼블릭 체인을 제공하는 것과 같습니다.

• 향후 3~5년 안에 블록체인 아키텍처는 필연적으로 모놀리식에서 모듈식으로 진화할 것이며 각 계층은 낮은 결합 상태에 있게 될 것입니다. 미래에는 RaaS(Rollup-as-a-Service) 및 DAaaS(Data Availability-as-a-Service)와 같은 많은 모듈식 구성 요소의 공급자가 블록체인 아키텍처의 구성 가능성을 실현하는 것처럼 보일 수 있습니다. 모듈식 블록체인은 다음 주기를 뒷받침하는 중요한 내러티브 중 하나입니다.

• 모듈식 블록체인에서 실행 레이어는 이미 "세상을 분할"했으며 후발자는 거의 없으며 컨센서스 레이어는 중원에서 경쟁하고 있으며 Aptos와 Sui가 등장했습니다. 퍼블릭 체인의 경쟁 패턴은 아직 없지만 그러나 정착된 이야기는 새 병에 담긴 오래된 와인이며 합리적인 투자 기회를 찾기가 어렵습니다. 데이터 가용성 계층의 가치는 아직 밝혀지지 않았습니다.

모듈식 블록체인 모듈식 블록체인

이미지 설명

이미지 출처: Peter Watts에서 채택한 IOSG Ventures

모듈식 블록체인의 레이어링에 대한 엄격한 정의는 없습니다.일부 레이어링 방법은 이더리움에서 시작하지만 다른 방법은 논의되는 맥락에 따라 일반화되는 경향이 있습니다.

• 실행 계층: 실행 계층에서는 두 가지 일이 발생합니다. 단일 트랜잭션의 경우 트랜잭션이 실행되고 상태가 변경되며, 동일한 트랜잭션 배치의 경우 배치의 상태 루트가 계산됩니다. 이더리움의 현재 실행 계층 작업 중 일부는 우리에게 익숙한 StarkNet, zkSync, Arbitrum 및 Optimism과 같은 Rollup에 할당됩니다.

• 정산 계층: 메인 체인에서 롤업 계약에 의해 상태 루트(zkRollup) 또는 사기 방지(낙관적 롤업)의 유효성을 검증하는 프로세스로 이해할 수 있습니다.

• 컨센서스 레이어: PoW, PoS 또는 기타 컨센서스 알고리즘을 사용하든, 간단히 말해서 컨센서스 레이어는 분산 시스템에서 무언가에 대한 컨센서스에 도달하는 것, 즉 상태 전환의 유효성에 대한 컨센서스에 도달하는 것입니다. 모듈화의 맥락에서 정산층과 합의층의 의미는 다소 비슷하기 때문에 일부 연구자들은 정산층과 합의층을 통합하기도 했다.

• 히스토리 상태 레이어: Polynya가 제안함(Ethereum 전용). Proto-Danksharding이 도입된 후 이더리움은 특정 시간 창 내에서만 즉각적인 데이터 가용성을 유지한 다음 가지치기 작업을 수행하고 이 작업은 다른 사람에게 맡기기 때문입니다. 예를 들어 Portal Network 또는 이러한 데이터를 저장하는 다른 타사를 이 계층으로 분류할 수 있습니다.

• 이미지 출처: IOSG Ventures

이미지 출처: IOSG Ventures

이미지 설명

DA in Nodes

이미지 출처: https://medium.com/metamask/metamask-labs-presents-mustekala-the-light-client-that-seeds-data-full-nodes-vs-light-clients-3bc785307ef5

먼저 살펴보자풀 노드 및 라이트 클라이언트의 개념.

전체 노드는 모든 블록 자체의 모든 트랜잭션을 다운로드하고 확인하기 때문에상태가 올바르게 실행되도록 하기 위해 정직한 가정이 필요하지 않습니다., 좋은 보안 보장이 있습니다. 그러나 풀노드를 운영하기 위해서는 저장공간, 컴퓨팅 파워, 대역폭 등의 자원이 필요하며, 채굴자를 제외하고는 일반 사용자나 애플리케이션은 풀노드를 운영할 동기가 없습니다. 또한 노드가 체인의 특정 정보만 확인하면 되므로 전체 노드를 실행할 필요가 없습니다.

이것은라이트 클라이언트일하는 것. IOSG 기사에서 "다중 사슬 생태계: 현재 단계와 미래 패턴” 라이트 클라이언트를 간략하게 소개했다. 라이트 클라이언트는 풀 노드와 달리 체인과 직접 상호 작용하지 않는 경우가 많으며,대신 전체 노드에서 필요한 정보를 요청하기 위해 이웃 전체 노드를 중개자로 사용합니다., 블록 헤더 다운로드 또는 계정 잔액 확인과 같은

노드로서의 라이트 클라이언트는 블록 헤더만 다운로드하고 확인하기 때문에 전체 체인을 빠르게 동기화할 수 있습니다. 크로스체인 브리지 모델에서 라이트 클라이언트는 스마트 계약 역할을 합니다. 소스 체인의 모든 트랜잭션을 검증하지 않고 소스 체인의 토큰이 잠겨 있는지 여부.

뭐가 문제 야?

여기에는 암묵적인 문제가 있습니다. 라이트 클라이언트는 각 트랜잭션 자체를 다운로드하고 유효성을 검사하지 않고 전체 노드에서 블록 헤더만 다운로드하기 때문에 악의적인 전체 노드(블록 생성자)는 유효하지 않은 트랜잭션을 포함하는 블록을 구성하여 라이트 클라이언트로 보낼 수 있습니다. 그들을 속이기 위해.

우리는 입양을 생각하기 쉽습니다."사기 증명"이 문제를 해결하려면: 즉, 블록의 유효성을 모니터링하는 데 정직한 전체 노드가 하나만 필요하며, 유효하지 않은 블록을 찾은 후 사기 증거를 구성하고 이를 라이트 클라이언트에 보내 상기시킵니다. 또는 라이트 클라이언트는 블록을 수신한 후 전체 네트워크에 사기 증거가 있는지 적극적으로 묻고 일정 시간이 지나도 수신하지 않으면 블록이 유효한 것으로 간주할 수 있습니다. 따라서,라이트 클라이언트는 전체 노드와 거의 동일한 수준의 보안을 달성할 수 있습니다(그러나 여전히 정직한 가정에 의존함).

그러나 위의 논의에서 우리는 실제로 블록 생산자가 항상 모든 블록 데이터를 게시할 것이라고 가정했으며 이는 사기 증명 생성의 기본 전제이기도 합니다. 하지만,악의적인 블록 생성자는 블록을 게시할 때 일부 데이터를 숨길 수 있습니다.이때 풀노드는 이 블록을 다운로드하여 유효하지 않은지 확인할 수 있지만 라이트 클라이언트의 특성상 그렇게 할 수 없습니다. 그리고전체 노드는 또한 데이터 부족으로 인해 라이트 클라이언트에게 경고하기 위해 사기 증거를 생성할 수 없습니다.

또 다른 상황은 네트워크상의 이유로 일부 데이터가 나중에 업로드될 수 있다는 것입니다.현재 누락된 데이터가 객관적인 조건에 의한 것인지 블록 프로듀서의 의도적인 것인지 판단조차 할 수 없습니다.——그러면 사기 증명의 보상 및 처벌 메커니즘이 유효하지 않습니다.

이미지 설명데이터 가용성 문제。

이미지 출처: https://github.com/ethereum/research/wiki/A-note-on-data-availability-and-erasure-coding

위 그림에는 두 가지 상황이 나와 있습니다: 첫째, 악의적인 블록 생산자가 누락된 데이터가 있는 블록을 게시하고, 이때 정직한 전체 노드가 경고를 발행하지만 생산자가 나머지 데이터를 보완하고 릴리스합니다. 완전한 블록을 게시하지만 악의적인 전체 노드는 현재 잘못된 경고를 발행합니다. 두 경우 모두 T3 이후 네트워크에서 다른 사람들이 보는 블록 데이터가 완료되지만 그 안에 악을 행하는 사람들이 있습니다.

이런 식으로,해결책

해결책

2018년 9월, Mustafa AI-Bassam(현 Celestia CEO)과 Vitalik은 공동 저작된 논문에서 데이터 가용성을 확인하기 위해 다차원 삭제 코드를 사용할 것을 제안했습니다.라이트 클라이언트는 데이터의 임의 부분을 다운로드하고 모든 데이터 블록이 사용 가능한지 확인하고 필요한 경우 모든 데이터를 재구성하기만 하면 됩니다.

라이트 클라이언트의 데이터 가용성 문제를 해결하기 위해 삭제 코드를 사용하는 데 거의 반대가 없습니다.Reed-Solomon 삭제 코드는 Polygon Avail, Celestia(및 Ethereum의 Danksharding)에서 사용됩니다.

차이점은삭제 코드가 올바르게 인코딩되었는지 확인하는 방법: KZG 약정은 Polygon Avail 및 Danksharding에서 사용되며 사기 방지는 Celestia에서 사용됩니다. 둘 다 고유한 장점과 단점이 있습니다.KZG는 양자 저항성이 없으며 사기 증거는 특정 정직성 및 동기화 가정에 의존한다고 약속합니다.

KZG 약속 외에도 삭제 코드의 정확성을 증명하는 데 사용할 수 있는 STARK 및 FRI를 사용하는 체계가 있습니다.

(참고: 삭제 코딩 및 KZG 약속의 개념은 IOSG 기사 "합병 임박 : Ethereum의 최신 기술 경로에 대한 자세한 설명"라고 언급했지만, 지면 제한으로 인해 이 기사에서는 설명하지 않습니다.)

DA in Rollup

이미지 설명

이미지 출처: https://forum.celestia.org/t/ethereum-rollup-call-data-pricing-analysis/141

Layer2의 수수료 구조를 살펴보면 고정 비용 외에도 배치당 트랜잭션 수와 관련된 변수는 주로레이어 2의 가스 비용과 체인의 데이터 가용성 비용. 전자의 영향은 미미한 반면, 후자는 전체 롤업 비용의 80%-95%를 차지하는 바이트당 16가스를 지속적으로 지불해야 합니다.

(온체인) 데이터 가용성은 비용이 많이 듭니다. 어떻게 해야 합니까?

하나는 체인에 데이터를 저장하는 비용을 줄이는 것입니다.이것이 프로토콜 계층이 하는 일입니다. IOSG 기사 "곧 결합: 이더리움의 최신 기술 경로에 대한 자세한 설명"에서 우리는 이더리움이 롤업에 "빅 블록", 즉 데이터 가용성을 위한 더 큰 공간을 제공하기 위해 Proto-Danksharding 및 Danksharding 도입을 고려하고 있다고 언급했습니다. 이레이저 코딩과 KZG는 계속되는 노드 부담 문제를 해결할 것을 약속합니다.하지만 롤업의 입장에서 보면 이더리움이 스스로 적응하기를 수동적으로 기다리는 것은 비현실적이다.

두 번째는 데이터를 체인에서 분리하는 것입니다.이미지 설명

이미지 출처: IOSG Ventures

(참고: Validium은 원래 zkRollup과 오프체인 데이터 가용성을 결합한 확장 방식을 의미합니다. 편의상 이 글에서는 Validium이 오프체인 데이터 가용성 방식을 지칭하며 함께 비교에 참여합니다.)

존재하다

DA Provided by Rollup

존재하다가장 간단한 Validium 솔루션에서 중앙 집중식 데이터 운영자는 데이터 가용성을 보장할 책임이 있으며 사용자는 운영자가 악을 행하지 않을 것이라고 신뢰해야 합니다. 이것의 장점은 비용이 저렴하다는 것이지만, 사실 보안 보장은 거의 없습니다.

그 다음에,StarkEx2020년 추가 제안DAC(데이터 가용성 위원회)에서 유지 관리하는 Validium 체계입니다.DAC의 구성원은 잘 알려진 개인 또는 조직이며 법적 관할권 내에 있으며 그들이 공모하고 악을 행하지 않을 것이라는 신뢰 가정입니다.

Arbitrum올해는 데이터 가용성을 보장하기 위해 데이터위원회를 채택하고 AnyTrust를 기반으로 구축되는 AnyTrust가 제안되었습니다.Arbitrum Nova。

zkPorter는 가디언(zkSync 토큰 보유자)이 데이터 가용성을 유지하고 zkSync 토큰을 서약해야 한다고 제안합니다.데이터 가용성 실패가 발생하면 서약된 자금은 몰수됩니다.

세 가지 모두 제공 Volition이미지 설명

이미지 출처: https://blog.polygon.technology/from-rollup-to-validium-with-polygon-avail/

General DA Scenarios

위의 제안은 일반 사업자의 신뢰도가 충분하지 않기 때문에 신뢰도를 높이기 위해 보다 권위 있는 위원회가 도입되어야 한다는 생각에 기반을 두고 있습니다.

소규모 위원회를 위한 보안 수준이 충분히 높습니까?Ethereum 커뮤니티는 2년 전에 Validium을 제안했습니다.랜섬웨어 공격문제: 위원회 구성원의 개인 키가 충분히 도난당하여 오프체인 데이터 가용성을 사용할 수 없는 경우 사용자가 위협을 받을 수 있습니다. 단, 사용자가 Layer2에서 인출하기 위해 충분한 몸값을 지불해야 합니다. 로닌 브리지와 하모니 호라이즌 브리지의 절도에서 얻은 교훈을 감안할 때 가능성을 무시할 수 없습니다.

오프체인 데이터 가용성 위원회는 충분히 안전하지 않기 때문에오프체인 데이터의 가용성을 보장하기 위해 블록체인을 신뢰 주체로 도입한다면?

앞서 언급한 DAC를 컨소시엄 체인으로 이해한다면 Polygon Avail과 Celestia가 수행한 작업은 데이터 가용성 계층을 보다 분산화하는 것입니다. 이는 일련의 검증 노드, 영역 블록 생성자 및 신뢰 수준을 높이는 합의 메커니즘.

이미지 설명

이미지 출처: https://blog.celestia.org/celestiums/

Celestia가 Ethereum Rollup에 Quantum Gravity Bridge를 적용한 것을 예로 들어 설명하겠습니다. Ethereum 메인 체인의 L2 계약은 Celestia에서 데이터 가용성을 제공한다는 차이점을 제외하고 평소와 같이 유효성 증명 또는 사기 증명을 확인합니다.Celestia 체인에는 스마트 계약이 없으며 데이터에 대한 계산이 수행되지 않으며 데이터만 사용할 수 있습니다.

L2 Operator는 트랜잭션 데이터를 Celestia 메인 체인에 게시하고 Celestia 검증자는 DA Attestation의 Merkle Root에 서명하고 검증 및 저장을 위해 Ethereum 메인 체인의 DA Bridge Contract로 보냅니다.

이와 같이 DA Attestation의 Merkle Root는 실제로 모든 데이터의 가용성을 증명하는 데 사용됩니다.Ethereum 메인 체인의 DA Bridge Contract는 이 Merkle Root를 확인하고 저장하기만 하면 되므로 오버헤드가 크게 줄어듭니다.

이미지 설명

요약

이미지 출처: IOSG Ventures, Celestia 블로그에서 수정

위의 방안들을 하나씩 논의한 후, 보안/탈중앙화 및 가스 비용의 관점에서 수평적 비교를 할 것입니다. 이 좌표 맵은 정량적 비교가 아닌 모호한 대략적인 구분으로 저자의 개인적인 이해를 나타낼 뿐이라는 점에 유의하십시오.

왼쪽 하단의 Pure Validium은 보안/탈중앙화 및 가스 비용이 가장 낮습니다.

중간 부분은 StarkEx 및 Arbitrum Nova의 DAC 체계, zkPorter의 Guardians 검증자 세트 체계, 일반화된 Celestia 및 Polygon Avail 체계입니다. 저자는 zkPorter가 DAC보다 약간 더 안전하고 탈중앙화된 유효성 검사기 세트로 Guardians를 사용하는 반면 DA-Specific 블록체인 체계는 유효성 검사기 세트보다 약간 더 높다고 생각합니다. 동시에 가스 비용도 그에 따라 증가합니다. 물론 이것은 매우 대략적인 비교일 뿐입니다.

오른쪽 상단에 있는 상자는온체인 데이터 가용성을 위한 솔루션,최고 수준의 보안/분권화 및 가스 비용을 가지고 있습니다. 상자 내부에서 세 가지 체계 모두 데이터 가용성이 Ethereum 메인체인에 의해 제공되기 때문에 동등하게 안전/분산됩니다. 순수한 롤업 솔루션은 모놀리식 이더리움보다 분명히 가스 비용이 적고 Proto-Danksharding 및 Danksharding이 도입된 후에는 데이터 가용성 비용이 더욱 절감될 것입니다.

참고: 이 기사에서 논의된 "데이터 가용성"의 컨텍스트는 대부분 이더리움에 관한 것입니다. Celestia 및 Polygon Avail은 일반적인 솔루션이며 이더리움 자체에 국한되지 않는다는 점에 유의해야 합니다.

이미지 출처: IOSG Ventures

이미지 출처: IOSG Ventures

Closing Thoughts

위에서 데이터 가용성 문제를 논의한 후 우리는 모든 시나리오가본질적으로 그것은 트릴레마의 상호 제약 하에서 트레이드 오프를 만드는 것입니다., 계획 간의 차이점은 트레이드 오프에 있습니다."세밀한"다른.

사용자 관점에서 프로토콜이 온체인 및 오프체인 데이터 가용성 옵션을 동시에 제공하는 것이 합리적입니다. 왜냐하면서로 다른 애플리케이션 시나리오에서 또는 서로 다른 사용자 그룹 사이에서 사용자는 보안 및 비용에 대한 민감도가 다릅니다.

Ethereum 및 Rollup에 대한 데이터 가용성 계층 지원은 위에서 자세히 설명했습니다. 교차 체인 통신 측면에서 Polkadot의 릴레이 체인은 다른 병렬 체인의 데이터 가용성에 대한 기본 보안 보장을 제공하는 반면 Cosmos IBC는 라이트 클라이언트 모델에 의존하여 라이트 클라이언트가 소스 체인의 데이터 가용성을 확인할 수 있도록 합니다. 중요한 대상 체인.

모듈성의 장점은 연결 가능성과 유연성에 있으며, 필요에 따라 프로토콜에 적용할 수 있습니다: 예를 들어, 보안 및 신뢰 수준을 보장하면서 이더리움의 데이터 가용성 부담을 덜어주거나 다중 체인 생태계에서 가벼운 클라이언트 통신을 개선합니다. 신뢰 가정을 낮추는 모델 수준. 이더리움에 국한되지 않고 데이터 가용성은 다중 체인 생태학 및 향후 더 많은 애플리케이션 시나리오에서 역할을 할 수 있습니다.

우리는 앞으로 3~5년 안에블록체인의 아키텍처는 필연적으로 모놀리식에서 모듈식으로 진화할 것이며 각 계층은 낮은 결합 상태에 있게 됩니다. 미래에는 RaaS(Rollup-as-a-Service) 및 DAaaS(Data Availability-as-a-Service)와 같은 많은 모듈식 구성 요소의 공급자가 블록체인 아키텍처의 구성 가능성을 실현하는 것처럼 보일 수 있습니다.모듈식 블록체인은 다음 주기를 뒷받침하는 중요한 내러티브 중 하나입니다.

임원층임원층합의 계층합의 계층(즉, 각 Layer1)은 중앙 평원에서 경쟁합니다.Aptos 및 Sui와 같은 퍼블릭 체인이 등장하기 시작한 후 퍼블릭 체인의 경쟁 패턴은 아직 정착되지 않았지만 그 서사는 새 병에 담긴 오래된 와인이며 어려운 일입니다. 합리적인 투자 기회를 찾기 위해

데이터 가용성 계층의 가치는 아직 밝혀지지 않았습니다.