เจาะลึกความพร้อมใช้งานของข้อมูลบน Filecoin

หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้พิมพ์ซ้ำจากเนื้อหาต้นฉบับที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 5 เมษายน 2024 โดย Turan Vural Yuki Yuminaga จาก Fenbushi Capital Fenbushi Capital ก่อตั้งขึ้นในปี 2558 โดยเป็นบริษัทจัดการสินทรัพย์บล็อกเชนชั้นนำของเอเชีย โดยมีขนาดการจัดการสินทรัพย์ 1.6 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ บริษัทมีเป้าหมายที่จะมีบทบาทสำคัญในการกำหนดอนาคตของเทคโนโลยีบล็อกเชนในอุตสาหกรรมต่างๆ ผ่านการวิจัยและการลงทุน บทความนี้เป็นตัวอย่างของความพยายามเหล่านี้และแสดงถึงมุมมองอิสระของผู้เขียนเหล่านี้ซึ่งได้ตกลงที่จะเผยแพร่ที่นี่

ความพร้อมใช้งานของข้อมูล (DA) เป็นเทคโนโลยีหลักของการปรับขนาด Ethereum ที่ช่วยให้โหนดสามารถตรวจสอบได้อย่างมีประสิทธิภาพว่าข้อมูลพร้อมใช้งานในเครือข่ายโดยไม่จำเป็นต้องโฮสต์ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสร้างการขยายขนาดและรูปแบบอื่นๆ ของการขยายขนาดอย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้โหนดการดำเนินการมั่นใจได้ว่าข้อมูลธุรกรรมจะพร้อมใช้งานในระหว่างการชำระบัญชี นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการแบ่งส่วนและรูปแบบแนวนอนอื่นๆ (การอัปเดตที่วางแผนไว้ในอนาคตสำหรับเครือข่าย Ethereum) เนื่องจากโหนดจะต้องพิสูจน์ว่าข้อมูลธุรกรรม (หรือ blobs) ที่จัดเก็บไว้ในส่วนแบ่งเครือข่ายนั้นมีอยู่ในเครือข่ายจริงๆ

โซลูชัน DA หลายตัว (เช่น Celestia, EigenDA, Avail) ได้รับการพูดคุยและเปิดตัวเมื่อเร็วๆ นี้ โดยมีเป้าหมายในการจัดหาโครงสร้างพื้นฐานที่มีประสิทธิภาพสูงและปลอดภัยสำหรับแอปพลิเคชันในการเผยแพร่ DA

ข้อดีของโซลูชัน DA ภายนอกเมื่อเปรียบเทียบกับ L1 เช่น Ethereum คือ มอบผู้ให้บริการราคาถูกและประสิทธิภาพสูงสำหรับข้อมูลออนไลน์ โดยทั่วไปโซลูชัน DA จะประกอบด้วยเครือข่ายสาธารณะของตัวเองที่ออกแบบมาเพื่อให้สามารถจัดเก็บข้อมูลที่มีต้นทุนต่ำและไม่ได้รับอนุญาต แม้ว่าจะมีการปรับเปลี่ยนก็ตาม การโฮสต์ข้อมูลจากบล็อคเชนโดยกำเนิดยังคงไม่มีประสิทธิภาพมากนัก

ด้วยเหตุนี้ เราพบว่าการสำรวจโซลูชันที่เพิ่มประสิทธิภาพพื้นที่จัดเก็บข้อมูล เช่น Filecoin เป็นพื้นฐานสำหรับเลเยอร์ DA เป็นเรื่องง่ายมาก Filecoin ใช้บล็อกเชนเพื่อประสานงานธุรกรรมการจัดเก็บข้อมูลระหว่างผู้ใช้และผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูล แต่อนุญาตให้จัดเก็บข้อมูลนอกเครือข่ายได้

ในบทความนี้ เราจะตรวจสอบความเป็นไปได้ของโซลูชัน DA ที่สร้างขึ้นบนเครือข่ายการจัดเก็บข้อมูลแบบกระจายอำนาจ (DSN) เราพิจารณา Filecoin โดยเฉพาะเนื่องจากเป็น DSN ที่ได้รับการยอมรับมากที่สุด เราสรุปโอกาสที่โซลูชันดังกล่าวจะนำมาและความท้าทายที่จะต้องเอาชนะเพื่อสร้างมันขึ้นมา

เลเยอร์ DA มอบฟังก์ชันการทำงานต่อไปนี้ให้กับบริการที่ขึ้นอยู่กับเลเยอร์นั้น:

1. ความปลอดภัยของผู้ใช้ : ไม่มีโหนดใดสามารถแน่ใจได้ว่ามีข้อมูลที่ไม่พร้อมใช้งาน

2. ความปลอดภัยระดับโลก : ทุกโหนดยกเว้นบางโหนดเห็นด้วยกับความพร้อมใช้งาน/ไม่มีข้อมูล

3. ความสามารถในการดึงข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ

ทั้งหมดนี้จำเป็นต้องทำอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อขยายขนาด เลเยอร์ DA ให้ประสิทธิภาพที่สูงกว่าด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าจากสามจุดข้างต้น ตัวอย่างเช่น โหนดใดๆ สามารถขอสำเนาข้อมูลทั้งหมดเพื่อพิสูจน์การดูแลได้ แต่การดำเนินการนี้ไม่มีประสิทธิภาพ ด้วยการจัดเตรียมระบบที่มีสามประเด็นข้างต้น เราจะใช้เลเยอร์ DA ที่ให้การรักษาความปลอดภัยที่จำเป็นสำหรับการประสานงาน L2 กับ L1 และให้ขอบเขตล่างที่แข็งแกร่งขึ้นเมื่อมีเสียงข้างมากที่เป็นอันตราย

การโฮสต์ข้อมูล

ข้อมูลที่เผยแพร่ไปยังโซลูชัน DA มีอายุการใช้งานที่ถูกต้อง: นานพอที่จะแก้ไขข้อขัดแย้งหรือตรวจสอบความถูกต้องของการเปลี่ยนสถานะ ข้อมูลธุรกรรมจะต้องมีให้ใช้งานได้นานพอที่จะตรวจสอบการเปลี่ยนสถานะที่ถูกต้อง หรือเพื่อให้ผู้ตรวจสอบมีโอกาสเพียงพอที่จะสร้างหลักฐานการฉ้อโกง ในขณะที่เขียนบทความนี้ Ethereum calldata เป็นโซลูชันที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับโปรเจ็กต์ที่ต้องการความพร้อมใช้งานของข้อมูล (การโรลอัป)

การตรวจสอบข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ

Data Availability Sampling (DAS) เป็นแนวทางมาตรฐานในการแก้ปัญหา DA มีประโยชน์ด้านความปลอดภัยเพิ่มเติมในการเพิ่มความสามารถของนักแสดงเครือข่ายในการตรวจสอบข้อมูลสถานะจากเพื่อนของพวกเขา อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับโหนดในการสุ่มตัวอย่าง: คำขอ DAS จะต้องได้รับการตอบกลับเพื่อให้แน่ใจว่าธุรกรรมการขุดจะไม่ถูกปฏิเสธ แต่ไม่มีแรงจูงใจเชิงบวกหรือเชิงลบสำหรับโหนดในการขอตัวอย่าง จากมุมมองของโหนดตัวอย่างที่ร้องขอ ไม่มีการลงโทษเชิงลบสำหรับการไม่ดำเนินการ DAS ตัวอย่างเช่น Celestia นำเสนอการใช้งาน DAS ไคลเอ็นต์แบบเบารายแรกและรายเดียว โดยให้สมมติฐานด้านความปลอดภัยที่แข็งแกร่งแก่ผู้ใช้ และลดต้นทุนการตรวจสอบข้อมูล

การเข้าถึงที่มีประสิทธิภาพ

DA จำเป็นต้องให้การเข้าถึงข้อมูลที่มีประสิทธิภาพแก่โครงการที่ใช้งาน DA ที่ช้าอาจกลายเป็นปัญหาคอขวดสำหรับบริการที่ต้องพึ่งพา DA อย่างน้อยก็ไร้ประสิทธิภาพและที่เลวร้ายที่สุดทำให้เกิดข้อผิดพลาดของระบบ

เครือข่ายการจัดเก็บข้อมูลแบบกระจายอำนาจ

เครือข่ายการจัดเก็บข้อมูลแบบกระจายอำนาจ (DSN ตามที่อธิบายไว้ในเอกสารทางเทคนิคของ Filecoin) คือเครือข่ายผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่ไม่ได้รับอนุญาตซึ่งให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลแก่ผู้ใช้เครือข่าย อย่างไม่เป็นทางการ ช่วยให้ผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูลอิสระประสานธุรกรรมการจัดเก็บข้อมูลกับผู้ใช้ที่ต้องการบริการจัดเก็บข้อมูล และมอบพื้นที่จัดเก็บข้อมูลราคาประหยัดและยืดหยุ่นแก่ผู้ใช้ที่กำลังมองหาบริการจัดเก็บข้อมูลราคาถูก ซึ่งประสานงานผ่านบล็อกเชนที่บันทึก จัดเก็บธุรกรรม และสนับสนุนการดำเนินการตามสัญญาอัจฉริยะ

แบบแผน DSN คือชุดโปรโตคอลสามแบบ: ใส่ รับ และจัดการ ทูเพิลนี้มีคุณสมบัติ เช่น การรับประกันความทนทานต่อข้อผิดพลาด และสิ่งจูงใจในการเข้าร่วม

ใส่(ข้อมูล) → กุญแจ

ในการจัดเก็บข้อมูลภายใต้คีย์เฉพาะ ไคลเอนต์ดำเนินการ Put ซึ่งทำได้โดยการระบุระยะเวลาในการจัดเก็บข้อมูลบนเครือข่าย จำนวนสำเนาของข้อมูลที่จัดเก็บเพื่อสำรอง และราคาที่เจรจากับผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูล

รับ (คีย์) →ข้อมูล

ไคลเอนต์ดำเนินการ Get เพื่อดึงข้อมูลที่เก็บไว้ภายใต้คีย์

จัดการ

ผู้เข้าร่วมเครือข่ายเรียกใช้โปรโตคอลการจัดการเพื่อประสานการจัดเก็บข้อมูลและบริการที่นำเสนอโดยผู้ให้บริการ และเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาด สำหรับ Filecoin สิ่งนี้ได้รับการจัดการผ่านบล็อคเชน บล็อกเชนจะบันทึกธุรกรรมข้อมูลระหว่างผู้ใช้และผู้ให้บริการข้อมูล ตลอดจนหลักฐานการจัดเก็บข้อมูลที่ถูกต้อง เพื่อให้มั่นใจว่าธุรกรรมข้อมูลจะคงอยู่ พิสูจน์ว่าข้อมูลได้รับการจัดเก็บอย่างถูกต้องโดยการเผยแพร่ใบรับรองที่สร้างโดยผู้ให้บริการข้อมูลเพื่อตอบสนองต่อความท้าทายด้านเครือข่าย ข้อผิดพลาดในการจัดเก็บเกิดขึ้นเมื่อผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บไม่สามารถสร้างหลักฐานการจำลองแบบหรือการพิสูจน์พื้นที่-เวลาได้ทันเวลาตามที่กำหนดในข้อตกลงการจัดการ ซึ่งส่งผลให้ส่วนของผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บลดลง หากผู้ให้บริการหลายรายโฮสต์สำเนาของข้อมูลบนเครือข่าย ธุรกรรมสามารถรักษาตัวเองได้โดยการค้นหาผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลรายใหม่เพื่อทำธุรกรรมการจัดเก็บข้อมูลให้เสร็จสิ้น

โอกาสทาง DSN

สิ่งที่โครงการ DA ทำจนถึงตอนนี้คือการเปลี่ยน blockchain ให้เป็นแพลตฟอร์มการจัดเก็บข้อมูลร้อน เนื่องจาก DSN ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการจัดเก็บข้อมูล แทนที่จะเปลี่ยนบล็อคเชนให้เป็นแพลตฟอร์มการจัดเก็บข้อมูล เราสามารถเปลี่ยนแพลตฟอร์มการจัดเก็บข้อมูลให้เป็นแพลตฟอร์มที่ให้ความพร้อมใช้งานของข้อมูลได้ หลักประกันที่จัดทำโดยผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูลในรูปแบบของโทเค็น FIL ดั้งเดิมให้ความปลอดภัยทางเศรษฐกิจแบบเข้ารหัสเพื่อรับประกันการจัดเก็บข้อมูล สุดท้ายนี้ ความสามารถในการตั้งโปรแกรมของธุรกรรมการจัดเก็บข้อมูลสามารถให้ความยืดหยุ่นในเงื่อนไขความพร้อมใช้งานของข้อมูล

แรงจูงใจที่ทรงพลังที่สุดในการแปลงความสามารถ DSN ไปเป็นการแก้ปัญหา DA คือการลดต้นทุนการจัดเก็บข้อมูลภายใต้โซลูชัน DA ตามที่กล่าวไว้ด้านล่าง ค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บข้อมูลบน Filecoin นั้นถูกกว่าการจัดเก็บข้อมูลบน Ethereum มาก เมื่อพิจารณาถึงราคา Ethereum/USD ปัจจุบัน การเขียนข้อมูลการโทร 1 GB ไปยัง Ethereum จะมีราคาสูงกว่า 3 ล้านเหรียญสหรัฐ และจะถูกตัดทิ้งหลังจาก 21 วัน ค่าธรรมเนียม calldata นี้อาจคิดเป็นสัดส่วนมากกว่าครึ่งหนึ่งของต้นทุนธุรกรรมรวมตาม Ethereum อย่างไรก็ตาม พื้นที่เก็บข้อมูล 1 GB บน Filecoin มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า 0.0002 USD ต่อเดือน การรักษาความปลอดภัย DA ในราคานี้หรือราคาที่ใกล้เคียงกันจะช่วยลดต้นทุนการทำธุรกรรมสำหรับผู้ใช้ และช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความสามารถในการปรับขนาดของ Web3

ความมั่นคงทางเศรษฐกิจ

ใน Filecoin การจัดหาพื้นที่จัดเก็บข้อมูลต้องมีหลักประกัน หลักประกันจะถูกเฉือนเมื่อผู้ให้บริการไม่ปฏิบัติตามธุรกรรมหรือปฏิบัติตามการรับประกันเครือข่าย ผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่ไม่สามารถให้บริการได้อาจเสี่ยงต่อการสูญเสียหลักประกันและผลกำไรใดๆ ที่พวกเขาได้รับ

การปรับกลไกสิ่งจูงใจ

สิ่งจูงใจของโปรโตคอล Filecoin หลายประการสอดคล้องกับเป้าหมาย DA Filecoin มอบสิ่งจูงใจสำหรับพฤติกรรมที่เป็นอันตรายหรือขี้เกียจ: ในระหว่างที่มีความเห็นพ้องต้องกัน ผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลจะต้องจัดเตรียมหลักฐานการจัดเก็บข้อมูลในรูปแบบของหลักฐานการจำลองแบบและการพิสูจน์พื้นที่-เวลา เพื่อพิสูจน์การมีอยู่ของพื้นที่เก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องสันนิษฐานจากคนส่วนใหญ่โดยสุจริต หากผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลไม่สามารถให้หลักฐานได้ จะต้องลดส่วนทุนของตนลง จะถูกลบออกจากฉันทามติ และจะต้องรับโทษอื่นๆ โซลูชัน DA ในปัจจุบันขาดแรงจูงใจให้โหนดดำเนินการ DAS และสามารถพึ่งพาพฤติกรรมที่เห็นแก่ผู้อื่นชั่วคราวเพื่อพิสูจน์ DA เท่านั้น

ความสามารถในการตั้งโปรแกรม

ความสามารถในการปรับแต่งธุรกรรมข้อมูลยังทำให้ DSN เป็นแพลตฟอร์ม DA ที่น่าสนใจ ธุรกรรมข้อมูลอาจมีระยะเวลาที่แตกต่างกัน โดยอนุญาตให้ผู้ใช้ DA ที่ใช้ DSN ชำระค่าบริการเฉพาะ DA ที่พวกเขาต้องการเท่านั้น และยังสามารถปรับความทนทานต่อข้อผิดพลาดได้ด้วยการตั้งค่าจำนวนแบบจำลองที่จะจัดเก็บไว้ในเครือข่าย รองรับการปรับแต่งเพิ่มเติมผ่านสัญญาอัจฉริยะ (Actors) บน Filecoin ซึ่งดำเนินการบน FEVM นอกจากนี้ยังมีส่วนทำให้ระบบนิเวศที่กำลังเติบโตของ DApps ของ Filecoin ตั้งแต่โซลูชันการจัดเก็บข้อมูลที่เน้นการประมวลผลเป็นหลัก เช่น Bacalhau ไปจนถึง DeFi และโซลูชันการปักหลักสภาพคล่อง เช่น Glif การดึงข้อมูลให้การดึงหมุดที่จูงใจกับผู้ตัดสินที่ได้รับอนุญาตผ่าน Filecoin Actors ความสามารถในการตั้งโปรแกรมของ Filecoin สามารถใช้เพื่อปรับแต่งข้อกำหนด DA ที่จำเป็นสำหรับโซลูชันต่างๆ เพื่อให้แพลตฟอร์มที่ใช้ DA ไม่ต้องจ่ายเงินสำหรับ DA มากกว่าที่ต้องการ

ความท้าทายที่สถาปัตยกรรม DA ที่ใช้ DSN เผชิญ

ในระหว่างการสืบสวนของเรา เราค้นพบความท้าทายสำคัญที่ต้องเอาชนะก่อนที่จะสร้างบริการ DA บน DSN ตอนนี้เรากำลังพูดถึงความเป็นไปได้ในการดำเนินการ เราจะมุ่งเน้นไปที่ Filecoin

พิสูจน์ความล่าช้า

การพิสูจน์การเข้ารหัสเพื่อความสมบูรณ์ของธุรกรรมและข้อมูลการจัดเก็บข้อมูลบน Filecoin ต้องใช้เวลาในการพิสูจน์ เมื่อส่งข้อมูลไปยังเครือข่าย ข้อมูลจะถูกแบ่งออกเป็นเซกเตอร์ขนาด 32 GB และ "ห่อหุ้ม" การห่อหุ้มข้อมูลเป็นพื้นฐานของ Proof of Replication (PoRep) และ Proof of Space and Time (PoST) แบบแรกพิสูจน์ว่าผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูลจัดเก็บสำเนาข้อมูลที่ไม่ซ้ำกันตั้งแต่หนึ่งชุดขึ้นไป และแบบหลังพิสูจน์ว่าผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูลจะจัดเก็บข้อมูลที่ไม่ซ้ำกันอย่างต่อเนื่อง คัดลอกตลอดระยะเวลาธุรกรรมการจัดเก็บทั้งหมด ต้นทุนการคำนวณของการห่อหุ้มจะต้องสูงเพื่อให้แน่ใจว่าผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลไม่ได้ห่อหุ้มข้อมูลตามความต้องการ ซึ่งทำลาย PoReP ที่จำเป็น เมื่อโปรโตคอลร้องขอหลักฐานการจัดเก็บที่ไม่ซ้ำกันและต่อเนื่องเป็นระยะจากผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บ เวลาด้านความปลอดภัยที่จำเป็นสำหรับการห่อหุ้มจะต้องนานกว่าหน้าต่างตอบกลับ เพื่อให้ผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บไม่สามารถปลอมแปลงหลักฐานหรือสำเนาได้ชั่วคราว ดังนั้นผู้ให้บริการอาจใช้เวลาประมาณสามชั่วโมงในการสรุปเซกเตอร์ข้อมูล

เกณฑ์การจัดเก็บข้อมูล

เนื่องจากการดำเนินการบรรจุมีราคาแพงในการคำนวณ ขนาดเซกเตอร์ของข้อมูลที่บรรจุจึงต้องมีคุณค่าทางเศรษฐกิจ สำหรับผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูล ราคาของพื้นที่จัดเก็บข้อมูลจะต้องเหมาะสมกับต้นทุนของบรรจุภัณฑ์ และในทำนองเดียวกัน ต้นทุนการจัดเก็บข้อมูลที่ได้จะต้องต่ำเพียงพอ (ในกรณีนี้คือบล็อคข้อมูลประมาณ 32 GB) เพื่อให้ผู้ใช้สามารถเต็มใจที่จะจัดเก็บไว้ในข้อมูล Filecoin . แม้ว่าจะสามารถแพ็คเซกเตอร์ขนาดเล็กได้ แต่สิ่งนี้จะทำให้ราคาพื้นที่จัดเก็บข้อมูลสูงขึ้นเพื่อชดเชยผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูล เพื่อแก้ปัญหานี้ ผู้รวบรวมข้อมูลจึงรวบรวมข้อมูลจำนวนเล็กน้อยจากผู้ใช้และส่งไปที่ Filecoin เป็นชิ้นข้อมูลขนาดเกือบ 32 GB ผู้รวบรวมข้อมูลยอมรับข้อมูลผู้ใช้ผ่านการพิสูจน์การรวมส่วนข้อมูล (PoDSI) และ CID บล็อกย่อย (pCID) การพิสูจน์การรวมส่วนข้อมูล (PoDSI) รับประกันว่าข้อมูลผู้ใช้จะรวมอยู่ในเซกเตอร์ย่อย -block CID (pCID) คือการยืนยันของผู้ใช้จากเซกเตอร์

ข้อจำกัดที่เป็นเอกฉันท์

กลไกฉันทามติของ Filecoin ซึ่งก็คือ Expected Consensus มีเวลาบล็อก 30 วินาทีและเวลาสรุปหลายชั่วโมง ซึ่งอาจปรับปรุงได้ในอนาคตอันใกล้ (ดู FIP-0086 สำหรับการสรุปที่รวดเร็วของ Filecoin) โดยทั่วไปแล้วจะช้าเกินไปที่จะรองรับปริมาณงานธุรกรรมที่ต้องการโดยเลเยอร์ 2 ซึ่งต้องใช้ DA ในการประมวลผลข้อมูลธุรกรรม เวลาบล็อกของ Filecoin ถูกจำกัดโดยข้อจำกัดด้านฮาร์ดแวร์ของผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูล ยิ่งเวลาบล็อกสั้นลง ผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลจะสร้างและให้บริการหลักฐานการจัดเก็บข้อมูลได้ยากขึ้น และยิ่งมีบทลงโทษที่ผิดพลาดมากขึ้นที่ผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บก็เกิดขึ้นเนื่องจากขาดหน้าต่างการรับรองสำหรับการจัดเก็บข้อมูลอย่างถูกต้อง เพื่อแก้ไขปัญหานี้ คุณสามารถใช้ประโยชน์จากเครือข่ายย่อย Inter-Planetary Consensus (IPC) เพื่อลดระยะเวลาฉันทามติให้สั้นลง IPC ใช้ความเห็นพ้องต้องกันกับ Tendermint และ DRAND เพื่อให้เกิดการสุ่ม ในกรณีที่ DRAND กลายเป็นคอขวด เราจะสามารถใช้เครือข่ายย่อย IPC เพื่อให้ได้เวลาบล็อก 3 วินาที ในกรณีที่เกิดปัญหาคอขวดใน Tendermint, PoC เช่น Narwhal บรรลุเวลาบล็อกข้อมูลในหลายร้อยมิลลิวินาที

ความเร็วในการค้นหา

อุปสรรค์สุดท้ายคือการเอาคืน จากข้อจำกัดข้างต้น เราสามารถอนุมานได้ว่า Filecoin เหมาะสำหรับห้องเย็นหรือห้องอุ่น อย่างไรก็ตาม ข้อมูล DA นั้นยังร้อนแรงและจำเป็นต้องรองรับแอปพลิเคชันที่มีประสิทธิภาพสูง ใน Filecoin การดึงข้อมูลสิ่งจูงใจเป็นเรื่องยาก จะต้องยกเลิกการบล็อกก่อนที่จะส่งไปยังไคลเอนต์ ซึ่งจะเพิ่มเวลาแฝง ปัจจุบัน การดึงข้อมูลอย่างรวดเร็วสามารถทำได้ผ่าน SLA หรือโดยการจัดเก็บข้อมูลที่ไม่มีการห่อหุ้มควบคู่ไปกับเซกเตอร์ที่ห่อหุ้ม ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ไม่น่าเชื่อถือในสถาปัตยกรรมแอปพลิเคชันที่ปลอดภัยและไม่ได้รับอนุญาตบน Filecoin โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การดึงข้อมูลพิสูจน์ให้เห็นว่าสามารถรับประกันการดึงข้อมูลผ่าน FVM และการดึงตะขอจูงใจบน Filecoin อย่างรวดเร็วยังคงเป็นพื้นที่ที่ต้องสำรวจเพิ่มเติม

การวิเคราะห์ต้นทุน

ในส่วนนี้ เราจะพิจารณาต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับปัจจัยการออกแบบเหล่านี้ เราแสดงค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บ 32 GB เป็นเซกเตอร์บน Ethereum calldata, Celestia blobdata, EigenDA blobdata และ Filecoin (โดยใช้ราคาที่ใกล้เคียงกับราคาตลาดปัจจุบัน)

การวิเคราะห์เน้นราคาของ Calldata ของ Ethereum: ข้อมูลขนาด 32 GB มีราคา 100 ล้านดอลลาร์ ราคานี้แสดงให้เห็นถึงต้นทุนด้านความปลอดภัยที่อยู่เบื้องหลังฉันทามติของ Ethereum และได้รับผลกระทบจากความผันผวนของราคา Ethereum และก๊าซ การอัพเกรด Dencun แนะนำ Proto-Danksharding (EIP-4844) แนะนำธุรกรรม Blob โดยกำหนดเป้าหมาย 3 Blob ต่อบล็อก โดยแต่ละบล็อกมีขนาดประมาณ 125 KB และแนะนำการกำหนดราคา Gas Blob แบบแปรผัน เพื่อรักษาจำนวนบล็อกเป้าหมาย Blob ต่อบล็อก การอัปเกรดนี้จะลดต้นทุนของ Ethereum DA ลง 1/5 กล่าวคือ ข้อมูล Blob ขนาด 32 GB มีค่าใช้จ่าย 20 ล้านดอลลาร์

Celestia และ EigenDA มีการปรับปรุงที่สำคัญ: 8,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ และ 26,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ ตามลำดับสำหรับข้อมูลขนาด 32 GB ทั้งสองอย่างขึ้นอยู่กับความผันผวนของราคาในตลาด และสะท้อนถึงต้นทุนด้านความปลอดภัยของข้อมูลที่เป็นเอกฉันท์ในระดับหนึ่ง โดย Celestia ใช้โทเค็น TIA ดั้งเดิม ในขณะที่ EigenDA ใช้ Ether

ในกรณีข้างต้นทั้งหมด ข้อมูลที่จัดเก็บจะไม่ถาวร ข้อมูลการโทรของ Ethereum จะถูกเก็บไว้เป็นเวลา 3 สัปดาห์ blobs จะถูกเก็บไว้เป็นเวลา 18 วัน และ EigenDA จะจัดเก็บ blobs เป็นระยะเวลาเริ่มต้นที่ 14 วัน ในการปรับใช้ Celestia ในปัจจุบัน โหนดเก็บถาวรจะจัดเก็บข้อมูล Blob โดยไม่มีกำหนด แต่โหนดแบบเบาสามารถสุ่มตัวอย่างได้นานถึง 30 วันเท่านั้น

สองตารางสุดท้ายเป็นการเปรียบเทียบโดยตรงระหว่าง Filecoin และโซลูชัน DA ปัจจุบัน การเทียบเท่าต้นทุนจะแสดงต้นทุนของข้อมูลหนึ่งไบต์บนแพลตฟอร์มที่กำหนด จากนั้นจึงแสดงจำนวนไบต์ Filecoin ที่สามารถจัดเก็บในระยะเวลาเท่ากันโดยมีค่าใช้จ่ายเท่าเดิม

นี่แสดงให้เห็นว่า Filecoin มีราคาถูกกว่าโซลูชัน DA ในปัจจุบันมาก โดยมีต้นทุนเพียงเศษสตางค์ในการจัดเก็บข้อมูลจำนวนเท่ากันในระยะเวลาเท่ากัน ซึ่งแตกต่างจากโหนด Ethereum และโหนดของโซลูชัน DA อื่น ๆ โหนด Filecoin ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลด้วยระบบพิสูจน์ที่ช่วยให้โหนดสามารถพิสูจน์พื้นที่เก็บข้อมูลแทนที่จะคัดลอกพื้นที่เก็บข้อมูลระหว่างทุกโหนดในเครือข่าย โดยไม่คำนึงถึงความประหยัดของผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูล (เช่น ต้นทุนด้านพลังงานในการห่อหุ้มข้อมูล) ค่าใช้จ่ายพื้นฐานของขั้นตอนการจัดเก็บ Filecoin นั้นไม่สำคัญเลย เมื่อเปรียบเทียบกับ Ethereum สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าระบบที่สามารถให้บริการ DA ที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพสูงบน Filecoin มีโอกาสทางการตลาดสูงถึงหลายล้านดอลลาร์ต่อกิกะไบต์

ปริมาณงาน

ด้านล่างนี้ เราจะพิจารณาความจุของโซลูชัน DA และความต้องการที่สร้างขึ้นโดยการยกเลิกเลเยอร์ 2 หลัก

เนื่องจากบล็อกเชน Filecoin ถูกจัดระเบียบเป็น tipsets โดยมีหลายบล็อกต่อความสูงของบล็อก จำนวนธุรกรรมที่อาจเกิดขึ้นไม่ได้ถูกจำกัดโดยความเห็นพ้องต้องกันหรือขนาดบล็อก ข้อจำกัดด้านข้อมูลที่เข้มงวดของ Filecoin คือความจุในการจัดเก็บข้อมูลทั่วทั้งเครือข่าย ไม่ใช่ความจุที่อนุญาตโดยฉันทามติ

สำหรับความต้องการ DA รายวัน เราได้รับข้อมูลจาก Rollups DA และการดำเนินการที่จัดทำโดย Terry Chung และ Wei Dai ซึ่งรวมถึงค่าเฉลี่ยรายวันในช่วง 30 วันและข้อมูลสำหรับวันสุ่มตัวอย่างเดียว ด้วยวิธีนี้ เราจะพิจารณาความต้องการโดยเฉลี่ยและไม่เพิกเฉยต่อความเบี่ยงเบนไปจากค่าเฉลี่ย (เช่น ความต้องการของ Optimism เมื่อวันที่ 15 สิงหาคม 2023 อยู่ที่ประมาณ 261,000,000 ไบต์ ซึ่งก็คือค่าเฉลี่ย 30 วันซึ่งอยู่ที่ 64,000 มากกว่าสี่คูณ 000 ไบต์)

สิ่งที่เห็นได้จากตัวเลือกนี้คือ แม้ว่าจะมีโอกาสที่ต้นทุน DA ลดลง แต่ข้อกำหนดของ DA จะต้องเพิ่มขึ้นอย่างมากเพื่อใช้ขนาดเซกเตอร์ 32 GB ของ Filecoin อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ว่าการบรรจุเซ็กเตอร์ขนาด 32 GB ด้วยข้อมูลน้อยกว่า 32 GB จะทำให้สิ้นเปลืองทรัพยากร แต่เราสามารถทำได้โดยยังคงได้เปรียบด้านต้นทุน

สถาปัตยกรรม

ในส่วนนี้ เราจะพิจารณาสถาปัตยกรรมทางเทคนิคที่จะทำให้เป็นไปได้หากเราสร้างมันขึ้นมาในวันนี้ เราจะพิจารณาสถาปัตยกรรมนี้ในบริบทของแอปพลิเคชัน L2 และห่วงโซ่ L1 ที่ให้บริการโดย L2 เนื่องจากโซลูชันนี้เป็นโซลูชัน DA ภายนอก เช่น Celestia และ EigenDA เราจึงไม่ถือว่า Filecoin เป็นตัวอย่าง L1

ส่วนประกอบ

แม้จะอยู่ในระดับสูง DA บน Filecoin ก็ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติต่างๆ มากมายของระบบนิเวศ Filecoin

ธุรกรรม : ผู้ใช้ขั้นปลายทำธุรกรรมบนแพลตฟอร์มที่ต้องใช้ DA ซึ่งอาจเป็น L2

แพลตฟอร์มที่ใช้ DA : แพลตฟอร์มเหล่านี้ใช้ DA เป็นบริการ ซึ่งอาจเป็นการเผยแพร่ข้อมูลธุรกรรมของ L2 ไปยัง Filecoin DA หรือข้อผูกพันต่อ L1 (เช่น Ethereum)

เลเยอร์ 1 : นี่คือ L1 ใดๆ ที่มีข้อผูกมัดด้านข้อมูลที่ชี้ไปยังโซลูชัน DA นี่อาจเป็น Ethereum ที่รองรับ L2 โดยใช้โซลูชัน Filecoin DA

ผู้รวบรวม : ฟรอนต์เอนด์ของโซลูชัน DA ที่ใช้ Filecoin เป็นตัวรวบรวม ซึ่งเป็นองค์ประกอบแบบรวมศูนย์ที่รับข้อมูลธุรกรรมจาก L2 และไคลเอนต์ DA อื่นๆ และรวมข้อมูลเหล่านั้นลงในเซกเตอร์ขนาด 32 GB ที่เหมาะสมสำหรับการห่อหุ้ม แม้ว่าการพิสูจน์แนวคิดที่เรียบง่ายจะรวมเอาตัวรวบรวมแบบรวมศูนย์ไว้ด้วย แต่แพลตฟอร์มที่ใช้โซลูชัน DA ก็สามารถเรียกใช้ตัวรวบรวมของตนเองได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ในฐานะอุปกรณ์เสริมของเครื่องคัดแยก L2 ศูนย์กลางของผู้รวบรวมจะคล้ายกับเครื่องคัดแยก L2 หรือเครื่องกระจายอำนาจของ EigenDA เมื่อผู้รวบรวมรวบรวมเพย์โหลดใกล้ถึง 32 GB แล้ว ผู้รวบรวมจะเข้าสู่ข้อตกลงการจัดเก็บข้อมูลกับผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลเพื่อจัดเก็บข้อมูล ผู้ใช้มั่นใจได้ว่าข้อมูลของพวกเขาจะถูกเก็บไว้ในเซกเตอร์นั้นในรูปแบบของ PoDSI (Proof of Data Segment Inclusion) และ pCID จะใช้ในการระบุข้อมูลของพวกเขาเมื่อเข้าสู่เครือข่าย pCID นี้จะรวมอยู่ในข้อผูกพันของรัฐใน L1 และใช้เพื่ออ้างอิงข้อมูลที่สนับสนุนธุรกรรม

ผู้ตรวจสอบ : ผู้ตรวจสอบจะร้องขอข้อมูลจากผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูลเพื่อให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของข้อผูกพันของรัฐ และสร้างหลักฐานการฉ้อโกง ซึ่งจะส่งไปยัง L1 ในกรณีที่มีการฉ้อโกงที่พิสูจน์ได้

ข้อตกลงด้านพื้นที่เก็บข้อมูล : เมื่อผู้รวบรวมรวบรวมเพย์โหลดใกล้ถึง 32 GB ผู้รวบรวมจะเข้าสู่ข้อตกลงด้านพื้นที่เก็บข้อมูลกับผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลเพื่อจัดเก็บข้อมูล

เผยแพร่ blob (Put) : ในการเริ่มต้น Put ไคลเอ็นต์ DA จะส่ง Blob ที่มีข้อมูลธุรกรรมไปยังผู้รวบรวม ซึ่งสามารถทำได้แบบออฟไลน์หรือออนไลน์ผ่านทาง oracles การรวมแบบออนไลน์ เพื่อรับทราบการรับ Blob ผู้รวบรวมจะส่งคืน PoDSI ไปยังไคลเอนต์ เพื่อพิสูจน์ว่า Blob นั้นมีอยู่ในเซกเตอร์รวมที่จะถูกส่งไปยังซับเน็ต พร้อมด้วย pCID (ตัวระบุเนื้อหาย่อย) เมื่อ Blob พร้อมใช้งานบน Filecoin แล้ว ลูกค้าและผู้มีส่วนได้เสียอื่น ๆ จะนำไปใช้เพื่ออ้างอิง Blob

ธุรกรรมข้อมูลจะปรากฏบนลูกโซ่ภายในไม่กี่นาทีหลังจากธุรกรรมเสร็จสมบูรณ์ อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดที่ทำให้เกิดความล่าช้าคือเวลาห่อหุ้มซึ่งอาจใช้เวลาถึงสามชั่วโมง ซึ่งหมายความว่าแม้ว่าธุรกรรมจะเสร็จสิ้นแล้วและผู้ใช้สามารถมั่นใจได้ว่าข้อมูลจะปรากฏบนเครือข่าย แต่ก็ไม่มีการรับประกันว่าข้อมูลจะสามารถสืบค้นได้จนกว่ากระบวนการห่อหุ้มจะเสร็จสมบูรณ์ ไคลเอนต์ Lotus มีคุณลักษณะการดึงข้อมูลที่รวดเร็ว โดยที่สำเนาของข้อมูลที่ไม่ได้ห่อหุ้มจะถูกจัดเก็บไว้ข้างๆ สำเนาที่ห่อหุ้ม และสามารถจัดเตรียมได้ทันทีที่ข้อมูลที่ไม่ได้ห่อหุ้มถูกถ่ายโอนไปยังผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูล ตราบใดที่ธุรกรรมการดึงข้อมูลไม่ขึ้นอยู่กับ เพื่อพิสูจน์ว่ามีข้อมูลที่ห่อหุ้มอยู่บนเครือข่าย อย่างไรก็ตาม คุณลักษณะนี้ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของผู้ให้บริการข้อมูล และไม่รับประกันการเข้ารหัสโดยเป็นส่วนหนึ่งของข้อตกลง เพื่อให้การรับประกันการเรียกคืนอย่างรวดเร็ว จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงฉันทามติและกลไกการลงโทษ/สิ่งจูงใจเพื่อบังคับใช้การบังคับใช้

ดึง blob (รับ) : การดึงข้อมูลจะคล้ายกับการดำเนินการ จำเป็นต้องมีธุรกรรมการดึงข้อมูลและจะปรากฏบนเครือข่ายภายในไม่กี่นาที ความล่าช้าในการเรียกข้อมูลจะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของข้อตกลงและว่าสำเนาของข้อมูลที่ไม่ได้ห่อหุ้มจะถูกเก็บไว้เพื่อการเรียกค้นที่รวดเร็วหรือไม่ ในกรณีของการดึงข้อมูลอย่างรวดเร็ว เวลาแฝงจะขึ้นอยู่กับสภาพของเครือข่าย หากไม่มีการดึงข้อมูลอย่างรวดเร็ว ข้อมูลจะต้องถูกคลายแพ็กก่อนที่จะส่งไปยังไคลเอนต์ ซึ่งใช้เวลาประมาณสามชั่วโมงเท่ากับการห่อหุ้ม ดังนั้น หากไม่มีการเพิ่มประสิทธิภาพ เวลาไปกลับสูงสุดของเราคือหกชั่วโมง และจำเป็นต้องมีการปรับปรุงบริการข้อมูลที่สำคัญก่อนที่จะกลายเป็น DA ที่ทำงานได้หรือระบบป้องกันการฉ้อโกง

DA Proof : DA Proof สามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: ผ่าน PoDSI ที่มอบให้เมื่อมีการส่งข้อมูลไปยังผู้รวบรวมในระหว่างการทำธุรกรรม และจากนั้นผ่านความมุ่งมั่นอย่างต่อเนื่องของ PoRep และ PoST ที่ได้รับจากกลไกฉันทามติ Filecoin ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น PoRep และ PoST ให้การรับประกันตามแผนและพิสูจน์ได้สำหรับการดูแลข้อมูลและความคงทน

โซลูชันนี้จะใช้งานบริดจ์อย่างหนัก เนื่องจากไคลเอ็นต์ใดๆ ที่ใช้ DA (ไม่ว่าจะเป็นการพิสูจน์การสร้างหรือไม่ก็ตาม) จะต้องสามารถโต้ตอบกับ Filecoin ได้ สำหรับ pCID ที่รวมอยู่ในการเปลี่ยนสถานะที่เผยแพร่เป็น L1 ผู้ตรวจสอบสามารถทำการตรวจสอบเบื้องต้นเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการส่ง pCID ที่เป็นเท็จ มีหลายวิธีในการทำเช่นนี้ เช่น ผ่าน oracle ที่เผยแพร่ข้อมูล Filecoin บน L1 หรือผ่านเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องเพื่อตรวจสอบว่ามีธุรกรรมข้อมูลหรือเซกเตอร์ที่สอดคล้องกับ pCID ในทำนองเดียวกัน การตรวจสอบความถูกต้องหรือการพิสูจน์การฉ้อโกงที่ออกให้กับ L1 อาจจำเป็นต้องใช้สะพานเพื่อให้มั่นใจว่าการพิสูจน์นั้นถูกต้องหรือเป็นการฉ้อโกง สะพานที่มีอยู่ในปัจจุบันคือ Axelar และ Celer

การวิเคราะห์ความปลอดภัย

ความสมบูรณ์ของ Filecoin เกิดขึ้นได้จากการลดหลักประกันลง หลักประกันสามารถถูกเฉือนได้ในสองสถานการณ์: ข้อผิดพลาดในการจัดเก็บหรือข้อผิดพลาดที่เป็นเอกฉันท์ ข้อผิดพลาดในการจัดเก็บข้อมูลเกิดขึ้นเมื่อผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลไม่สามารถแสดงหลักฐานข้อมูลที่จัดเก็บ (PoRep หรือ PoST) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการไม่มีข้อมูลในแบบจำลองของเรา ข้อผิดพลาดฉันทามติหมายถึงพฤติกรรมที่เป็นอันตรายในฉันทามติ โปรโตคอลที่จัดการบัญชีแยกประเภทธุรกรรม และบทคัดย่อ FEVM จากบัญชีแยกประเภทธุรกรรม

• ข้อผิดพลาดของเซกเตอร์เป็นบทลงโทษอันเป็นผลมาจากความล้มเหลวในการออกหลักฐานการจัดเก็บข้อมูลที่ต่อเนื่องกัน ผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลมีระยะเวลาผ่อนผันหนึ่งวัน ในระหว่างนี้พวกเขาจะไม่ถูกลงโทษสำหรับข้อผิดพลาดในการจัดเก็บ หลังจาก 42 วันของข้อผิดพลาดของเซกเตอร์ เซกเตอร์จะถูกยกเลิก ค่าธรรมเนียมที่เกิดขึ้นจะถูกทำลาย

  BR(t) = ProjectedRewardFraction(t) * SectorQualityAdjustedPower

• การยกเลิกเซกเตอร์จะเกิดขึ้นหากเซกเตอร์มีข้อผิดพลาดเป็นเวลา 42 วัน หรือหากผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บจงใจยุติธุรกรรม ค่าธรรมเนียมการยกเลิกจะเท่ากับจำนวนเงินสูงสุดที่ภาคส่วนได้รับก่อนการยกเลิก โดยต่อยอดอยู่ที่ 90 วันของรายได้ ค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมที่ค้างชำระจะถูกคืนให้กับผู้ใช้ ค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นจะถูกทำลาย

  สูงสุด(SP(t), BR(StartEpoch, 20 วัน) + BR(StartEpoch, 1 วัน) * terminationRewardFactor * นาที(SectorAgeInDays, 140))

• ในการยกเลิกธุรกรรม จะมีการตัดทอนผู้มีบทบาทในตลาดการจัดเก็บข้อมูล ซึ่งเป็นการลดหลักประกันที่โพสต์โดยผู้ให้บริการการจัดเก็บข้อมูลหลังการทำธุรกรรม

การรักษาความปลอดภัยที่ Filecoin มอบให้นั้นแตกต่างจากบล็อกเชนอื่นๆ มาก โดยทั่วไปข้อมูลบล็อคเชนจะได้รับการรักษาความปลอดภัยผ่านฉันทามติ และฉันทามติของ Filecoin จะรักษาความปลอดภัยเฉพาะบัญชีแยกประเภทธุรกรรม ไม่ใช่ข้อมูลอ้างอิงธุรกรรม ข้อมูลที่จัดเก็บบน Filecoin จะต้องมีความปลอดภัยเพียงพอที่จะจูงใจให้ผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูลจัดเตรียมพื้นที่จัดเก็บข้อมูล ซึ่งหมายความว่าข้อมูลที่จัดเก็บไว้ใน Filecoin ได้รับการรักษาความปลอดภัยด้วยการลงโทษข้อผิดพลาดและสิ่งจูงใจทางการค้า เช่น ชื่อเสียงของผู้ใช้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ข้อผิดพลาดของข้อมูลในบล็อคเชนถือเป็นการละเมิดฉันทามติที่บ่อนทำลายความปลอดภัยของบล็อคเชนหรือแนวคิดเกี่ยวกับความถูกต้องของธุรกรรม Filecoin ทนทานต่อข้อผิดพลาดเมื่อพูดถึงการจัดเก็บข้อมูล ดังนั้นจึงใช้เพียงฉันทามติเท่านั้นเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของบัญชีแยกประเภทธุรกรรมและกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับธุรกรรม ค่าใช้จ่ายของผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่ล้มเหลวในการปฏิบัติตามข้อตกลงด้านข้อมูลคือค่าปรับรางวัลพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่มีมูลค่าสูงสุด 90 วัน เช่นเดียวกับการสูญเสียหลักประกันที่โพสต์เพื่อรักษาข้อตกลง

ดังนั้น ต้นทุนของการระงับการโจมตีข้อมูลจากผู้ให้บริการ Filecoin จึงเป็นเพียงต้นทุนเสียโอกาสในการดึงข้อมูลธุรกรรมกลับมา การดึงข้อมูลบน Filecoin ขึ้นอยู่กับค่าธรรมเนียมที่ผู้ใช้จ่ายเพื่อจูงใจผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูล อย่างไรก็ตาม การไม่ตอบสนองต่อคำขอดึงข้อมูลจะไม่ส่งผลเสียต่อผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูล เพื่อลดความเสี่ยงที่ผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูลรายเดียวจะเพิกเฉยหรือปฏิเสธธุรกรรมการดึงข้อมูล ข้อมูลบน Filecoin สามารถจัดเก็บโดยผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูลหลายราย

เนื่องจากความปลอดภัยทางเศรษฐกิจที่อยู่เบื้องหลังข้อมูล Filecoin นั้นต่ำกว่าโซลูชันที่ใช้บล็อกเชนมาก จึงจำเป็นต้องพิจารณาการป้องกันการจัดการข้อมูลด้วย การจัดการข้อมูลได้รับการปกป้องผ่านระบบป้องกัน Filecoin ข้อมูลถูกอ้างอิงผ่าน CID ซึ่งสามารถตรวจพบความเสียหายของข้อมูลได้ทันที ดังนั้นผู้ให้บริการข้อมูลจึงไม่สามารถให้บริการข้อมูลที่เสียหายได้เนื่องจากง่ายต่อการตรวจสอบว่าข้อมูลที่ได้รับตรงกับ CID ที่ร้องขอ ผู้ให้บริการข้อมูลไม่สามารถจัดเก็บข้อมูลที่เสียหายในตำแหน่งเดียวกับข้อมูลที่ไม่เสียหายได้ หลังจากได้รับข้อมูลผู้ใช้แล้ว ผู้ให้บริการจะต้องแสดงหลักฐานว่าภาคข้อมูลที่ห่อหุ้มอย่างถูกต้องเพื่อเริ่มการทำธุรกรรมข้อมูล (ทำเครื่องหมายที่ช่องนี้) ดังนั้นธุรกรรมการจัดเก็บข้อมูลจึงไม่สามารถเริ่มต้นได้ด้วยข้อมูลที่เสียหาย ในช่วงอายุของธุรกรรมการจัดเก็บข้อมูล จะมีการจัดหา PoST เพื่อพิสูจน์การหักล้างเอสโครว์ (โปรดทราบว่าสิ่งนี้พิสูจน์ทั้งเอสโครว์สำหรับเซกเตอร์ข้อมูลที่ห่อหุ้มและเอสโครว์นับตั้งแต่ PoST ครั้งล่าสุด) เนื่องจาก PoST อาศัยการห่อหุ้มเซกเตอร์เมื่อสร้างการพิสูจน์ เซกเตอร์ที่เสียหายอาจนำไปสู่ PoST ปลอม ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดของเซกเตอร์ เป็นผลให้ผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลไม่สามารถจัดเก็บหรือให้บริการข้อมูลที่เสียหาย รับรางวัลสำหรับการให้บริการข้อมูลที่ไม่เสียหาย หรือหลีกเลี่ยงบทลงโทษสำหรับการดัดแปลงข้อมูลผู้ใช้

การรักษาความปลอดภัยสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่มหลักประกันที่ผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลให้ไว้กับผู้มีบทบาทในตลาดพื้นที่จัดเก็บข้อมูล ซึ่งปัจจุบันถูกกำหนดโดยผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลและผู้ใช้ หากเราถือว่าจำนวนหลักประกันนี้สูงเพียงพอ (เช่น เช่นเดียวกับหลักประกันของผู้ตรวจสอบ Ethereum) ที่จะจูงใจผู้ให้บริการไม่ให้ผิดนัดชำระหนี้ เราก็สามารถคิดถึงสิ่งอื่นที่จำเป็นต้องได้รับการรักษาความปลอดภัย (แม้ว่าการทำเช่นนั้นจะไม่มีประสิทธิภาพด้านเงินทุนอย่างยิ่ง เนื่องจากสิ่งนี้ จำเป็นต้องมีหลักประกันเพื่อรักษาความปลอดภัยธุรกรรม Blob แต่ละรายการหรือเซกเตอร์ Blob รวม) ขณะนี้ผู้ให้บริการข้อมูลสามารถเลือกที่จะทำให้ข้อมูลไม่พร้อมใช้งานได้นานถึง 41 วันก่อนที่ผู้มีบทบาทในตลาดการจัดเก็บข้อมูลจะยุติธุรกรรมการจัดเก็บข้อมูล สมมติว่าระยะเวลาการซื้อขายข้อมูลสั้นลง เราสามารถสรุปได้ว่าข้อมูลจะไม่สามารถใช้ได้จนกว่าจะถึงวันสุดท้ายของการซื้อขาย ในกรณีที่ไม่มีการประสานงานจากผู้ไม่หวังดี สถานการณ์นี้สามารถบรรเทาลงได้ด้วยการจำลองผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลหลายรายเพื่อให้สามารถให้บริการข้อมูลต่อไปได้

เราสามารถพิจารณาต้นทุนของผู้โจมตีที่ล้มล้างความเห็นพ้องต้องกัน ไม่ว่าจะโดยการยอมรับการพิสูจน์ที่เป็นเท็จ หรือโดยการเขียนประวัติบัญชีแยกประเภทใหม่และลบธุรกรรมออกจากสมุดคำสั่งซื้อโดยไม่ลงโทษผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูลที่รับผิดชอบ อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่าในกรณีของการละเมิดความปลอดภัยนี้ ผู้โจมตีสามารถจัดการบัญชีแยกประเภทของ Filecoin ได้ตามต้องการ เพื่อดำเนินการโจมตี ผู้โจมตีจะต้องถือหุ้นใหญ่ในห่วงโซ่ Filecoin เป็นอย่างน้อย เงินเดิมพันเกี่ยวข้องกับพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่มอบให้กับเครือข่าย ปัจจุบัน Filecoin chain มีปริมาณข้อมูล 25 EiB (10¹⁶ ไบต์) และผู้กระทำความผิดจะต้องมีอย่างน้อย 12.5 EiB เพื่อจัดเตรียม chain ของตัวเองจึงจะชนะกฎการเลือก fork สิ่งนี้ได้รับการบรรเทาเพิ่มเติมโดยการตัดเฉือนที่เกี่ยวข้องกับข้อผิดพลาดที่เป็นเอกฉันท์ บทลงโทษคือการสูญเสียหลักประกันที่เดิมพันไว้ทั้งหมดและรางวัลบล็อก และการระงับการเข้าร่วมในฉันทามติ

นอกหัวข้อ: การบล็อกการโจมตีบนโซลูชัน DA อื่นๆ

แม้ว่าสถานการณ์ข้างต้นจะแสดงให้เห็นถึงข้อบกพร่องของ Filecoin ในการปกป้องข้อมูลจากการโจมตีที่ถูกระงับ แต่ก็ไม่ได้เป็นเพียงตัวอย่างเดียวเท่านั้น

• Ethereum : โดยทั่วไปแล้ว วิธีเดียวที่จะรับประกันว่าคำขอไปยังเครือข่าย Ethereum จะได้รับคำตอบคือการรันโหนดเต็มรูปแบบ ดังนั้นโหนดแบบเต็มจึงไม่จำเป็นต้องตอบสนองคำขอดึงข้อมูลนอกความเห็นพ้องต้องกัน โครงสร้างต่างๆ เช่น PeerDAS แนะนำระบบการให้คะแนนแบบเพียร์สำหรับการตอบสนองของโหนดต่อการดึงข้อมูล โดยที่โหนดที่มีคะแนนต่ำเพียงพอ (โดยพื้นฐานแล้วคือชื่อเสียงของ DA) อาจถูกแยกออกจากเครือข่าย

• Celestia : Celestia มีการรักษาความปลอดภัยต่อไบต์ที่แข็งแกร่งกว่าโครงสร้าง Filecoin และทนต่อการโจมตีแบบหัก ณ ที่จ่าย แต่วิธีเดียวที่จะใช้ประโยชน์จากการรักษาความปลอดภัยนี้คือการโฮสต์โหนดแบบเต็ม คำขอไปยังโครงสร้างพื้นฐาน Celestia ที่ไม่ได้เป็นเจ้าของและดำเนินการภายในจะได้รับการตรวจสอบโดยไม่มีการลงโทษ

• EigenDA : เช่นเดียวกับ Celestia บริการใดๆ ก็ตามสามารถเรียกใช้โหนด EigenDA Operator เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถดึงข้อมูลของตนเองได้ ดังนั้นคำขอดึงข้อมูลนอกโปรโตคอลจะต้องได้รับการตรวจสอบ โปรดทราบว่า EigenDA มีผู้จัดจำหน่ายแบบรวมศูนย์และน่าเชื่อถือ ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการเข้ารหัสข้อมูล ความมุ่งมั่นของ KZG และการกระจายข้อมูล คล้ายกับผู้รวบรวมของเรา

การรักษาความปลอดภัยในการเรียกคืน

ความสามารถในการค้นหาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ DA ตามหลักการแล้ว กลไกตลาดจะจูงใจผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่มีเหตุผลทางเศรษฐกิจให้ยอมรับธุรกรรมการเรียกคืนและแข่งขันกับผู้ให้บริการรายอื่นเพื่อลดราคาสำหรับผู้ใช้ สันนิษฐานว่านี่เพียงพอสำหรับผู้ให้บริการข้อมูลที่จะเสนอบริการเรียกค้น แต่เมื่อพิจารณาถึงความสำคัญของ DA ก็สมเหตุสมผลที่จะต้องมีความปลอดภัยที่สูงขึ้น

ปัจจุบันไม่สามารถรับประกันการเรียกคืนได้ด้วยความมั่นคงทางเศรษฐกิจข้างต้น เนื่องจากเป็นการยากที่จะพิสูจน์ด้วยวิธีการเข้ารหัสลับในลักษณะลดความน่าเชื่อถือว่าลูกค้าไม่ได้รับข้อมูล (ในกรณีที่ลูกค้าจำเป็นต้องหักล้างข้อเรียกร้องของผู้ให้บริการจัดเก็บข้อมูลในการส่งข้อมูล) เพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยในการเรียกค้นผ่านความปลอดภัยทางเศรษฐกิจของ Filecoin จำเป็นต้องมีการรับประกันการเรียกค้นตามโปรโตคอล ด้วยการเปลี่ยนแปลงโปรโตคอลเพียงเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าการดึงข้อมูลจำเป็นต้องเชื่อมโยงกับข้อผิดพลาดของเซกเตอร์หรือการยกเลิกธุรกรรม การเรียกค้นเป็นการพิสูจน์แนวคิดที่ให้การรับประกันการเรียกข้อมูลโดยใช้ "ผู้ตัดสิน" ที่เชื่อถือได้เพื่อไกล่เกลี่ยข้อพิพาทในการเรียกข้อมูล

ภาคผนวก: การดึงข้อมูลโซลูชัน DA อื่น ๆ

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น Filecoin ขาดการรับประกันการเรียกค้นโปรโตคอลดั้งเดิมที่จำเป็นเพื่อป้องกันพฤติกรรมเห็นแก่ตัวโดยการจัดเก็บ (หรือผู้ให้บริการดึงข้อมูล) ในกรณีของ Ethereum และ Celestia วิธีเดียวที่จะรับประกันว่าข้อมูลโปรโตคอลสามารถอ่านได้คือการโฮสต์โหนดแบบเต็มด้วยตนเอง หรือเชื่อถือ SLA ของผู้ให้บริการโครงสร้างพื้นฐาน ในฐานะผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูล Filecoin รับประกันการเรียกคืนไม่ใช่เรื่องง่าย การตั้งค่าที่คล้ายกันใน Filecoin คือการเป็นผู้ให้บริการพื้นที่เก็บข้อมูล (ต้องใช้ต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ) และยอมรับธุรกรรมการจัดเก็บข้อมูลเดียวกันกับผู้ให้บริการพื้นที่เก็บข้อมูลที่เผยแพร่โดยผู้ใช้ได้สำเร็จ ซึ่ง ณ จุดนี้ผู้คนจะจ่ายเงินเพื่อจัดหาพื้นที่เก็บข้อมูลด้วยตนเอง

การวิเคราะห์เวลาแฝง

เวลาแฝงของ Filecoin ถูกกำหนดโดยปัจจัยหลายประการ เช่น เครือข่าย การรวมโทโพโลยี พื้นที่เก็บข้อมูล การกำหนดค่าไคลเอนต์ และความสามารถของฮาร์ดแวร์ เรามีการวิเคราะห์ทางทฤษฎีที่กล่าวถึงปัจจัยเหล่านี้และประสิทธิภาพที่สามารถคาดหวังได้จากการสร้าง

เนื่องจากการออกแบบระบบป้องกัน Filecoin และการขาดแรงจูงใจในการดึงข้อมูล Filecoin จึงไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้เวลาแฝงไปกลับที่มีประสิทธิภาพสูงตั้งแต่การเปิดตัวข้อมูลครั้งแรกไปจนถึงการดึงข้อมูลครั้งแรก การดึงข้อมูล Filecoin ที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นพื้นที่วิจัยที่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาเนื่องจากผู้ให้บริการพื้นที่เก็บข้อมูลปรับปรุงความสามารถของตนและ Filecoin แนะนำคุณสมบัติใหม่ เรากำหนด “ไปกลับ” คือเวลาตั้งแต่การส่งข้อมูลจนถึงเร็วที่สุดที่สามารถดาวน์โหลดข้อมูลที่ส่งไปยัง Filecoin ได้

เวลาบล็อก

ตามฉันทามติที่ตั้งใจไว้ของ Filecoin การทำธุรกรรมข้อมูลสามารถเสร็จสิ้นได้ภายในเวลาบล็อค 30 วินาที 1 ชั่วโมงคือเวลายืนยันโดยทั่วไปสำหรับข้อมูลที่ละเอียดอ่อนบนเชน เช่น การโอนเหรียญ

การประมวลผลข้อมูล

เวลาในการประมวลผลข้อมูลจะแตกต่างกันไปตามผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลและการกำหนดค่า การใช้ฮาร์ดแวร์ที่จัดเตรียมพื้นที่จัดเก็บข้อมูลมาตรฐาน กระบวนการบรรจุจะใช้เวลา 3 ชั่วโมง โดยทั่วไปผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลจะประหยัดเวลาได้ 3 ชั่วโมงผ่านการกำหนดค่าไคลเอนต์พิเศษ การทำงานแบบขนาน และการลงทุนในฮาร์ดแวร์ที่ทรงพลังยิ่งขึ้น การเปลี่ยนแปลงนี้ยังส่งผลต่อระยะเวลาของการปลดบล็อกเซกเตอร์ด้วย ซึ่งได้รับการหลีกเลี่ยงโดยตัวเลือกการดึงข้อมูลอย่างรวดเร็วในไคลเอนต์ Filecoin เช่น Lotus การตั้งค่าการดึงข้อมูลอย่างรวดเร็วจะจัดเก็บสำเนาของข้อมูลที่ไม่ได้ห่อหุ้มไว้พร้อมกับข้อมูลที่ห่อหุ้ม ซึ่งจะช่วยเร่งเวลาการเรียกค้นได้อย่างมาก จากข้อมูลนี้ เราสามารถถือว่าเวลาแฝงในกรณีที่เลวร้ายที่สุดคือ 3 ชั่วโมงนับจากเวลาที่ธุรกรรมข้อมูลได้รับการยอมรับจนกว่าข้อมูลจะพร้อมใช้งานแบบออนไลน์

ข้อสรุปและทิศทางในอนาคต

บทความนี้จะสำรวจวิธีการสร้าง DA โดยใช้ DSN ที่มีอยู่ ซึ่งก็คือ Filecoin เราถือว่าข้อกำหนดสำหรับ DA เป็นองค์ประกอบสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานการปรับขนาดของ Ethereum เราพิจารณาความเป็นไปได้ในการสร้าง DA บน DSN โดยใช้ Filecoin และใช้เพื่อสำรวจโอกาสที่โซลูชันบน Filecoin จะนำมาสู่ระบบนิเวศ Ethereum หรือโอกาสใดๆ ที่จะได้รับประโยชน์จากเลเยอร์ DA ที่คุ้มค่า

Filecoin แสดงให้เห็นว่า DSN สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดเก็บข้อมูลได้อย่างมากในระบบกระจายอำนาจบนบล็อกเชน ซึ่งประหยัดเงินได้ 100 ล้านดอลลาร์ต่อข้อมูล 32 GB ที่เขียนตามราคาตลาดปัจจุบัน แม้ว่าความต้องการ DA จะไม่เพียงพอที่จะเติมเต็มเซกเตอร์ขนาด 32 GB แต่ข้อได้เปรียบด้านต้นทุนของ DA ยังคงมีอยู่หากเซกเตอร์ว่างถูกห่อหุ้มไว้ แม้ว่าเวลาแฝงในการจัดเก็บข้อมูลและการเรียกค้นในปัจจุบันบน Filecoin จะไม่เหมาะสมกับความต้องการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลแบบร้อน แต่การดำเนินการเฉพาะของผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลสามารถให้ประสิทธิภาพที่เหมาะสมได้ ทำให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลจะพร้อมใช้งานภายใน 3 ชั่วโมง

ความไว้วางใจที่เพิ่มขึ้นในผู้ให้บริการพื้นที่จัดเก็บข้อมูล Filecoin สามารถปรับขนาดได้ด้วยหลักประกันที่หลากหลาย เช่น ใน EigenDA Filecoin ขยายการรักษาความปลอดภัยที่ปรับแต่งได้นี้โดยอนุญาตให้มีการจัดเก็บแบบจำลองจำนวนมากบนเครือข่าย ดังนั้นจึงเพิ่มความทนทานต่อข้อผิดพลาดของ Byzantine ที่ปรับแต่งได้ ในการขัดขวางการโจมตีข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องจัดการการเรียกค้นข้อมูลที่รับประกันและมีประสิทธิภาพ แต่เช่นเดียวกับโซลูชันอื่นๆ วิธีเดียวที่จะรับประกันการเรียกค้นอย่างแท้จริงคือการโฮสต์โหนดด้วยตนเองหรือเชื่อถือผู้ให้บริการโครงสร้างพื้นฐาน

เราเห็นโอกาสสำหรับ DA ในการพัฒนา PoDSI เพิ่มเติม ซึ่งสามารถ (ร่วมกับการพิสูจน์แนวคิดในปัจจุบันของ Filecoin) แทนที่ DAS เพื่อรับประกันว่าข้อมูลจะถูกบรรจุอยู่ในเซกเตอร์ที่ห่อหุ้มขนาดใหญ่ขึ้น ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ สิ่งนี้อาจทำให้การตอบสนองข้อมูลที่ช้าสามารถยอมรับได้ เนื่องจากสามารถออกหลักฐานการฉ้อโกงได้ภายใน 1 วันถึง 1 สัปดาห์ และสามารถรับประกัน DA ได้ตามความต้องการ PoDSI ยังคงเป็นเทคโนโลยีใหม่และอยู่ระหว่างการพัฒนาจำนวนมาก ดังนั้นเราจึงยังไม่ทราบว่า PoDSI ที่มีประสิทธิภาพจะมีลักษณะอย่างไร หรือกลไกที่จำเป็นในการสร้างระบบโดยรอบ เนื่องจากมีโซลูชันสำหรับการประมวลผลข้อมูล Filecoin อยู่แล้ว โซลูชันสำหรับการประมวลผล PoDSI บนข้อมูลที่ห่อหรือยังไม่ได้ห่อจึงอาจไม่สามารถเข้าใจได้มากนัก

ในขณะที่ฟิลด์ DA และ Filecoin พัฒนาไป การผสมผสานโซลูชั่นและเทคโนโลยีสนับสนุนใหม่ๆ อาจนำไปสู่การพิสูจน์แนวคิดใหม่ ดังที่การบูรณาการของ Solana กับเครือข่าย Filecoin แสดงให้เห็นว่า DSN มีศักยภาพในฐานะเทคโนโลยีการปรับขนาด ต้นทุนการจัดเก็บข้อมูลบน Filecoin นำเสนอโอกาสที่เปิดกว้างพร้อมพื้นที่สำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพ แม้ว่าความท้าทายที่กล่าวถึงในบทความนี้จะกล่าวถึงในบริบทของการสนับสนุน DA แต่โซลูชันขั้นสูงสุดของพวกเขาจะสร้างโฮสต์ของเครื่องมือและระบบใหม่ภายนอก DA

ข้อมูลแผนภูมิที่เกี่ยวข้องมาจากข้อมูลจำเพาะของ Filecoin, EIP-4844, EigenDA, การใช้งาน Celestia, Celenium, Starboard, file.app, Rollups DA และ Execution รวมถึงราคาตลาดโดยประมาณในปัจจุบัน

ลิงค์เดิม