Tiêu đề gốc: "IOSG Weekly Brief | Tháo dỡ lớp dữ liệu sẵn có: Các khối Lego bị bỏ quên #136 trong một tương lai mô-đun"

tiêu đề cấp đầu tiên

tl;dr

• Đối với dữ liệu sẵn có cho các máy khách nhẹ, có rất ít bất đồng về việc sử dụng mã xóa để giải quyết vấn đề, sự khác biệt là làm thế nào để đảm bảo rằng mã xóa được mã hóa chính xác. Cam kết KZG được sử dụng trong Polygon Avail và Danksharding, trong khi bằng chứng gian lận được sử dụng trong Celestia.

• Đối với tính khả dụng của dữ liệu Rollup, nếu DAC được hiểu là một chuỗi tập đoàn, thì những gì Polygon Avail và Celestia làm là làm cho lớp tính khả dụng của dữ liệu trở nên phi tập trung hơn—tương đương với việc cung cấp một chuỗi công khai “DA-Specific” để cải thiện mức độ tin cậy .

• Trong 3 đến 5 năm tới, kiến ​​trúc chuỗi khối chắc chắn sẽ phát triển từ nguyên khối sang mô-đun và mỗi lớp sẽ ở trạng thái khớp nối thấp. Trong tương lai, các nhà cung cấp nhiều thành phần mô-đun như Rollup-as-a-Service (RaaS) và Data Availability-as-a-Service (DAaaS) có thể xuất hiện để nhận ra khả năng kết hợp của kiến ​​trúc blockchain. Chuỗi khối mô-đun là một trong những câu chuyện quan trọng làm nền tảng cho chu kỳ tiếp theo.

• Trong chuỗi khối mô-đun, lớp thực thi đã "phân chia thế giới" và có rất ít người đến sau, lớp đồng thuận đang cạnh tranh ở Đồng bằng Trung tâm, và Aptos và Sui đã xuất hiện. Mặc dù mô hình cạnh tranh của chuỗi công khai chưa chưa an cư thì đã là rượu cũ bình mới, khó tìm được cơ hội đầu tư hợp lý. Giá trị của lớp dữ liệu sẵn có vẫn đang được khám phá.

Chuỗi khối mô-đun Chuỗi khối mô-đun

Mô tả hình ảnh

Nguồn hình ảnh: IOSG Ventures, chuyển thể từ Peter Watts

Không có định nghĩa nghiêm ngặt cho việc phân lớp các chuỗi khối mô-đun.Một số phương pháp phân lớp bắt đầu từ Ethereum, trong khi những phương pháp khác có xu hướng được khái quát hóa, tùy thuộc vào ngữ cảnh mà chúng được thảo luận.

• Lớp thực thi: Có hai điều xảy ra ở lớp thực thi. Đối với một giao dịch đơn lẻ, giao dịch được thực thi và trạng thái thay đổi; đối với cùng một lô giao dịch, gốc trạng thái của lô được tính toán. Một phần công việc của lớp thực thi hiện tại của Ethereum được giao cho Rollup, cụ thể là StarkNet, zkSync, Arbitrum và Optimism mà chúng ta quen thuộc.

• Lớp thanh toán: Có thể hiểu là quá trình xác minh tính hợp lệ của trạng thái gốc (zkRollup) hoặc bằng chứng gian lận (Optimistic Rollup) bằng hợp đồng Rollup trên chuỗi chính.

• Lớp đồng thuận: Nói tóm lại, cho dù sử dụng PoW, PoS hay các thuật toán đồng thuận khác, thì lớp đồng thuận là để đạt được sự đồng thuận về điều gì đó trong một hệ thống phân tán, nghĩa là đạt được sự đồng thuận về tính hợp lệ của các chuyển đổi trạng thái. Trong bối cảnh mô đun hóa, ý nghĩa của lớp giải quyết và lớp đồng thuận có phần giống nhau, vì vậy một số nhà nghiên cứu đã thống nhất lớp giải quyết và lớp đồng thuận.

• Lớp trạng thái lịch sử: do Polynya đề xuất (chỉ dành cho Ethereum). Bởi vì sau khi giới thiệu Proto-Danksharding, Ethereum chỉ duy trì tính khả dụng của dữ liệu tức thời trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó thực hiện các hoạt động cắt tỉa, để lại công việc này cho người khác. Ví dụ: Mạng cổng thông tin hoặc các bên thứ ba khác lưu trữ những dữ liệu này có thể được phân loại vào lớp này.

• Nguồn hình ảnh: IOSG mạo hiểm

Nguồn hình ảnh: IOSG mạo hiểm

Mô tả hình ảnh

DA in Nodes

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

Hãy xem trướcCác nút đầy đủ và máy khách nhẹkhái niệm của.

Vì các nút đầy đủ tự tải xuống và xác minh mọi giao dịch trong mỗi khối,Không yêu cầu các giả định trung thực để đảm bảo trạng thái được thực thi chính xác, có bảo đảm an ninh tốt. Tuy nhiên, chạy một nút đầy đủ đòi hỏi các yêu cầu về tài nguyên để lưu trữ, sức mạnh tính toán và băng thông.Ngoại trừ những người khai thác, người dùng hoặc ứng dụng thông thường không có động lực để chạy một nút đầy đủ. Hơn nữa, nếu một nút chỉ cần xác minh một số thông tin nhất định trên chuỗi, thì rõ ràng là không cần thiết phải chạy một nút đầy đủ.

Đây làkhách hàng nhẹlàm việc. Trong bài viết IOSG "Hệ sinh thái đa chuỗi: giai đoạn hiện tại và mô hình tương lai của chúng tôi” chúng tôi đã giới thiệu ngắn gọn về các khách hàng nhẹ. Các ứng dụng khách nhẹ khác với các nút đầy đủ, chúng thường không tương tác trực tiếp với chuỗi,Thay vào đó, hãy dựa vào các nút đầy đủ lân cận làm trung gian để yêu cầu thông tin cần thiết từ các nút đầy đủ, chẳng hạn như tải xuống tiêu đề khối hoặc xác minh số dư tài khoản.

Ứng dụng khách nhẹ với tư cách là một nút có thể nhanh chóng đồng bộ hóa toàn bộ chuỗi vì nó chỉ tải xuống và xác minh tiêu đề khối; trong mô hình cầu nối chuỗi chéo, ứng dụng khách nhẹ hoạt động như một hợp đồng thông minh—ứng dụng khách nhẹ của chuỗi mục tiêu chỉ cần xác minh Liệu các mã thông báo của chuỗi nguồn có bị khóa mà không cần xác minh tất cả các giao dịch của chuỗi nguồn hay không.

Vấn đề là gì?

Có một vấn đề tiềm ẩn với điều này: vì các ứng dụng khách nhẹ chỉ tải xuống các tiêu đề khối từ các nút đầy đủ, thay vì tự tải xuống và xác thực từng giao dịch, một nút đầy đủ độc hại (nhà sản xuất khối) có thể tạo một khối chứa các giao dịch không hợp lệ và gửi nó đến các ứng dụng khách nhẹ để lừa họ.

Thật dễ dàng để chúng ta nghĩ đến việc áp dụng"Bằng chứng gian lận"Để giải quyết vấn đề này: nghĩa là, chỉ cần một nút đầy đủ trung thực để theo dõi tính hợp lệ của khối và sau khi tìm thấy khối không hợp lệ, hãy tạo bằng chứng gian lận và gửi cho khách hàng nhẹ để nhắc nhở họ. Hoặc sau khi nhận được khối, light client sẽ chủ động hỏi xem có bằng chứng gian lận nào trong toàn mạng hay không, nếu sau một khoảng thời gian mà không nhận được thì có thể cho rằng khối đó là hợp lệ. Như vậy,Các máy khách nhẹ có thể đạt được mức độ bảo mật gần như tương đương với các nút đầy đủ (nhưng vẫn dựa trên các giả định về tính trung thực).

Tuy nhiên, trong cuộc thảo luận ở trên, chúng tôi thực sự đã giả định rằng các nhà sản xuất khối sẽ luôn xuất bản tất cả dữ liệu khối, đây cũng là tiền đề cơ bản để tạo ra bằng chứng gian lận. Nhưng,Các nhà sản xuất khối độc hại có thể ẩn một số dữ liệu khi xuất bản các khối.Tại thời điểm này, các nút đầy đủ có thể tải xuống khối này và xác minh rằng nó không hợp lệ; nhưng các đặc điểm của ứng dụng khách nhẹ ngăn chúng làm như vậy. VàCác nút đầy đủ cũng không thể tạo bằng chứng gian lận để cảnh báo các khách hàng nhẹ do thiếu dữ liệu.

Một tình huống khác là một số dữ liệu có thể được tải lên sau đó vì lý do mạng.Chúng tôi thậm chí không thể đánh giá liệu dữ liệu bị thiếu tại thời điểm này là do điều kiện khách quan hay cố ý của các nhà sản xuất khối——Sau đó, cơ chế khen thưởng và trừng phạt của bằng chứng gian lận sẽ không hiệu quả.

Mô tả hình ảnhCác vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu。

Nguồn hình ảnh: https://github.com/ethereum/research/wiki/A-note-on-data-availability-and-erasure-coding

Hai tình huống được thể hiện trong hình trên: thứ nhất, nhà sản xuất khối độc hại xuất bản một khối bị thiếu dữ liệu, tại thời điểm đó, nút đầy đủ trung thực đưa ra cảnh báo, nhưng sau đó nhà sản xuất bổ sung và phát hành dữ liệu còn lại; Hai, nhà sản xuất khối trung thực xuất bản các khối hoàn chỉnh, nhưng các nút đầy đủ độc hại đưa ra cảnh báo sai vào lúc này. Trong cả hai trường hợp, dữ liệu khối được những người khác trong mạng nhìn thấy sau khi T3 hoàn tất, nhưng vẫn có những người làm điều ác trong đó.

Bằng cách này,giải pháp

giải pháp

Vào tháng 9 năm 2018, Mustafa AI-Bassam (hiện là Giám đốc điều hành Celestia) và Vitalik đã đề xuất sử dụng mã xóa đa chiều để kiểm tra tính khả dụng của dữ liệu trong một bài báo đồng tác giả——Ứng dụng khách nhẹ chỉ cần tải xuống một phần dữ liệu ngẫu nhiên và xác minh rằng tất cả các khối dữ liệu đều có sẵn và xây dựng lại tất cả dữ liệu nếu cần.

Hầu như không có sự phản đối nào đối với việc sử dụng mã xóa để giải quyết vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu của các ứng dụng khách nhẹ.Mã xóa Reed-Solomon được sử dụng trong Polygon Avail, Celestia (và Danksharding của Ethereum).

Sự khác biệt làCách đảm bảo mã xóa được mã hóa chính xác: Các cam kết KZG được sử dụng trong Polygon Avail và Danksharding, đồng thời bằng chứng gian lận được sử dụng trong Celestia. Cả hai đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, KZG hứa hẹn rằng nó không kháng lượng tử, trong khi bằng chứng gian lận dựa trên các giả định đồng bộ hóa và trung thực nhất định.

Ngoài cam kết của KZG, còn có các kế hoạch sử dụng STARK và FRI có thể được sử dụng để chứng minh tính đúng đắn của mã xóa.

(Lưu ý: Các khái niệm về xóa mã hóa và cam kết KZG được mô tả trong bài viết IOSG "Sắp sáp nhập: Giải thích chi tiết lộ trình kỹ thuật mới nhất của EthereumNó được đề cập trong ", do giới hạn về không gian, nó sẽ không được giải thích trong bài viết này)

DA in Rollup

Mô tả hình ảnh

Nguồn hình ảnh: https://forum.celestia.org/t/ethereum-rollup-call-data-pricing-analysis/141

Hãy xem cấu trúc phí của Lớp 2. Ngoài chi phí cố định, các biến liên quan đến số lượng giao dịch mỗi đợt chủ yếu làChi phí gas của lớp 2 và chi phí dữ liệu sẵn có trên chuỗi. Tác động của cái trước là không đáng kể; trong khi cái sau yêu cầu thanh toán liên tục 16 gas cho mỗi byte, chiếm tới 80%-95% tổng chi phí của Tổng số.

Tính khả dụng của dữ liệu (trên chuỗi) đắt đỏ, phải làm sao?

Một là giảm chi phí lưu trữ dữ liệu trên chuỗi:Đây là những gì lớp giao thức làm. Trong bài viết IOSG "Sắp kết hợp: Giải thích chi tiết về lộ trình kỹ thuật mới nhất của Ethereum", chúng tôi đã đề cập rằng Ethereum đang xem xét giới thiệu Proto-Danksharding và Danksharding để cung cấp Rollup với "khối lớn", tức là không gian lớn hơn cho tính khả dụng của dữ liệu và áp dụng Xóa mã hóa và KZG hứa hẹn sẽ giải quyết vấn đề gánh nặng nút tiếp theo.Nhưng từ quan điểm của Rollup, việc chờ đợi Ethereum tự thích ứng một cách thụ động là không thực tế.

Thứ hai là đưa dữ liệu ra khỏi chuỗi.Mô tả hình ảnh

Nguồn hình ảnh: IOSG mạo hiểm

(Lưu ý: Validium ban đầu đề cập đến sơ đồ mở rộng kết hợp zkRollup và tính khả dụng của dữ liệu ngoài chuỗi. Để thuận tiện, trong bài viết này, Validium đề cập đến sơ đồ tính khả dụng của dữ liệu ngoài chuỗi và cùng nhau tham gia so sánh.)

hiện hữu

DA Provided by Rollup

hiện hữuGiải pháp Validium đơn giản nhấtTrong , nhà điều hành dữ liệu tập trung chịu trách nhiệm đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu và người dùng cần tin tưởng rằng nhà điều hành sẽ không làm điều ác. Ưu điểm của việc này là chi phí thấp nhưng thực tế hầu như không đảm bảo an toàn.

sau đó,StarkExĐề xuất thêm vào năm 2020Lược đồ Validium được duy trì bởi Data Availability Council (DAC).Các thành viên của DAC là những cá nhân hoặc tổ chức nổi tiếng và nằm trong phạm vi quyền hạn hợp pháp, và giả định đáng tin cậy là họ sẽ không thông đồng và làm điều ác.

ArbitrumNăm nay, AnyTrust đã được đề xuất, ủy ban này cũng thông qua ủy ban dữ liệu để đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu và xây dựng trên cơ sở AnyTrustArbitrum Nova。

zkPorter đề xuất rằng Người bảo vệ (người nắm giữ Mã thông báo zkSync) duy trì tính khả dụng của dữ liệu và họ cần cam kết Mã thông báo zkSync. Nếu xảy ra lỗi về tính khả dụng của dữ liệu, số tiền đã cam kết sẽ bị mất.

Cả ba cung cấp VolitionMô tả hình ảnh

Nguồn hình ảnh: https://blog.polygon.technology/from-rollup-to-validium-with-polygon-avail/

General DA Scenarios

Đề xuất trên dựa trên ý tưởng rằng vì độ tin cậy của các nhà khai thác thông thường không đủ cao nên cần thành lập một ủy ban có thẩm quyền hơn để cải thiện độ tin cậy.

Mức độ bảo mật có đủ cao cho một ủy ban nhỏ không?Cộng đồng Ethereum đã đề xuất Validium hai năm trướctấn công ransomwareVấn đề: Nếu đủ khóa riêng tư của các thành viên ủy ban bị đánh cắp khiến dữ liệu ngoài chuỗi không khả dụng, người dùng có thể bị đe dọa - chỉ khi họ trả đủ tiền chuộc để rút khỏi Lớp 2. Với những bài học rút ra từ vụ trộm cầu Ronin và cầu Harmony Horizon, chúng ta không thể bỏ qua khả năng này.

Vì các ủy ban về tính sẵn có của dữ liệu ngoài chuỗi không đủ an toàn, nênĐiều gì sẽ xảy ra nếu chuỗi khối được giới thiệu như một chủ thể tin cậy để đảm bảo tính sẵn có của dữ liệu ngoài chuỗi?

Nếu DAC đã nói ở trên được hiểu là một chuỗi tập đoàn, thì những gì Polygon Avail và Celestia đã làm là làm cho lớp dữ liệu sẵn có trở nên phi tập trung hơn—tương đương với việc cung cấp một chuỗi công khai "Dành riêng cho DA" với một loạt các nút xác minh, các nhà sản xuất khối khu vực và cơ chế đồng thuận để tăng mức độ tin cậy.

Mô tả hình ảnh

Nguồn hình ảnh: https://blog.celestia.org/celestiums/

Hãy lấy ứng dụng Cầu hấp dẫn lượng tử của Celestia trên Ethereum Rollup làm ví dụ để giải thích. Hợp đồng L2 trên chuỗi chính Ethereum xác minh bằng chứng hợp lệ hoặc bằng chứng gian lận như thường lệ, với sự khác biệt là tính khả dụng của dữ liệu được cung cấp bởi Celestia.Không có hợp đồng thông minh nào trên chuỗi Celestia, không có phép tính nào được thực hiện trên dữ liệu, chỉ có dữ liệu được đảm bảo khả dụng.

Nhà điều hành L2 xuất bản dữ liệu giao dịch lên chuỗi chính Celestia và trình xác minh Celestia ký vào Merkle Root của Chứng thực DA và gửi nó đến Hợp đồng cầu nối DA trên chuỗi chính Ethereum để xác minh và lưu trữ.

Bằng cách này, Gốc Merkle của Chứng thực DA thực sự được sử dụng để chứng minh tính khả dụng của tất cả dữ liệu. Hợp đồng Cầu nối DA trên chuỗi chính Ethereum chỉ cần xác minh và lưu trữ Gốc Merkle này, đồng thời chi phí giảm đáng kể.

Mô tả hình ảnh

bản tóm tắt

Nguồn hình ảnh: IOSG Ventures, chuyển thể từ Celestia Blog

Sau khi thảo luận từng kế hoạch trên, chúng ta sẽ so sánh theo chiều ngang từ góc độ bảo mật/phân cấp và chi phí Gas. Lưu ý rằng bản đồ tọa độ này chỉ thể hiện sự hiểu biết cá nhân của tác giả, như một sự phân chia thô mơ hồ chứ không phải là một so sánh định lượng.

Pure Validium ở góc dưới bên trái có chi phí bảo mật/phân cấp và Gas thấp nhất.

Phần giữa là sơ đồ DAC của StarkEx và Arbitrum Nova, sơ đồ bộ trình xác thực Guardians của zkPorter và sơ đồ Celestia và Polygon Avail tổng quát. Tác giả tin rằng zkPorter sử dụng Guardians làm bộ xác thực, an toàn/phân cấp hơn một chút so với DAC; trong khi sơ đồ chuỗi khối DA-Specific cao hơn một chút so với bộ trình xác thực. Đồng thời, chi phí Gas cũng tăng theo. Tất nhiên đây chỉ là một so sánh rất thô.

Hộp ở góc trên bên phải làMột giải pháp cho tính khả dụng của dữ liệu trên chuỗi,Nó có mức độ bảo mật/phân cấp và chi phí gas cao nhất. Từ bên trong hộp, cả ba lược đồ đều an toàn/phi tập trung như nhau vì dữ liệu sẵn có của chúng được cung cấp bởi chuỗi chính Ethereum. Giải pháp Rollup thuần túy rõ ràng tốn ít Gas hơn so với Ethereum nguyên khối và sau khi giới thiệu Proto-Danksharding và Danksharding, chi phí sẵn có của dữ liệu sẽ còn giảm hơn nữa.

Lưu ý: Ngữ cảnh "tính khả dụng của dữ liệu" được thảo luận trong bài viết này chủ yếu thuộc về Ethereum. Cần lưu ý rằng Celestia và Polygon Avail là các giải pháp chung và không giới hạn ở chính Ethereum.

Nguồn hình ảnh: IOSG mạo hiểm

Nguồn hình ảnh: IOSG mạo hiểm

Closing Thoughts

Sau khi thảo luận về các vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu ở trên, chúng tôi nhận thấy rằng tất cả các kịch bảnVề bản chất, đó là sự đánh đổi dưới sự ràng buộc lẫn nhau của bộ ba bất khả thi, trong khi sự khác biệt giữa các kế hoạch nằm ở sự đánh đổi"tinh tế"khác biệt.

Từ góc độ người dùng, việc giao thức cung cấp tùy chọn cung cấp dữ liệu trên chuỗi và ngoài chuỗi đồng thời là điều hợp lý. bởi vìTrong các kịch bản ứng dụng khác nhau hoặc giữa các nhóm người dùng khác nhau, người dùng có mức độ nhạy cảm khác nhau đối với bảo mật và chi phí.

Hỗ trợ lớp dữ liệu sẵn có cho Ethereum và Rollup đã được thảo luận thêm ở trên. Về mặt giao tiếp xuyên chuỗi, chuỗi chuyển tiếp của Polkadot cung cấp đảm bảo bảo mật riêng cho tính khả dụng của dữ liệu cho các chuỗi song song khác; trong khi Cosmos IBC dựa trên mô hình máy khách nhẹ, nó đảm bảo rằng máy khách nhẹ có thể xác minh tính khả dụng của dữ liệu của chuỗi nguồn và chuỗi chuỗi mục tiêu đến quan trọng.

Ưu điểm của tính mô đun nằm ở khả năng cắm và tính linh hoạt, có thể được điều chỉnh theo giao thức khi cần: ví dụ: dỡ bỏ gánh nặng về tính khả dụng của dữ liệu của Ethereum trong khi vẫn đảm bảo mức độ bảo mật và tin cậy; hoặc cải thiện giao tiếp khách hàng nhẹ trong hệ sinh thái đa chuỗi Bảo mật mức độ của mô hình, hạ thấp các giả định tin cậy. Không giới hạn ở Ethereum, tính sẵn có của dữ liệu cũng có thể đóng một vai trò trong hệ sinh thái đa chuỗi và thậm chí nhiều kịch bản ứng dụng hơn trong tương lai.

Chúng tôi tin rằng trong 3 đến 5 năm tới,Kiến trúc của chuỗi khối chắc chắn sẽ phát triển từ nguyên khối sang mô-đun và mỗi lớp sẽ ở trạng thái khớp nối thấp. Trong tương lai, các nhà cung cấp nhiều thành phần mô-đun như Rollup-as-a-Service (RaaS) và Data Availability-as-a-Service (DAaaS) có thể xuất hiện để nhận ra khả năng kết hợp của kiến ​​trúc blockchain.Chuỗi khối mô-đun là một trong những câu chuyện quan trọng làm nền tảng cho chu kỳ tiếp theo.

lớp điều hànhlớp điều hànhlớp đồng thuậnlớp đồng thuận(tức là mỗi Lớp1) cạnh tranh ở Đồng bằng Trung tâm, sau khi các chuỗi công khai như Aptos và Sui bắt đầu xuất hiện, mô hình cạnh tranh của các chuỗi công khai vẫn chưa ổn định, nhưng câu chuyện của nó là rượu cũ bình mới, khó để tìm cơ hội đầu tư hợp lý.

Giá trị của lớp dữ liệu sẵn có vẫn đang được khám phá.