อ่านความพร้อมใช้งานของข้อมูลของ Layer2 ในบทความเดียว

ชื่อระดับแรก

ชื่อเรื่องเดิม: "Data Availability in Layer-2 Blockchains》

การรวบรวมข้อความต้นฉบับ: Lynch, Chain Catcher

ความพร้อมใช้งานของข้อมูล Blockchain

โรดแมปการแบ่งกลุ่มข้อมูล Ethereum ล่าสุดจัดลำดับความสำคัญของการแบ่งกลุ่มข้อมูลมากกว่าการดำเนินการแบบกลุ่มย่อย ส่งผลให้ปริมาณงานข้อมูล Ethereum เพิ่มขึ้นอย่างมาก นอกจากนี้ Modular Blockchain ยังนำเสนอโซลูชั่น Rollup, volitions และ validity และ data data available นี่คือการสนทนาและแนวโน้มล่าสุดเกี่ยวกับความพร้อมใช้งานของข้อมูลบล็อกเชน

ทุกคนที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ blockchain และ cryptocurrency อาจสงสัยว่าความพร้อมใช้งานของข้อมูล blockchain หมายถึงอะไรในบริบทนี้

ชื่อระดับแรก

เริ่มต้นด้วยโหนด blockchain

โครงสร้างข้อมูลของบล็อกเชนประกอบด้วยบล็อกเชน และแต่ละบล็อกในบล็อกเชนประกอบด้วยสองส่วน: ส่วนหัวของบล็อกและรายการข้อมูลธุรกรรม

• ส่วนหัวของบล็อกคือข้อมูลเมตาของบล็อก ซึ่งมีข้อมูลพื้นฐานบางอย่างของบล็อก เช่น Merkle root ของธุรกรรม

• บล็อกในส่วนธุรกรรมประกอบด้วยธุรกรรมจริง

ปัญหาความพร้อมใช้งานของข้อมูล

ปัญหาความพร้อมใช้งานของข้อมูล

ปัญหาของความพร้อมใช้งานของข้อมูลคือปัญหาสามประการของบล็อกเชน: ความปลอดภัย ความสามารถในการปรับขนาด และการกระจายอำนาจ

ชื่อระดับแรก

การโจมตีความพร้อมใช้งานของข้อมูล

การโจมตีความพร้อมใช้งานของข้อมูล blockchain เกิดขึ้นเมื่อโหนดอันธพาลเผยแพร่ส่วนหัวของบล็อก แต่เก็บบล็อกบางส่วนที่มีธุรกรรมที่ผิดพลาดในขณะที่โหนดเต็มรูปแบบที่ซื่อสัตย์ซึ่งสามารถดาวน์โหลดและจัดเก็บบล็อกเชนทั้งหมดรู้ว่าข้อมูลบางอย่างไม่พร้อมใช้งาน พวกเขาขาดกลไกที่เป็นทางการในการพิสูจน์สิ่งนี้กับไลท์โหนดที่มีทรัพยากรจำกัดและไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลบล็อกเชนทั้งหมดได้ ดังนั้นกลยุทธ์ทั้ง sidechain และ sharded blockchain จึงมีความเสี่ยงต่อการโจมตีข้อมูล โหนดอันธพาลบนเครือข่ายไซด์เชน (หรือชาร์ด) ส่งแฮชของบล็อกไปยังบล็อกเชนที่เชื่อถือได้โดยไม่ส่งข้อมูลบล็อกไปยังโหนดอื่นในการโจมตีนี้

การโจมตีความพร้อมใช้งานของข้อมูลเป็นปัญหาที่รู้จักกันดีในแวดวงบล็อกเชน ซึ่งแต่เดิมเสนอในบริบทของไคลเอนต์บล็อกเชนขนาดเล็ก Vitalik ได้รับความนิยมในภายหลัง โหนดแสงทั้งหมดทำการจัดเก็บส่วนหัวของบล็อกและตรวจสอบข้อกำหนดของพลังงาน พวกเขาใช้โหนดแบบเต็มเพื่อตรวจสอบการบล็อกและแสดงหลักฐานการฉ้อโกงในบล็อกที่ไม่ถูกต้อง

ในกรณีของโหนดแสง การโจมตีความพร้อมใช้งานของข้อมูลจะไม่ร้ายแรง โดยทั่วไปแล้ว นักขุดจะทำงานบนโหนดแบบเต็ม หากบล็อกไม่พร้อมใช้งาน พวกเขาจะเพิกเฉยและขุดพร้อมกัน (เช่น บนบล็อกหลัก) ไม่มีนักขุดที่ซื่อสัตย์จะสร้างบล็อกได้ตราบใดที่ไม่สามารถเข้าถึงบล็อกได้ ในที่สุดมันก็จะหลุดออกจากห่วงโซ่ที่ยาวที่สุด ในขณะนี้ โหนดแสงจะเพิกเฉยต่อบล็อกดังกล่าวโดยอัตโนมัติ การโจมตีนี้มีความสำคัญมากยิ่งขึ้นเมื่อพูดถึงบล็อกเชนรองและเศษชิ้นส่วน

ปัญหาความพร้อมใช้งานของข้อมูล

ปัญหาความพร้อมใช้งานของข้อมูล

ปัญหาความพร้อมใช้งานของข้อมูลในบล็อกเชนทำให้เกิดคำถามต่อไปนี้: โหนดจะระบุได้อย่างไรว่าเมื่อมีการสร้างบล็อกใหม่ ข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ในบล็อกนั้นจะถูกส่งไปยังเครือข่ายจริงๆ เพียร์โหนดในเครือข่ายบล็อกเชนระบุได้อย่างไรว่าข้อมูลทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับบล็อกที่เสนอใหม่นั้นมีอยู่จริง

ชื่อระดับแรก

จัดการกับการโจมตี Data Availability

ในบล็อกเชนแบบโมดูลาร์ วิธีแยกต่างหากในการตรวจสอบความพร้อมใช้งานของข้อมูลในบล็อกเชนแบบโมดูลาร์นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากการแยกส่วนการตรวจสอบและความพร้อมใช้งานของข้อมูล Rollups ให้หลักฐานการทำธุรกรรมและคำนวณสถานะใหม่นอกเครือข่าย แต่ยังต้องการข้อมูลธุรกรรมบางอย่างที่จะเผยแพร่บนเครือข่ายเพื่อป้องกันปัญหาความพร้อมใช้งานของข้อมูล ZK-rollups ส่วนใหญ่เผยแพร่ข้อมูลสำคัญสามบิตไปยังห่วงโซ่หลัก:

• ความมุ่งมั่นในการเข้ารหัสไปยังสถานะใหม่ (แฮชรูท)

• การพิสูจน์การเข้ารหัส (เช่น ZK-SNARK) ระบุว่าสถานะใหม่เป็นผลมาจากการใช้ธุรกรรมที่ถูกต้องกับสถานะเริ่มต้น

• ให้ข้อมูลขนาดเล็กสำหรับแต่ละธุรกรรมในชุดงานในรูปแบบของ calldata

ชื่อระดับแรก

Data Availability Layer ของ Blockchain

ชั้นข้อมูลของ blockchain ใช้สำหรับโครงสร้างข้อมูลของ blockchain และสำหรับการจัดเก็บข้อมูลจริงบัญชีแยกประเภท Blockchain ได้รับการออกแบบโดยใช้รายการบล็อกที่เชื่อมต่อกันหรือ Merkle tree ซึ่งเข้ารหัสด้วยวิธีการเข้ารหัสแบบอสมมาตร ชั้นข้อมูลประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้

บล็อก: บล็อกเป็นโครงสร้างข้อมูลที่ใช้ในการจัดกลุ่มธุรกรรมเป็นกลุ่มและแจกจ่ายระหว่างโหนดเครือข่าย การขุดคือกระบวนการสร้างบล็อก แต่ละบล็อกมีส่วนหัวของบล็อก ซึ่งเป็นข้อมูลเมตาที่สามารถตรวจสอบความถูกต้องของบล็อกได้

Merkel Tree และธุรกรรม:ใน blockchain ธุรกรรมจะได้รับการดูแลโดยเป็นส่วนหนึ่งของ Merkel Tree Merkel Tree รวมธุรกรรมทั้งหมดไว้ในบล็อกโดยสร้างลายนิ้วมือดิจิทัลของชุดธุรกรรมทั้งหมด ทำให้ผู้ใช้สามารถกำหนดได้ว่าธุรกรรมนั้นรวมอยู่ด้วยหรือไม่ แต่ละโหนดลีฟมีข้อมูลของธุรกรรม ในขณะที่โหนดที่ไม่ใช่ลีฟแต่ละโหนดมีแฮชของแฮชก่อนหน้า Merkel Tree เป็นเลขฐานสองและต้องใช้โหนดลีฟเป็นจำนวนคี่ หากมีธุรกรรมเป็นจำนวนคี่ แฮชสุดท้ายจะถูกคัดลอกหนึ่งครั้งเพื่อสร้างโหนดลีฟเป็นเลขคู่

ชั้นเครือข่าย:Blockchain ใช้เครือข่ายแบบกระจายที่ช่วยให้ทุกคนสามารถดาวน์โหลดและโต้ตอบกับข้อมูลทั้งหมดใน blockchain เครือข่ายเพียร์ทูเพียร์ (P2P) กระจาย/ถ่ายทอดธุรกรรมข้ามโหนด แพลตฟอร์มบล็อกเชนใช้เครือข่ายสามประเภทเป็นหลัก: แบบรวมศูนย์ แบบกระจายอำนาจ และแบบกระจาย

ชั้นทางกายภาพ:ชั้นนี้ประกอบด้วยเซิร์ฟเวอร์ โหนดขอบ และอุปกรณ์ Internet of Things (IoT) ที่ทำงานเป็นโหนดบนเครือข่ายบล็อกเชน สิ่งเหล่านี้มักจะเชื่อมต่อผ่านเครือข่ายเพียร์ทูเพียร์ โหนดสามารถเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานอยู่ เช่น คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ หรือเครื่องพิมพ์ ตราบใดที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายและมีที่อยู่ IP

ชั้นเสมือน:ชั้นการจำลองเสมือนที่อยู่ด้านบนของฮาร์ดแวร์เพื่อจัดสรรฮาร์ดแวร์และทรัพยากรให้กับเครื่องเสมือน

ชั้นฉันทามติ:ชั้นนี้มีหน้าที่บังคับใช้กฎเครือข่ายที่ระบุวิธีที่โหนดภายในเครือข่ายควรตอบสนองเพื่อสร้างฉันทามติในการทำธุรกรรมการออกอากาศ

ชั้นแรงจูงใจ:เลเยอร์นี้มีส่วนร่วมในกิจกรรมของโหนดในเครือข่ายแบบกระจายเพื่อพยายามบรรลุฉันทามติและได้รับสิ่งจูงใจ จะใช้เลเยอร์นี้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับกลไกฉันทามติที่ใช้โดยโปรโตคอลบล็อกเชน

ชั้นสัญญา:ประกอบด้วยบริการและส่วนประกอบเสริมที่ช่วยให้แพลตฟอร์มบล็อกเชนสามารถรวมเข้ากับเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น ฟีดข้อมูล สัญญาอัจฉริยะ ออราเคิล DAO และช่องสถานะ

ชั้น API:ให้ API ที่ด้านบนของ blockchain และจัดเตรียมกลไกสำหรับแอปพลิเคชันของบุคคลที่สามเพื่อสื่อสารกับบัญชีแยกประเภทและสัญญาอัจฉริยะ

ชั้นแอ็พพลิเคชัน:ชื่อระดับแรก

โซลูชันความพร้อมใช้งานของข้อมูลแบบดั้งเดิม

โซลูชันความพร้อมใช้งานข้อมูลแบบดั้งเดิมมีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดโดยการเปลี่ยนโปรโตคอลการส่งข้อมูลพื้นฐานของบล็อกเชนและโปรโตคอลบล็อกเชนพื้นฐาน เช่น โครงสร้างข้อมูลบล็อก อัลกอริทึมที่สอดคล้องกัน และกลไกจูงใจ โซลูชันเหล่านี้รวมถึงโซลูชันการปรับขนาด Layer1 เช่น Segregated Witness, DAG, Sharding และ Consensus อย่างไรก็ตาม โซลูชันเลเยอร์ 2 มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดผ่านแนวทางแบบออฟไลน์ที่เลเยอร์แอปพลิเคชัน

Segregated Witness：ฟีเจอร์การปรับปรุงโปรโตคอลที่ได้รับการปรับใช้เพื่อป้องกันการทำธุรกรรมที่เปลี่ยนแปลงไม่ได้และเพิ่มขนาดบล็อก

DAG：ธุรกรรมเชื่อมต่อกันใน DAG ซึ่งหมายความว่าธุรกรรมหนึ่งจะตรวจสอบธุรกรรมถัดไป แต่ละโหนดประกอบด้วยธุรกรรมหลายระดับ เมื่อธุรกรรมถูกลงทะเบียนกับโหนด อันดับแรกจะต้องตรวจสอบธุรกรรมอื่นอีกสองรายการ การซื้อขายทั้งสองนี้ถูกเลือกโดยใช้กระบวนการทางคณิตศาสตร์ จากนั้น โหนดต้องตรวจสอบว่าธุรกรรมทั้งสองไม่ขัดแย้งกัน ในการตรวจสอบธุรกรรม โหนดจะต้องไขปริศนาการเข้ารหัส (pow) ที่คล้ายกับในเครือข่าย Bitcoin

การกระจายตัว:บล็อกเชนสามารถแบ่งออกเป็นหลายเชนเพื่อเพิ่มปริมาณงาน แต่ละชาร์ดมีตัวสร้างบล็อกของตัวเองและสามารถสื่อสารเพื่อแลกเปลี่ยนโทเค็นได้ แทนที่จะให้ผู้ผลิตบล็อกแต่ละรายประมวลผลธุรกรรมทุกรายการ ชาร์ดดิงจะแบ่งพลังการประมวลผลของเครือข่ายออกเป็นชาร์ดที่ประมวลผลธุรกรรมเฉพาะเจาะจงเท่านั้น ดังนั้น บล็อกเชนแบบ non-sharded มักจะมีหนึ่งหรือสองโหนดเต็มรูปแบบที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ และไคลเอ็นต์แบบไลท์หนึ่งตัวหรือมากกว่า เป็นที่น่าสังเกตว่าการแบ่งส่วนย่อยมีวัตถุประสงค์เพื่อกระจายทรัพยากรเครือข่ายไปยังโหนดต่างๆ

ฉันทามติ:ชื่อระดับแรก

โซลูชัน ZKRollups

ขณะนี้มีโซลูชั่น Ethereum Layer2 บางตัว เช่น optimistic rollups, ZK rollups และ Validiums โซลูชันเหล่านี้ย้ายการดำเนินการออกไปนอกเครือข่าย พร้อมรับประกันการตรวจสอบความถูกต้องของแอปพลิเคชันและความพร้อมใช้งานของข้อมูลบนเครือข่าย แม้ว่าสถาปัตยกรรมที่ใช้การประมวลผลแบบออฟไลน์จะปรับปรุงปริมาณงาน แต่ก็ยังถูกจำกัดด้วยจำนวนข้อมูลที่เชนหลักสามารถจัดการได้ ในขณะที่การดำเนินการเป็นแบบ off-chain กระบวนการตรวจสอบหรือระงับข้อพิพาทจะต้องเป็นแบบ on-chain ข้อมูลการทำธุรกรรมจะถูกส่งเป็น calldata บน Ethereum เพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลนั้นพร้อมใช้งานสำหรับการสร้างใหม่ในอนาคต นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง

สำหรับการยกเลิกในแง่ดี ผู้ดำเนินการอาจส่งธุรกรรมที่ไม่ถูกต้องและระงับการบล็อกบางส่วน ด้วยวิธีนี้ โหนดแบบเต็มอื่นๆ ในระบบจะไม่สามารถตรวจสอบได้ว่าการอ้างสิทธิ์ที่ส่งนั้นถูกต้องหรือไม่ เนื่องจากไม่มีข้อมูล พวกเขาจะไม่สามารถแสดงหลักฐานการฉ้อฉลใด ๆ ว่าการอ้างสิทธิ์นั้นไม่ถูกต้อง

ในกรณีของการยกเลิกตามความรู้เป็นศูนย์ ความสมบูรณ์ของ ZKP ช่วยให้มั่นใจได้ว่าธุรกรรมที่ยอมรับนั้นถูกต้อง อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีการรับรองดังกล่าวอยู่ การไม่เปิดเผยข้อมูลที่สนับสนุนการทำธุรกรรมอาจส่งผลเสียร้ายแรงได้ ซึ่งอาจทำให้ตัวตรวจสอบความถูกต้องอื่นๆ ไม่สามารถคำนวณสถานะปัจจุบันของระบบ ผู้ใช้ถูกแยกออกจากระบบ และยอดคงเหลือถูกระงับ

ข้อมูลบนห่วงโซ่

ข้อมูลบนห่วงโซ่

บล็อกเชนสร้างข้อมูลจำนวนมากจากอัตราแฮชและกิจกรรมที่เกี่ยวข้องอื่นๆ เช่น ธุรกรรม

เราหมายถึงอะไรเมื่อเราพูดถึงข้อมูลบนเครือข่าย กล่าวโดยย่อ: ข้อมูลทั้งหมดที่จัดเก็บโดยกำเนิดบนบล็อกเชนคือข้อมูลบนเครือข่าย

ข้อมูลบนเครือข่ายหมายถึงธุรกรรมทั้งหมดที่เกิดขึ้นบนเครือข่ายบล็อกเชนเฉพาะ หรืออีกนัยหนึ่งคือ ข้อมูลทั้งหมดที่ถูกเขียนลงในบล็อกเชน ข้อมูลของห่วงโซ่สาธารณะมีลักษณะของการเข้าถึงสาธารณะ มีสามประเภทหลักในแง่ของข้อมูล

• ข้อมูลจำเพาะสำหรับแต่ละบล็อก (การประทับเวลา ค่าน้ำมัน คนขุดแร่ ขนาดบล็อก ฯลฯ)

• ธุรกรรมแต่ละรายการมีรายละเอียดมาก (ที่อยู่ "ผู้ส่ง" และ "ผู้รับ" จำนวนเงินที่โอนในธุรกรรม ฯลฯ)

• การโทรและการใช้สัญญาอัจฉริยะ

ชื่อระดับแรก

ข้อมูลนอกเครือข่าย

สำหรับผู้ใช้ Bitcoin การทำธุรกรรมนอกเครือข่ายและบนเครือข่ายมีข้อดีและข้อเสีย ความสามารถในการปรับขนาดเป็นข้อจำกัดของเทคโนโลยีบล็อกเชนที่สามารถแก้ไขได้ด้วยโซลูชันนอกเครือข่าย เวลายืนยันการทำธุรกรรมบนเครือข่ายอาจแตกต่างกันไปเนื่องจากความแออัดของเครือข่าย ธุรกรรมนอกเครือข่ายจะดำเนินการทันที ต้นทุนการทำธุรกรรมยังถูกกว่า และบางธุรกรรมไม่ต้องเสียค่าธรรมเนียมใดๆ จนกว่าจะเป็นธุรกรรมบนเครือข่าย ธุรกรรมนอกเครือข่ายยังมีความเป็นส่วนตัวมากกว่า เนื่องจากรายละเอียดของธุรกรรมแยกออกจากเชนหลักและไม่ถูกเปิดเผยต่อสาธารณะ

เครื่องมือบล็อกเชนบางอย่าง โดยเฉพาะสัญญาอัจฉริยะ อาศัยทริกเกอร์ที่ใช้บล็อกเชนและข้อมูลจริงในการตรวจสอบเงื่อนไขและดำเนินการตามสัญญา ตัวอย่างเช่น สัญญาทางกฎหมายอันชาญฉลาดที่โอนกรรมสิทธิ์ในที่ดิน เงินทุนที่จำเป็นในการซื้อทรัพย์สินจะได้รับสัญญาอัจฉริยะซึ่งต้องมีการตรวจสอบข้อเท็จจริงของทรัพย์สินในโลกแห่งความจริง คล้ายกับการโอนโฉนดจริง อย่างไรก็ตาม หากบล็อกเชนไม่สามารถดึงข้อมูลได้ เช่น การโอนโฉนดที่ได้รับการยืนยันโดยบุคคลที่สาม จะเป็นไปตามเกณฑ์ของสัญญาอัจฉริยะในการปล่อยเงินทุนของผู้ขายได้อย่างไร สำหรับข้อมูลนอกเชน ข้อมูลนี้ให้สัญญาอัจฉริยะพร้อมข้อมูลในโลกแห่งความเป็นจริงเพื่อดำเนินการตามสัญญาและซื้อและขายให้สำเร็จ ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของ blockchain และ cryptocurrencies โซลูชัน off-chain อาจกลายเป็นโซลูชันถาวร แต่มีเพียงเวลาเท่านั้นที่เป็นเกณฑ์ในการทดสอบ

ด้วยความช่วยเหลือของZKCrossโปรโตคอลที่สนับสนุนการทำงานร่วมกันข้ามสายโซ่ด้วย ZKRollups แบบหลายสายโซ่และเทคโนโลยีเลเยอร์ข้ามสายโซ่จะช่วยเพิ่มความพร้อมใช้งานของข้อมูลออนเชนและออฟเชนZKcross สร้างเลเยอร์ที่แพร่หลายเพื่อทำหน้าที่เป็น cross-chain Layer2 และ ZKcross จะติดตามและซิงโครไนซ์การเปลี่ยนแปลงสถานะทั่วโลกบนบล็อกเชนหลายตัวสรุป

สรุป

เรากำลังอยู่ในช่วงก่อนการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ครั้งใหญ่ที่จะเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศของ Bitcoin ไปตลอดกาล ZK-Rollups จะปรับขนาด Ethereum ด้วยวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์นี้จะลึกซึ้งมากจนทำให้เครือข่ายสัญญาอัจฉริยะ L1 อื่น ๆ ทั้งหมดเสียชีวิต รวมถึง Ethereum อย่างที่เราทราบกันในปัจจุบัน มีการถกเถียงกันมากมายเกี่ยวกับความสามารถในการปรับขนาด การวิจัย การนำไปใช้งาน ความสำเร็จและความล้มเหลวนับพันชั่วโมงนำไปสู่การสร้าง ZK-Rollups

แน่นอนว่าความพยายามยังไม่สิ้นสุด แม้ว่าหนทางข้างหน้าจะเป็นหลุมเป็นบ่อ แต่เป้าหมายไม่เคยปรากฏชัดเจน เนื่องจากสถาปัตยกรรมบล็อกเชนแบบเสาหินในปัจจุบันยังคงไม่มีประสิทธิภาพอย่างน่าประหลาดใจ และภายใต้ข้อจำกัดสามประการ การเพิ่มปริมาณงานหมายถึงการลดความปลอดภัยและ/หรือการกระจายอำนาจ การออกแบบโมดูลาร์พิเศษแบ่งการดำเนินการออกเป็นชั้นการดำเนินการต่างๆ เช่น ZKrollups ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมบล็อกเชนได้ 100 เท่าถึง 10,000 เท่า ไม่ต้องสงสัยเลยว่านี่เป็นวิธีเดียวที่จะปรับขนาดให้แพร่หลายไปทั่วโลกและ TPS นับล้าน นอกจากนี้ คาดว่าภายในไม่กี่ปี กิจกรรมบล็อกเชนมากกว่า 90% จะเกิดขึ้นบน zkRollups โดยไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความปลอดภัยหรือการกระจายอำนาจ